CN102126772A - 一种电吸附除盐再生系统及再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电吸附除盐再生系统及再生方法，涉及污水处理领域，用以解决现有技术的电吸附模块再生效果较差的问题。系统包括：待再生的电吸附模块；酸水箱用于存储酸液；酸洗短接再生单元，用于以酸水箱存储的酸液清洗电吸附模块；排酸单元用于排出经酸洗短接再生单元清洗后所产生的酸液；水箱用于存储水；再生冲洗单元用于以水箱存储的水冲洗电吸附模块；排水单元用于排出经再生冲洗单元冲洗后所产生的水。方法包括：酸洗再生的步骤；排酸的步骤；再生冲洗的步骤；排水的步骤。本发明增加了酸洗再生过程，因此可以将电吸附模块的基团上的阳离子完全置换出来，达到彻底再生的目的。

Description

一种电吸附除盐再生系统及再生方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种电吸附除盐再生系统及再生方法。

背景技术

随着经济和社会的发展，一方面人类对水的需求量和品质的要求越来越高，另一方面，水污染的范围和程度也越来越大。

电吸附除盐技术作为一种水处理技术，其总的工艺流程分为3个部分，工作流程、短接静置流程、短接再生流程。工作流程是使模块内位置相对的电极片通正负电，利用电极片之间的电势差吸附原水内的阴阳离子，达到净化原水的目的，此时，正极的电极片附近pH值较低，显酸性；负极的电极片附近pH值较高，显碱性。此过程中电吸附模块的出水即是电吸附除盐系统的产水；短接静置流程是将电极片正负极短接，由于吸附阴阳离子的电势消失，阴阳离子会脱附到模块通道内；短接再生流程是用水将短接过程中脱附到通道中的全部离子冲出电吸附模块，使之得到再生。

使用现有的电吸附系统工艺流程，经过长期的实际运行发现，与开始相比电吸附模块的除盐率有明显的下降，究其原因，随着电极使用时间加长，表面产生了大量具有离子交换的酸性基团。该种基团具有类似离子交换的功能，即：将电极片置于pH值较低的溶液中，溶液中氢离子能和电极表面基团吸附的阳离子发生交换反应，氢离子被电极片吸附，本体溶液的阳离子浓度升高；再将电极片置入pH值为中性的盐溶液中，电极表面基团吸附的氢离子又会和溶液中的阳离子发生交换反应，阳离子被电极片基团吸附，溶液的pH值降低。这种行为表现在模块工作过程中，即：工作时，由于电极片正极显酸性，pH值较低，电极片基团上吸附的阳离子会被氢离子交换到原溶液中，使原溶液的阳离子浓度升高，出水离子浓度升高，影响去除率。而在再生过程中，电极片附近溶液为中性，溶液中的阳离子会被电极片基团上的氢离子交换，使阳离子重新回到电极片上，影响再生效果。形成了和电吸附模块吸附——脱附——吸附相逆的过程。导致电吸附模块吸附效率下降。

发明内容

本发明提供一种电吸附除盐再生系统及再生方法，用以解决现有技术的电吸附模块再生效果较差的问题。

本发明的系统，包括：待再生的电吸附模块；酸水箱，用于存储酸液；酸洗短接再生单元，用于以酸水箱存储的酸液清洗上述电吸附模块；排酸单元，用于排出经酸洗短接再生单元清洗后所产生的酸液；水箱，用于存储水；再生冲洗单元，用于以水箱存储的水冲洗上述电吸附模块；排水单元，用于排出经再生冲洗单元冲洗后所产生的水。

进一步，还包括：定时单元，用于控制再生冲洗单元对上述电吸附模块进行冲洗的时长。

进一步，还包括：酸液回收单元，用于回收排酸单元排出的剩余酸液。

进一步，还包括：水回收单元，用于回收排水单元排出的水。

本发明的方法，包括下列步骤：酸洗再生的步骤：以酸液清洗电吸附除盐系统的电吸附模块；排酸的步骤：排出经上述酸洗再生步骤所产生的酸液；再生冲洗的步骤：以水冲洗所述电吸附除盐系统的电吸附模块；排水的步骤：排出经上述再生冲洗步骤所产生的水。

进一步，在所述再生冲洗步骤中，以预设的时长对所述电吸附除盐系统的电吸附模块进行冲洗。

进一步，还包括回收酸液的步骤：回收所述排酸步骤排出的剩余酸液。

进一步，还包括回收水的步骤：回收所述排水步骤排出的水。

本发明有益效果如下：

现有的电吸附模块再生工艺中，由于没有酸洗再生这一过程，因此电吸附模块上吸附的阳离子不能完全置换出来。本发明增加了酸洗再生过程，因此可以将电吸附模块的基团上的阳离子完全置换出来，达到彻底再生的目的。可见，本发明可以保证电吸附除盐系统长期连续稳定运行。

附图说明

图1为本发明实施例的系统结构示意图；

图2为本发明另一实施例的系统结构示意图；

图3为本发明实施例的方法步骤流程图；

图4为本发明另一实施例的方法步骤流程图。

具体实施方式

为了提升电吸附除盐系统的电吸附模块的再生效果，在现有技术中的短接过程之后(即正负极短接后，正极放出阴离子，负极放出阳离子，将电吸附过程吸附的正负离子释放到本体溶液中)，本发明提供了一种电吸附除盐再生系统的实施例，参见图1所示，其包括：

待再生的电吸附模块101。

酸水箱102，用于存储酸液。

酸洗短接再生单元103，用于以酸水箱102存储的一定pH值的酸液通入电吸附模块101中，酸液中的氢离子将电极表面基团上的阳离子置换下来，使电极表面基团吸附氢离子，使酸液中的阳离子浓度升高，达到再生电吸附模块101电极的目的。

排酸单元104，经一段时间后，排出经酸洗短接再生单元103清洗后所产生的酸液。

水箱105，用于存储水，包括原水、中水、浓水等，以下各实施例中不再赘述。

再生冲洗单元106，通过浓度扩散的方式，以水箱105存储的水冲洗上述电吸附模块101，将短接过程和酸洗短接再生这两个阶段所再生出的离子冲出电吸附模块101，达到彻底再生电吸附模块101的目的。

排水单元107，用于排出经再生冲洗单元106冲洗后所产生的水。

在具体实现中，可通过电动泵或其他方式实现酸液的倒入、排出。

可见，本实施例相对于现有技术至少增加了酸水箱102、酸洗短接再生单元103和排酸单元104，即增加了酸洗的过程。因此，达到了提升电吸附模块再生效果的目的，详见上述。

进一步，对于长期工作的电吸附模块，工作时会出现两种效应。一是电吸附效应：原水通过电吸附模块的正负电极之间，其中阴离子被正极吸附，阳离子被负极吸附。这一过程使原水脱盐，达到净化目的。由于本发明的电吸附模块的再生效果较好，因此除盐率较现有技术为高。另一种效应是：电吸附模块的正负电极片基团上的氢离子和原水中的阳离子发生交换作用，基团吸附阳离子，氢离子被置换到原水中使原水酸度增加，增加的这部分酸度通常会和水中的碱度中和。这一过程会除去水中阳离子和碱度，达到净化的目的。由于酸洗过程之后，电吸附模块电极上附带了大量的氢离子，因此上述氢离子和原水中阳离子的交换作用(即吸附阳离子的效果)，以及酸碱中和效果均较现有技术为好。

综上，本实施例可以保证电吸附除盐系统长期连续稳定的运行。

本发明还提供了一种电吸附除盐再生系统的另一实施例，参见图2所示，包括：

待再生的电吸附模块201。

酸水箱202，用于存储酸液。

酸洗短接再生单元203，用于以酸水箱202存储的一定pH值的酸液通入电吸附模块201中，酸液中的氢离子将电极表面基团上的阳离子置换下来，使电极表面基团吸附氢离子，使酸液中的阳离子浓度升高，达到再生电吸附模块201电极的目的。

排酸单元204，经一段时间后，排出经酸洗短接再生单元203清洗后所产生的酸液。

水箱205，用于存储水。

再生冲洗单元206，通过浓度扩散的方式，以水箱205存储的水冲洗上述电吸附模块201，将短接过程和酸洗短接再生这两个阶段所再生出的离子冲出电吸附模块201，达到彻底再生电吸附模块201的目的。

排水单元207，用于排出经再生冲洗单元206冲洗后所产生的水。

定时单元208，用于控制再生冲洗单元206对上述电吸附模块201进行冲洗的时长。

酸液回收单元209，用于回收排酸单元204排出的剩余酸液。

水回收单元210，用于回收排水单元207排出的水。

在具体实现中，可通过电动泵或其他方式实现酸液的倒入、排出。可以通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)或定时器等实现定时。

可见，本实施例相对于现有技术至少增加了酸水箱202、酸洗短接再生单元203和排酸单元204，即增加了酸洗的过程；以及定时单元208、酸液回收单元209和水回收单元210。因此，达到了提升电吸附模块再生效果的目的，详见上述。

进一步，对于长期工作的电吸附模块，工作时会出现两种效应。一是电吸附效应：原水通过电吸附模块的正负电极之间，其中阴离子被正极吸附，阳离子被负极吸附。这一过程使原水脱盐，达到净化目的。由于本发明的电吸附模块的再生效果较好，因此除盐率较现有技术为高。另一种效应是：电吸附模块的正负电极片基团上的氢离子和原水中的阳离子发生交换作用，基团吸附阳离子，氢离子被置换到原水中使原水酸度增加，增加的这部分酸度通常会和水中的碱度中和。这一过程会除去水中阳离子和碱度，达到净化的目的。由于酸洗过程之后，电吸附模块电极上附带了大量的氢离子，因此上述氢离子和原水中阳离子的交换作用(即吸附阳离子的效果)，以及酸碱中和效果均较现有技术为好。

进一步，控制对电吸附模块冲洗的时长可以优化再生效果，以及用水量。回收排出的剩余酸液及水，以便重复利用，节约资源。

综上，本实施例可以保证电吸附除盐系统长期连续稳定的运行。

本发明还提供了一种电吸附除盐再生方法的实施例，参见图3所示，包括下列步骤：

S301、以酸液清洗电吸附除盐系统的电吸附模块。

具体的，以一定pH值的酸液通入电吸附模块中，酸液中的氢离子将电极表面基团上的阳离子置换下来，使电极表面基团吸附氢离子，使酸液中的阳离子浓度升高，达到再生电吸附模块电极的目的。

S302、经一段时间后，排出经酸洗再生清洗所产生的酸液。

S303、以水冲洗电吸附除盐系统的电吸附模块。

具体的，通过浓度扩散的方式，以水冲洗电吸附模块，将短接过程和酸洗短接再生这两个阶段所再生出的离子冲出电吸附模块，达到彻底再生电吸附模块的目的。

S304、排出经再生冲洗所产生的水。

在具体实现中，可通过电动泵或其他方式实现酸液的倒入、排出。

可见，本实施例相对于现有技术至少增加了步骤S301和S302，即增加了酸洗的过程。因此，达到了提升电吸附模块再生效果的目的，详见上述。

进一步，对于长期工作的电吸附模块，工作时会出现两种效应。一是电吸附效应：原水通过电吸附模块的正负电极之间，其中阴离子被正极吸附，阳离子被负极吸附。这一过程使原水脱盐，达到净化目的。由于本发明的电吸附模块的再生效果较好，因此除盐率较现有技术为高。另一种效应是：电吸附模块的正负电极片基团上的氢离子和原水中的阳离子发生交换作用，基团吸附阳离子，氢离子被置换到原水中使原水酸度增加，增加的这部分酸度通常会和水中的碱度中和。这一过程会除去水中阳离子和碱度，达到净化的目的。由于酸洗过程之后，电吸附模块电极上附带了大量的氢离子，因此上述氢离子和原水中阳离子的交换作用(即吸附阳离子的效果)，以及酸碱中和效果均较现有技术为好。

综上，本实施例可以保证电吸附除盐系统长期连续稳定的运行。

本发明还提供了一种电吸附除盐再生方法的另一实施例，参见图4所示，包括下列步骤：

S401、以酸液清洗电吸附除盐系统的电吸附模块。

具体的，以一定pH值的酸液通入电吸附模块中，酸液中的氢离子将电极表面基团上的阳离子置换下来，使电极表面基团吸附氢离子，使酸液中的阳离子浓度升高，达到再生电吸附模块电极的目的。

S402、经一段时间后，排出经酸洗再生清洗所产生的酸液。

S403、回收排出的剩余酸液。

S404、以水冲洗电吸附除盐系统的电吸附模块。

具体的，通过浓度扩散的方式，以预设的时长用水对电吸附模块进行冲洗。将短接过程和酸洗短接再生这两个阶段所再生出的离子冲出电吸附模块，达到彻底再生电吸附模块的目的。

S405、排出经再生冲洗所产生的水。

S406、回收排出的水。

在具体实现中，可通过电动泵或其他方式实现酸液的倒入、排出。可以通过PLC或定时器等实现定时。

可见，本实施例相对于现有技术至少增加了S401、S402，即增加了酸洗的过程；以及步骤S403、S404中的定时内容，以及S406。因此，达到了提升电吸附模块再生效果的目的，详见上述。

进一步，对于长期工作的电吸附模块，工作时会出现两种效应。一是电吸附效应：原水通过电吸附模块的正负电极之间，其中阴离子被正极吸附，阳离子被负极吸附。这一过程使原水脱盐，达到净化目的。由于本发明的电吸附模块的再生效果较好，因此除盐率较现有技术为高。另一种效应是：电吸附模块的正负电极片基团上的氢离子和原水中的阳离子发生交换作用，基团吸附阳离子，氢离子被置换到原水中使原水酸度增加，增加的这部分酸度通常会和水中的碱度中和。这一过程会除去水中阳离子和碱度，达到净化的目的。由于酸洗过程之后，电吸附模块电极上附带了大量的氢离子，因此上述氢离子和原水中阳离子的交换作用(即吸附阳离子的效果)，以及酸碱中和效果均较现有技术为好。

进一步，控制对电吸附模块冲洗的时长可以优化再生效果，以及用水量。回收排出的剩余酸液及水，以便重复利用，节约资源。

综上，本实施例可以保证电吸附除盐系统长期连续稳定的运行。

通过实验和系统实际运行可以获知，本发明对电吸附模块的再生更为彻底。在没有采取这一工艺以前，电吸附模块除盐效率下降显著，3个月去除效率下降10％，采用本发明的工艺，系统连续运行6个月后，电吸附模块的去除率未见明显下降。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，例如：在酸洗过程之前增加另一再生冲洗过程，又例如：增加酸洗次数等。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种电吸附除盐再生系统，包括：待再生的电吸附模块，其特征在于，还包括：

酸水箱，用于存储酸液；

酸洗短接再生单元，用于以酸水箱存储的酸液清洗上述电吸附模块；

排酸单元，用于排出经酸洗短接再生单元清洗后所产生的酸液；

水箱，用于存储水；

再生冲洗单元，用于以水箱存储的水冲洗上述电吸附模块；

排水单元，用于排出经再生冲洗单元冲洗后所产生的水。

2.如权利要求1所述的电吸附除盐再生系统，其特征在于，还包括：

定时单元，用于控制再生冲洗单元对上述电吸附模块进行冲洗的时长。

3.如权利要求1所述的电吸附除盐再生系统，其特征在于，还包括：

酸液回收单元，用于回收排酸单元排出的剩余酸液。

4.如权利要求1所述的电吸附除盐再生系统，其特征在于，还包括：

水回收单元，用于回收排水单元排出的水。

5.一种电吸附除盐再生方法，其特征在于，包括下列步骤：

酸洗再生的步骤：以酸液清洗电吸附除盐系统的电吸附模块；

排酸的步骤：排出经上述酸洗再生步骤所产生的酸液；

再生冲洗的步骤：以水冲洗所述电吸附除盐系统的电吸附模块；

排水的步骤：排出经上述再生冲洗步骤所产生的水。

6.如权利要求5所述的电吸附除盐再生方法，其特征在于，在所述再生冲洗步骤中，以预设的时长对所述电吸附除盐系统的电吸附模块进行冲洗。

7.如权利要求5所述的电吸附除盐再生方法，其特征在于，还包括回收酸液的步骤：回收所述排酸的步骤排出的剩余酸液。

8.如权利要求5所述的电吸附除盐再生方法，其特征在于，还包括回收水的步骤：回收所述排水的步骤排出的水。

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