公布日：2022.03.29
申請日：2021.11.29
分類號：B01D61/46(2006.01)I;C02F1/469(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及重金屬電滲析回收技術領域，公開了一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，包括與重金屬廢水連通的進水組件，用于排出濃縮重金屬廢水的排水組件，設置在所述進水組件、排水組件之間的安裝機架，與排水組件連通的復合電滲析裝置；復合電滲析裝置包括多根并排設置在安裝機架上的電滲析管道；所述電滲析管道包括上端連通進水組件、下端連通排水組件的外部圓管，活動設置在所述外部圓管內部的轉動組件，設置在所述外部圓管外與轉動組件連接的動力組件；本裝置不僅能夠大大提高電滲析濃縮裝置處理重金屬廢液的處理效率，還能夠有效減小處理過程的能源損耗。
權利要求書
1.一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，包括與重金屬廢水連通的進水組件(1)，用于排出濃縮重金屬廢水的排水組件(2)，設置在所述進水組件(1)、排水組件(2)之間的安裝機架(3)，設置在所述安裝機架(3)上一端與進水組件(2)連通、另一端與排水組件(3)連通的復合電滲析裝置(4)；所述復合電滲析裝置(4)包括多根并排設置在安裝機架(3)上的電滲析管道(5)；所述電滲析管道(5)包括上端連通進水組件(2)、下端連通排水組件(3)的外部圓管(50)，活動設置在所述外部圓管(50)內部的轉動組件(51)，設置在所述外部圓管(50)外與轉動組件(51)連接的動力組件(52)；所述轉動組件(51)包括設置在所述外部圓管(50)中心且上下端分別貫穿進水組件(2)、排水組件(3)的中心電極(510)，兩個設置在所述中心電極(510)上且位于外部圓管(50)上下端的旋轉支架(511)，多個上下端均與所述旋轉支架(511)連接且以外部圓管(50)內壁均勻分布的側邊電極(512)，設置在所述側邊電極(512)旋轉范圍內且以中心電極(510)為中心的筒膜組件；所述筒膜組件包括設置在兩個旋轉支架(511)之間筒狀掛載骨架(513)，設置在所述筒狀掛載骨架(513)內側靠近中心電極(510)的第一筒狀濾膜(514)，以及設置在所述筒狀掛載骨架(513)外側靠近側邊電極(512)的第二筒狀濾膜(515)；所述筒狀掛載骨架(513)包括多個以中心電極(510)為中心軸線均勻環(huán)繞的支撐網(wǎng)板(516)，設置在所述支撐網(wǎng)板(516)上的連接環(huán)(517)，以及填充設置在所述支撐網(wǎng)板(516)、連接環(huán)(517)上的離子交換樹脂；所述動力組件(52)包括向所述中心電極(510)提供旋轉動力的動力電機，以及與所述中心電極(510)、側邊電極(512)電性連接的電滲析電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，所述中心電極(510)上均勻設置有離心渦扇(518)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，所述側邊電極(512)為板狀的負電極，中心電極(510)為圓柱狀的正電極；所述第一筒狀濾膜(514)為陰離子交換膜；第二筒狀濾膜(515)為陽離子交換膜。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，所述外部圓管(50)與排水組件(3)連接處設置有分液器(6)；所述分液器(6)包括設置在所述安裝機架(3)上與外部圓管(50)連通的殼體(60)，設置在所述殼體(60)內的分液錐環(huán)(61)；所述殼體(60)內側面與分液錐環(huán)(61)外側面形成重金屬廢液濃縮腔(62)；所述分液錐環(huán)(61)內側面形成廢液腔(63)；所述廢液腔(63)上設有第一排液管；所述重金屬廢液濃縮腔(62)上設有與排水組件(3)連通的第二排液管(64)。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，在第二排液管(64)、排水組件(3)之間還設置有對重金屬廢液進行二次濃縮的復合電滲析裝置(4)。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，所述進水組件(1)進水端連接有預處理設備(7)；所述預處理設備(7)包括原液水箱(70)，設置在所述原液水箱(70)內部的水質檢測裝置(71)，通過水泵與所述原液水箱(70)連通的過濾組件(72)，以及設置在所述過濾組件(72)、進水組件(1)之間的殺菌裝置(73)。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，所述過濾組件(72)由多介質過濾器、袋式過濾器依次連接構成。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，在所述側邊電極(512)旋轉范圍內且以中心電極(510)為中心軸線均勻間隔套設有3～5個筒膜組件。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，其特征在于，設置在所述支撐網(wǎng)板(516)上的連接環(huán)(517)由多個間隔均勻的圓弧環(huán)(5170)圍設構成；所述水平設置的圓弧環(huán)(5170)與垂直設置的支撐網(wǎng)板(516)組成填充離子交換樹脂的填充腔(519)；所述填充腔(519)上下端均滑動設置在所述旋轉支架(511)上。
發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題是：現(xiàn)有技術從重金屬廢液中回收重金屬的電滲析濃縮裝置濃縮處理效率低，能耗高。
本發(fā)明的技術方案是：一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，包括與重金屬廢水連通的進水組件，用于排出濃縮重金屬廢水的排水組件，設置在所述進水組件、排水組件之間的安裝機架，設置在所述安裝機架上一端與進水組件連通、另一端與排水組件連通的復合電滲析裝置；
所述復合電滲析裝置包括多根并排設置在安裝機架上的電滲析管道；
所述電滲析管道包括上端連通進水組件、下端連通排水組件的外部圓管，活動設置在所述外部圓管內部的轉動組件，設置在所述外部圓管外與轉動組件連接的動力組件；
所述轉動組件包括設置在所述外部圓管中心且上下端分別貫穿進水組件、排水組件的中心電極，兩個設置在所述中心電極上且位于外部圓管上下端的旋轉支架，多個上下端均與所述旋轉支架連接且以外部圓管內壁均勻分布的側邊電極，設置在所述側邊電極旋轉范圍內且以中心電極為中心的筒膜組件；
所述筒膜組件包括設置在兩個旋轉支架之間筒狀掛載骨架，設置在所述筒狀掛載骨架內側靠近中心電極的第一筒狀濾膜，以及設置在所述筒狀掛載骨架外側靠近側邊電極的第二筒狀濾膜；
所述筒狀掛載骨架包括多個以中心電極為中心軸線均勻環(huán)繞的支撐網(wǎng)板，設置在所述支撐網(wǎng)板上的連接環(huán)，以及填充設置在所述支撐網(wǎng)板、連接環(huán)上的離子交換樹脂；
所述動力組件包括向所述中心電極提供旋轉動力的動力電機，以及與所述中心電極、側邊電極電性連接的電滲析電源。
進一步地，所述中心電極上均勻設置有離心渦扇。
通過離心渦扇的設置能夠進一步驅動重金屬廢液轉動，產(chǎn)生更強的離心力，從而促進重金屬離子周向的快速運動，提高對重金屬廢液的處理效率。
進一步地，所述側邊電極為板狀的負電極，中心電極為圓柱狀的正電極；
所述第一筒狀濾膜為陰離子交換膜；第二筒狀濾膜為陽離子交換膜。
將陽離子交換膜環(huán)繞設置在外圈，能夠大幅度增大陽離子交換膜的有效過濾面積；另外一方面能夠在一定程度上減小能源損耗，對中心電極連接的直流電進行較高效率的利用。
進一步地，所述外部圓管與排水組件連接處設置有分液器；
所述分液器包括設置在所述安裝機架上與外部圓管連通的殼體，設置在所述殼體內的分液錐環(huán)；
所述殼體內側面與分液錐環(huán)外側面形成重金屬廢液濃縮腔；所述分液錐環(huán)內側面形成廢液腔；
所述廢液腔上設有第一排液管；所述重金屬廢液濃縮腔上設有與排水組件連通的第二排液管。通過分液器的設置能夠對重金屬濃縮液進行有效分離，便于進一步收集。
進一步地，在第二排液管、排水組件之間還設置有對重金屬廢液進行二次濃縮的復合電滲析裝置。通過二次濃縮能夠對重金屬廢液的濃度進行再次提升，得到高濃度的重金屬廢液具有較大的利用價值，有利于提高經(jīng)濟效益。
進一步地，所述進水組件進水端連接有預處理設備；
所述預處理設備包括原液水箱，設置在所述原液水箱內部的水質檢測裝置，通過水泵與所述原液水箱連通的過濾組件，以及設置在所述過濾組件、進水組件之間的殺菌裝置。
通過水質檢測裝置能夠對原液中重金屬濃度進行檢測，便于調節(jié)電滲析電源的電流以及筒膜組件的轉速，有利于進行高效的濃縮處理。
進一步地，所述過濾組件由多介質過濾器、袋式過濾器依次連接構成。通過過濾能夠去除重金屬廢液中的泥砂、懸浮物、膠體等雜質和藻類等生物，降低對筒狀濾膜的機械損傷及污染。
進一步地，在所述側邊電極旋轉范圍內且以中心電極為中心軸線均勻間隔套設有3～5個筒膜組件。通過多個筒膜組件的設置能夠提高單個電滲析管道對廢液的處理量，便于適應處理量較大的重金屬廢液工程問題。
進一步地，設置在所述支撐網(wǎng)板上的連接環(huán)由多個間隔均勻的圓弧環(huán)圍設構成；
所述水平設置的圓弧環(huán)與垂直設置的支撐網(wǎng)板組成填充離子交換樹脂的填充腔；所述填充腔上下端均滑動設置在所述旋轉支架上。通過填充腔的滑動設置能夠在旋轉支架上改變相鄰筒膜組件之間的距離，便于根據(jù)實際處理情況進行多模式的處理，大大提高實用性。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種從重金屬廢水中回收重金屬的電滲析濃縮裝置，本裝置通過動力組件驅動旋轉支架在外部圓管內轉動，使得內部重金屬廢液產(chǎn)生離心力，加快廢液以及重金屬離子周向運動的速度；通過在中心設置正電極、側邊設置均勻分布的負電極能夠使的重金屬離子周向運動，相對于傳統(tǒng)單方向的移動，能夠在一定程度上縮減重金屬離子運動遷移的路徑，使其快速經(jīng)過陽離子交換膜，最終大大提高電滲析的處理效率；另外本裝置中的陽離子交換膜、陰離子交換膜均為筒狀，其工作效率更高，通過夾設填充離子交換樹脂能夠有效降低陽離子交換膜、陰離子交換膜上的電阻，進一步提高離子交換效率，進而從整體上減小處理重金屬廢液的能源損耗。
（發(fā)明人：蔣曙）
