申请日2005.07.21
公开(公告)日2006.01.04
IPC分类号C02F1/469; C02F1/461
摘要
本发明公开了一种含碱废水的碱回收工艺及其回收装置，该回收装置包括高位水箱、低位水箱、回收器等，回收器中的离子膜为单阳膜，且阳极室为开口极室，阳极板可随时取出进行清洗更换，该装置简单，操作、维修方便，其中的回收器体积小，可为一台，也可为多台;该回收工艺是将含碱废水引入回收器的阳极室，将自来水引入阴极室，利用电解法以低压直流电作为电解电源，采用单阳离子膜技术回收废水中的碱。采用该工艺回收废水中的碱，回收率高、回收效果理想，回收后的碱纯度高、使用效果好，成本低，操作方便。
权利要求书
1、一种含碱废水的碱回收工艺，按如下步骤进行：
(1)废水贮池中的含碱废水通过水泵、水管被送入第一高位水箱中，第一高位水 箱中的含碱废水通过水管被送入回收器的阳极室;将自来水送入第二高位水箱， 第二高位水箱中的自来水通过水管被送入回收器的阴极室，并在阴极室中的自来 水中加少量碱作为导电介质;
(2)接通回收器电源，在电场的作用下，阳极室中碱的阳离子、阴离子分开，且 OH-电离分解，即 2OH--2e→H2O+1/2O2↑ ;阴极室中的水电离分解，即 H2O→H++OH- ， 2H++2e→H2↑ ;阳极室中的阳离子透过单阳膜进入阴极室，并与阴极室中的OH-结 合生成碱;
(3)阳极室中的电解废水经阳极室的出水口通过水管流入第一低位水箱，再由水 泵将第一低位水箱中的液体通过水管提升到第一高位水箱;阴极室中的回收碱液 经阴极室的出水口经水管流入第二低位水箱，再由水泵将第二低位水箱中的液体 通过水管提升到第二高位水箱，然后将第二高位水箱中的液体直接回收或经水管 再送入回收器的阴极室进行电离分解;
(4)检测第一高位水箱中被处理含碱废水的PH值，若PH值为6-9，则废水中的 碱基本上已被回收，可以排放废水;若PH值大于6-9，则再将第一高位水箱中的 含碱废水送入回收器的阳极室进行电离分解，这样不断的循环，直到被处理的含 碱废水PH值达到6-9时，再排放废水。
2、根据权利要求1所述的含碱废水的碱回收工艺，其特征在于：所述回收器电源 为恒定低压电源，其电压的可调范围为0-18V。
3、根据权利要求1或2所述的含碱废水的碱回收工艺，其特征在于：所述回收器 电源，其电压为4-8V。
4、根据权利要求1或2所述的含碱废水的碱回收工艺，其特征在于：所述回收器 电源，其电流密度为每平方米极板面积10-35A。
5、根据权利要求1或2所述的含碱废水的碱回收工艺，其特征在于：所述回收器 电源，其电流密度为每平方米极板面积15-20A。
6、根据权利要求1或2所述的含碱废水的碱回收工艺的碱回收装置，包括废水贮 池、水管、回收器、电源，回收器中设有阳极室、阴极室、离子膜，阳极室中设 有阳极板，阳极板与电源的正极相连接，阴极室中设有阴极板，阴极板与电源负 极相连接，阳极室、阴极室上均分别设有进水口和出水口，阳极室与阴极室之间 设有离子膜，其特征在于：所述碱回收装置还包括2个高位水箱、2个低位水箱、 水泵;所述离子膜为单阳膜;所述高位水箱、低位水箱均分别设有进水口和出水 口;第一低位水箱的出水口与废水贮池的出水口通过水管和水泵均与第一高位水 箱的进水口相连通，第一低位水箱的进水口通过水管与阳极室的出水口相连通; 第一高位水箱的出水口通过水管与阳极室的进水口相连通，该水管上设有出水阀 门;第二低位水箱的出水口和自来水水源通过水管与水泵均与第二高位水箱的进 水口相连通;第二高位水箱的出水口通过水管与阴极室的进水口相连通，该水管 上设有出水阀门;第一高位水箱还设有废水排放用的另一出水管，并在该出水管 上设有一出水阀门，第二高位水箱上还设有碱液回收用的另一出水管，并在该出 水管上设有一出水阀门。
7、根据权利要求6所述的碱回收装置，其特征在于：所述回收器中的阳极室为开 口极室，阳极室上设有阳极板插口。
8、根据权利要求6所述的碱回收装置，其特征在于：所述回收器中有多个间隔排 列的阴极室、单阳膜、阳极室。
9、根据权利要求6所述的碱回收装置，其特征在于：所述回收器为多台，各台回 收器之间的连接采用进水方式为串联连接方式。
10、根据权利要求6-9任一项所述的碱回收装置，其特征在于：所述电源为恒定 低压可调硅整流源。
说明书
含碱废水的碱回收工艺及其回收装置
技术领域
本发明涉及一种处理废水的工艺，具体而言，涉及一种含碱废水的碱回收工艺， 同时本发明还涉及含碱废水的碱回收装置。
背景技术
目前，如印染厂的碱减量废水和丝光废水有的厂家采用蒸发浓缩法回收碱，效 果都不十分理想，处理后排放水还是碱性的，这种方法解决不了含碱废水的根本问 题，同时，做起来很不方便，所以有的厂家根本不回收，就用酸进行中和处理，在 用中和法处理碱性废水时，需要消耗大量的硫酸或盐酸，中和后废水才能进一步生 化处理，这样的处理方法目前大多数厂家都在采用，他们把可贵的碱资源白白丢掉， 还要投入很多酸，给废水处理带来运行费用增高，而资源又浪费掉，处理后的水质 也很不理想。目前，不管是印染行业的含碱废水还是其他行业行业的含碱废水都没 有专用设备回收碱，废水中的碱都不能彻底回收，排出的废水总是碱性的，碱性废 水PH值超过9.0就是超标排放，目前很多厂家都为没有什么好方法处理含碱废水 而苦恼。
在其它方面如海水淡化和氯碱工业，他们采用的是阴、阳离子膜生产碱、氯气 和盐酸，采用的设备都是封闭式的，操作技术也很严格，设备检修时会造成较大的 破坏，由于不仅含碱性强，还有盐酸产生，腐蚀性很强，所以每年要进行一次大修。 大修时很麻烦，要把所有的离子膜和阴、阳极板全拆掉，重换新的，费时又费力， 而且此种设备很庞大，采用的膜堆形式，即阳极室与阴极室两者之间设有阳离子膜 和阴离子膜2张膜，而且，由数个这样排列方式的组合组成，生产出来的碱液浓度 不高，还要蒸发浓缩达到36%的含量，投资大、污染严重，这是化工行业的通病。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于避免上述现有技术中的不足，而提出一种含 碱废水的碱回收工艺，使用该工艺回收废水中的碱，回收率高、回收效果理想， 回收后的碱纯度高、使用效果好，成本低，操作方便。
本发明还提出一种碱回收装置，该装置简单，操作、维修方便，其中的回收 器体积小，可为一台，也可为多台，阳极板可随时随意清洗更换。
本发明所提供的技术方案是：一种含碱废水的碱回收工艺，按如下步骤进行：
(1)废水贮池中的含碱废水通过水泵、水管被送入第一高位水箱中，第一高 位水箱中的含碱废水通过水管被送入回收器的阳极室;将自来水送入第二高位水 箱，第二高位水箱中的自来水通过水管被送入回收器的阴极室，并在阴极室中的 自来水中加少量碱作为导电介质;
(2)接通回收器电源，在电场的作用下，阳极室中碱的阳离子、阴离子分开， 且OH-电离分解，即2OH--2e→H2O+1/2O2↑ ;阴极室中的水电离分解，即H2O→H++OH- ， 2H++2e→H2↑ ;阳极室中的阳离子透过单阳膜进入阴极室，并与阴极室中的OH-结 合生成碱;
(3)阳极室中的电解废水经阳极室的出水口通过水管流入第一低位水箱，再 由水泵将第一低位水箱中的液体通过水管提升到第一高位水箱;阴极室中的回收 碱液经阴极室的出水口经水管流入第二低位水箱，再由水泵将第二低位水箱中的 液体通过水管提升到第二高位水箱，然后将第二高位水箱中的碱液直接回收或经 水管再送入回收器的阴极室进行电离分解;
(4)检测第一高位水箱中被处理含碱废水的PH值，若PH值为6-9，则废水 中的碱基本上已被回收，可以排放废水;若PH值大于6-9，则再将第一高位水箱 中的含碱废水送入回收器的阳极室进行电离分解，这样不断的循环，直到被处理 的含碱废水PH值达到6-9时，再排放废水。
进一步地，所述回收器电源为恒定低压电源，因为碱的分解电位较低，根据 废水中碱含量的多少临时决定电压大小，变压器电压的可调范围为0-18V。
优选地，所述回收器电源，其电压为4-8V。
进一步地，所述回收器电源，根据极板的有效面积，确定其电流强度，电流 密度为每平方米极板面积10-35A。
优选地，所述回收器电源，其电流密度为每平方米极板面积15-20A。
一种含碱废水的碱回收工艺的碱回收装置，包括废水贮池、水管、回收器、 电源，回收器中设有阳极室、阴极室、离子膜，阳极室中设有阳极板，阳极板与 电源的正极相连接，阴极室中设有阴极板，阴极板与电源负极相连接，阳极室、 阴极室上均分别设有进水口和出水口，阳极室与阴极室之间设有离子膜，特别是， 所述碱回收装置还包括2个高位水箱、2个低位水箱、水泵;;所述离子膜为单阳 膜;所述高位水箱、低位水箱均分别设有进水口和出水口;第一低位水箱的出水 口与废水贮池的出水口通过水管和水泵均与第一高位水箱的进水口相连通，第一 低位水箱的进水口通过水管与阳极室的出水口相连通;第一高位水箱的出水口通 过水管与阳极室的进水口相连通，该水管上设有出水阀门;第二低位水箱的出水 口和自来水水源通过水管与水泵均与第二高位水箱的进水口相连通;第二高位水 箱的出水口通过水管与阴极室的进水口相连通，该水管上设有出水阀门;第一高 位水箱还设有废水排放用的另一出水管，并在该出水管上设有一出水阀门，第二 高位水箱上还设有碱液回收用的另一出水管，并在该出水管上设有一出水阀门。
进一步地，所述阳极室为开口极室，阳极室上设有阳极板插口，阳极板可以 随时随意取出进行清洗更换。
进一步地，根据含碱废水处理量的大小，所述回收器中有多个间隔排列的阴 极室、单阳膜、阳极室。
进一步地，所述回收器为多台，各台回收器之间的连接采用进水方式为串联 连接方式。
进一步地，所述电源为恒定低压可调硅整流源。
本发明有如下优点：
1、采用单阳膜回收碱技术可靠，含碱废水的碱回收率可达到95%以上。2、回 收器体积小，一般每台回收器总容量为0.64m3，总重量为300Kg，维修方便。3、 设阳极室为开口极室，阳极板可以随时随意清洗更换。4、电解直接耗电回收每吨 36%的液碱不超过700度电，耗电量很小，降低成本。5、一方面解决了水污染问 题，另一方面可以废物利用，变废为宝，把废碱回收再利用，每回收一吨36%的液 碱可盈利270元左右。6、经回收碱后的废水，再用酸中和，也称酸析，在酸析时 投放的酸量比不回收碱的废水要省50%的投酸量，这是指印染厂的碱减量废水和丝 光废水，其它含碱废水把废水中的碱回收后即可进行下段处理不需要加酸中和， 因为采用碱回收后废水的PH值已经达到6-9(这是废水排放的PH值)指标)。7、 由于回收器体积小，一般其外形尺寸为1600mm×660mm×800mm，每台回收器可进行 单独维修。8、回收器采用进水的方式是串联式，就是废水从第一台设备进入后， 出水再进入第二台设备，第二出水再进入第三台，这样下去根据废水量的大小， 确定采用几台回收器，所以进水采用串联方式而电源采用并联方式，这样可以节 约电耗。9、含碱废水经过电解碱回收后，在电场的作用下把废水的原有分子结构 破坏了，给后段废水处理打下良好基础。10、采用这种工艺和设备进行废水碱回 收，由于设备简单，操作方便，减少操作人员，每班有两人即可掌握设备全面运 行，节约运行费用。11、回收器象积木一样可大可小，可随意增加处理回收装置 中的回收器，给扩大生产规模的工厂打下有利条件。