[发明专利]一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统，包括多级连接的原水淡化装置，原水淡化装置包括壳体、活性炭材料层、离子交换膜和旋转磁场发生器，活性炭材料层在壳体内两侧，离子交换膜设在活性炭材料层间；壳体上部连有原水输入管，下端连有淡化水导出管、浓缩液导出管，旋转磁场发生器设在壳体外底部；浓缩液导出管和下一级原水淡化装置连通，淡化水导出管和下一级另一原水淡化装置连通。其处理方法为：将原水初次淡化；电解质浓缩液和淡化水再次进行淡化；多次淡化后得到最终的淡化水。本发明的含盐电解质液淡化处理系统具有在常压下对包含多价离子的含盐电解质溶液进行简单高效的淡化处理的优势。

技术领域

本发明涉及含盐电解质液淡化处理领域，更具体地说，它涉及一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统及方法。

背景技术

含盐电解质液是指总含盐电解质溶液(如Na⁺、K⁺、Cl^-、SO4^2-及含重金属离子等)，如海水、苦咸水、工业含盐废水，尤其是各工业园区循环浓缩水(包含Na⁺、Ga²⁺、Mg²⁺、K⁺、NO₃^-、CO₃^2-、PO₄^3-等离子)或电镀水(包含Cd²⁺、 Cu²⁺、Ni²⁺等离子)，以及工业生产中RO(反渗透)技术生产去离子水的时排放大量的高含盐废水。目前这类废水大量的堆积，形成了新的环境污染。

目前对含盐电解质液的处理方法主要有：电解工艺、离子交换工艺、膜分离工艺、加热蒸发工艺、生物处理工艺、DTRO膜工艺等。电解工艺和加热蒸发工艺是能耗较大的含盐电解质的处理工艺；而离子交换工艺和膜分离工艺处理成本高，企业难以承受；生物处理工艺作为一种新型的含盐电解质的处理方法，结合生物氧化、分解和吸附，在有机物的分解中有较好的效果，但是生物处理工艺中使用的活性污泥中需要通过驯化和培养，使得活性污泥中含有耐高盐环境、同时具有一定特异性降解活性微生物群，虽然该工艺对含盐电解质液处理的特异性较强，但是也在一定程度上限制了该工艺应用的广泛性，即同一种处理工艺对不同种类的含盐电解质液，其处理效果一般。

针对含盐电解质液中单价和多价的阴离子、阳离子的处理，电解吸附法是较为有效的方法，即利用电场对阴、阳离子的作用力将含盐电解质液分离后分别浓缩成阴离子浓缩液和阳离子浓缩液，然后对阴离子浓缩液和阳离子浓缩液分别处理的。该方法能有效去除含盐电解质液中的阴、阳离子，同时经济环保。

申请号为CN2012103822780的发明专利公开了一种磁场与离子交换膜组成的离子分离装置和方法，所述装置包括磁场，阴离子交换膜和阳离子交换膜、主流体流动隔板、正反向主流体通道和侧面浓溶液通道，可实现阴、阳离子连续分离。同时提供磁场与离子交换膜组成的离子分离方法，该离子分离方法的过程是在磁场存在下，将流动电解质溶液的阴离子通过含有阴离子交换膜和阳离子通过阳离子交换膜，而相邻通道的电解质溶液的阳离子通过含有阳离子交换膜和阴离子通过阴离子交换膜，最后，分别在两侧的高浓度溶液完成电性中和。本发明适用于海水淡化、含电解质溶液溶质和溶剂分离。可连续运行无须再生和脱附操作，具有原位使电解质溶液离子分离、工艺简单、离子分离效率高、可无级提高水溶液电解质淡水回收率。

上述发明专利的技术方案存在以下技术缺陷：首先，上述设备所能处理的含盐电解质液中包含的离子种类较少，如Na⁺和Cl^－，而针对包含多种多价离子的循环浓缩水以及电镀水来讲，其处理效果一般；同时，上述设备在进行含盐电解质液的处理时是在加压的条件下进行的，其操作压力为0.2-0.3Mpa，这样的条件下会对设备的气密性要求较高，同时具有一定的安全隐患。