[發明專利]一種用于電滲析系統鐵錳結垢的清洗系統及工藝

在審

• 申請號: 202011251034.X
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112408559A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 徐浩然;馮向東;張賀;鄭渭建
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F1/46
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及用于電滲析系統鐵錳結垢的清洗系統，包括清洗水箱、電滲析反應器、加水閥、加酸閥和鐵錳結垢清洗模塊；鐵錳結垢清洗模塊主要由儲藥箱和加藥閥組成，儲藥箱出口連接至加藥閥進口，加藥閥出口連接至清洗水箱的加藥口；清洗水箱的加水口連接加水閥，清洗水箱的加酸口連接加酸閥；清洗水箱的循環出水口通過清洗水泵連接至電滲析反應器進口，電滲析反應器出口連接至清洗水箱的循環進水口，形成清洗循環。本發明的有益效果是：該鐵錳結垢清洗系統能夠在原電滲析清洗系統的基礎上進行改造，能夠和其他電滲析清洗模式聯合使用。

技術領域

本發明屬于環保水處理技術領域，具體涉及一種用于電滲析系統鐵錳結垢的清洗系統及工藝。

背景技術

電滲析技術利用膜選擇性透過機理，以陰陽離子交換膜為分離介質，在直流電場的作用下，將帶電離子從溶液中分離。該技術具有低能耗、高效率、操作便捷、選擇性好等優點，被廣泛地應用于電子、醫藥、食品、化工、環保、工業等領域。一些電廠廢水和化工廢水成分較為復雜，含有較高濃度的重金屬離子。以電滲析法處理這些廢水時容易發生重金屬結垢，成為了電滲析領域亟需解決的難題之一。

電滲析系統正常運行過程中，電滲析陽極將不可避免地產生一些氧化性物質，例如ClO^-、Cl₂、O₂、·OH等，能夠與溶于水中的低價重金屬離子發生氧化反應，生成高價重金屬氧化物或不溶性鹽類。諸多易結垢重金屬中，鐵和錳最為典型，常見于各類電滲析膜污堵結垢案例中。Fe²⁺能夠被電滲析陰極產物氧化為Fe³⁺，形成Fe(OH)₃和Fe₂O₃沉淀，而Fe³⁺還能被繼續氧化成高鐵酸鹽沉淀。Mn²⁺能夠被電滲析陰極產物氧化為溶解度極低的MnO₂。這些難溶沉淀在生成后將附著于極板、離子交換膜和系統管路上，造成電極腐蝕、電極電阻增大、電極表面結構破壞、離子交換膜污染、電滲析效率下降、額外能耗增加等問題。更為重要的是，MnO₂幾乎不與稀酸發生反應，因此無法通過常規酸洗去除，需要7％以上的濃鹽酸長時間浸泡才能逐漸溶解，而過高的酸洗液酸濃度又會導致管路腐蝕和成本增加。

目前電滲析鐵錳結垢問題的應對方法主要為前處理優化水質，通過加堿(例如氫氧化鈣)或氧化劑(例如次氯酸鈉)使溶于水的重金屬離子形成不溶性沉淀，再通過混凝過濾或專用過濾器過濾，降低待處理水中的重金屬濃度。該方法對于重金屬離子的去除效果一般，適用于處理高濃度重金屬離子(例如含有50mg/L的錳離子)廢水，但對于1mg/L以下濃度的重金屬離子幾乎沒有去除效果。而在電滲析系統長期運行過程中，即使1mg/L以下濃度的鐵錳離子也會逐漸被氧化形成難處理的鐵錳垢。只能通過定期更換極水、定期更換離子交換膜和拆卸式的電極浸泡酸洗才能減小鐵錳結垢對電滲析效果帶來的負面影響。因此有必要開發一種新型通用的鐵錳結垢清洗系統及清洗工藝，能夠方便地去除已經被污染的電滲析極板和離子交換膜中的鐵錳垢，確保電滲析系統的安全穩定運行。

發明內容

本發明的目的是針對現有電滲析技術中極板、離子交換膜和管路的鐵錳結垢問題，提供一種用于電滲析系統鐵錳結垢的清洗系統及工藝。

這種用于電滲析系統鐵錳結垢的清洗系統，包括清洗水箱、電滲析反應器、加水閥、加酸閥和鐵錳結垢清洗模塊；鐵錳結垢清洗模塊主要由儲藥箱和加藥閥組成，儲藥箱出口連接至加藥閥進口，加藥閥出口連接至清洗水箱的加藥口；清洗水箱的加水口連接加水閥，清洗水箱的加酸口連接加酸閥；清洗水箱的循環出水口通過清洗水泵連接至電滲析反應器進口，電滲析反應器出口連接至清洗水箱的循環進水口，形成清洗循環。

作為優選：儲藥箱采用防腐蝕材質。

作為優選：儲藥箱預留加藥口和加水口。

作為優選：儲藥箱設有具備藥劑液位高值和低值報警功能的液位計。

作為優選：加藥閥為電動閥。