一种隔膜电解除硬+电法微滤耦合的水处理装置

技术领域

本发明属于绿色水处理领域，涉及一种隔膜电解除硬+电法微滤耦合的水处理装置。

背景技术

循环水作为体量最大的耗水单元，是节水零排放领域必须面对的重要难题，若大量的循环水直接外排，造成水资源的巨大浪费，因此，循环水软化回用是最为适用的方法。水质软化采用石灰软化或双碱法，然而，石灰软化法需要添加大量化学品，引入外部盐离子，并产生大量污泥。离子交换法作为石灰软化的替代方法，已被广泛用于深度软化水，但是这种操作手段需要盐用于饱和树脂再生，因此会产生浓盐废水，不符合当下环保高效的发展方向。因此，用于水软化的电化学沉淀法由于其环境相容性、易于操作和多功能性等特定优势而受到越来越多的关注。

电化学软化过程主要依赖于通过H

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种隔膜电解除硬+电法微滤耦合的水处理装置，该装置具有水处理效率高以及能耗低的特点。

为达到上述目的，本发明公开了一种隔膜电解除硬+电法微滤耦合的水处理装置，包括隔膜电解除硬装置及电法过滤装置，隔膜电解除硬装置的出口与电法过滤装置的入口相连通。

所述隔膜电解除硬装置包括壳体，所述壳体底部的侧面上设置有装置进水口，所述壳体的底部设置有排泥口，所述壳体内设有引流板以及反应壳，所述反应壳内设置有若干电极单元，所述引流板为中空结构，反应壳位于引流板内，且引流板与壳体的内壁及反应壳的外壁之间有间隙，所述反应壳的底部开口处设置有硬质绝缘隔栏，所述反应壳的顶部开口处设置有多孔网格，壳体顶部的出水口经管路与电法过滤装置底部的电法微滤进水口相连通。

各电极单元包括阴极管、腔室隔膜以及阳极棒，其中，阳极棒、腔室隔膜及阴极管由内到外依次分布。

阳极棒与腔室隔膜之间设置有若干硬质塑料卡环。

所述电法过滤装置包括电法过滤壳体以及设置于所述电法过滤壳体内的若干过滤模块，电法微滤进水口与所述过滤模块的入口相连通，电法过滤壳体的顶部设有过滤装置总产水口及过滤装置总反洗排水口，所述过滤装置总产水口与各过滤模块的出口相连通。

所述过滤模块包括过滤模块壳体以及设置于所述过滤模块壳体内的电场阴极管，所述电场阴极管内设置有电场阳极棒，所述电场阳极棒与电场阴极管之间设置有微滤膜，所述过滤模块壳体底部侧面上的过滤模块进水口与电场阴极管和微滤膜之间的空腔相连通，过滤模块壳体顶部侧面上的产水口与电场阴极管和微滤膜之间的空腔相连通，反洗排水口与微滤膜内的空腔相连通。

各过滤模块上的反洗排水口与过滤装置总反洗排水口相连通。

各过滤模块上的产水口与过滤装置总产水口相连通。

各过滤模块上的过滤模块进水口与电法微滤进水口相连通。

微滤膜选择聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚丙烯。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的隔膜电解除硬+电法微滤耦合的水处理装置在具体操作时，采用隔膜电解除硬工艺，通过分隔阴阳极反应腔室，抑制在钙镁反应过程中H

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明中过滤模块13的结构图。

其中，1为装置进水口、2为引流板、3为硬质绝缘隔栏、4为阴极管、5为腔室隔膜、6为阳极棒、7为硬质塑料卡环、8为多孔网格、9为排泥口、10为装置出水口、11为管路、12为电法微滤进水口、13为过滤模块、131为过滤模块进水口、132为微滤膜、133为电场阴极管、134为电场阳极棒、135为产水口、136为反洗排水口、14为过滤装置总反洗排水口、15为过滤装置总产水口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1及图2，本发明所述的隔膜电解除硬+电法微滤耦合的水处理装置包括隔膜电解除硬装置及电法过滤装置，隔膜电解除硬装置的出口与电法过滤装置的入口相连通。

所述隔膜电解除硬装置包括壳体，所述壳体底部的侧面上设置有装置进水口1，所述壳体内设有引流板2以及反应壳，所述引流板2为中空结构，反应壳位于引流板2内，且引流板2与壳体的内壁及反应壳的外壁之间有间隙，所述反应壳的底部开口处设置有硬质绝缘隔栏3，所述反应壳的顶部开口处设置有多孔网格8；

所述反应壳内设置有若干电极单元，各电极单元包括阴极管4、腔室隔膜5以及阳极棒6，其中，阳极棒6、腔室隔膜5及阴极管4由内到外依次分布，阳极棒6与腔室隔膜5之间设置有若干硬质塑料卡环7。

所述壳体的底部设置有排泥口9，所述壳体的顶部设置有装置出水口10经管路11与电法过滤装置底部的电法微滤进水口12相连通。

本实施例中，所述电法过滤装置包括电法过滤壳体以及设置于所述电法过滤壳体内的若干过滤模块13，电法微滤进水口12与所述过滤模块13的入口相连通，电法过滤壳体的顶部设有过滤装置总产水口15及过滤装置总反洗排水口14，所述过滤装置总产水口15与各过滤模块13的出口相连通。

具体的，所述过滤模块13包括过滤模块壳体以及设置于所述过滤模块壳体内的电场阴极管133，所述电场阴极管133内设置有电场阳极棒134，所述电场阳极棒134与电场阴极管133之间设置有微滤膜132，所述过滤模块壳体底部侧面上的过滤模块进水口131与电场阴极管133和微滤膜132之间的空腔相连通，过滤模块壳体顶部侧面上的产水口135与电场阴极管133和微滤膜132之间的空腔相连通，反洗排水口136与微滤膜132内的空腔相连通。

各过滤模块13上的反洗排水口136与过滤装置总反洗排水口14相连通，各过滤模块13上的产水口135与过滤装置总产水口15相连通，各过滤模块13上的过滤模块进水口131与电法微滤进水口12相连通。

本实施例中，为避免装置下部进水流态对电化学反应单元影响，本发明中，水流通过引流板2引流后进入反应壳。

本实施例中，所述电极单元由阳极+隔膜+阴极构成，阳极采用棒状石墨电极，隔膜采用PTFE的微滤膜132；阴极采用碳钢或不锈钢材质，阴极附着物可通过倒极脱附。

在电解作用下，阳极反应室内水体pH值急剧降低，碳酸盐硬度随之减小，阴极室pH值升高，极大的促进了钙镁离子与碳酸根离子的快速聚合，形成碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等难溶物。

阴阳极反应室的出水在装置上部混合，中和反应将H

本实施例中，所述电法微滤装置由过滤单元+直流电场耦合而成，电场阴极管133贴合于过滤模块壳体的内壁，与过滤模块壳体的中心轴构成非匀强直流电场。

所述微滤膜132可选择聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)等。

本发明采用电场+微滤膜132工艺，通过电场力作用，引起水中离子电泳和电渗效应，原本由于水体主体流产生的流体压力差形成的沉积层，在浓差极化及电场力作用下使得这些微粒又背离膜面进行反向扩散；当电场达到一定强度，电泳迁移和反向扩散将与微粒向膜面的沉积运动达到平衡，从而减缓膜污堵，减少反洗频次及缩短反洗时间。

含有较高体量的游离垢体微晶通过电法微滤装置后，垢体微晶由微滤膜132拦截，通过反洗及电场倒极清洗微滤膜132的表面及电极的表面，反洗水可排放至电法除硬装置的排泥收集池内，沉降后一同作为脱硫剂使用，产水可直接回用至循环水系统。

本发明的工作原理为：

1)水体经装置进水口1进入隔膜电解反应器，通过引流板2沿壳体内夹层向上移动，再经引流板2引流后进入装置下部空腔，然后通过硬质绝缘隔栏3进入反应壳内。

2)水体在反应壳内电解，阳极室的pH值降低，水中碱度下降；阴极腔室的pH值升高，硬度离子结晶成垢，部分沉积于阴极管4的管壁上，部分游离垢体随水体经装置出水口10流出，在倒极清洗时，清洗水通过排泥口9排出至收集池。

3)水体经隔膜电解后通过管路1进入电法微滤装置中，水体通过电法微滤进水口12进入各过滤模块13中，在过滤模块13中，水体经电场及微滤膜132过滤处理，产水经产水口135排出，垢体微晶等被微滤膜132阻挡，倒极反洗后随水经反洗排水口136排出至收集池。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。