CN107487902A - 一种二价离子析出物分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二价离子析出物分离装置，涉及固液分离设备领域，解决了现有技术中存在的过滤精度不够、过滤效果差，尤其是无法持续正常运行的技术问题。本发明的一种二价离子析出物分离装置包括反应器和微米级的陶瓷膜微滤器，通过陶瓷膜微滤器，能够将垢物质悬浊液中含其它离子、水等小分子组分的澄清渗透液经陶瓷膜管渗出，从而将析出物从水中分离，得到洁净的一价离子水溶液。

Description

一种二价离子析出物分离装置
技术领域
本发明涉及固液分离设备技术领域，特别地涉及一种二价离子析出物分离装置。
背景技术
现有的固液分离设备中，对于二价离子析出物的过滤一般是通过滤料进行过滤，而通常滤料的颗粒较大，因此会有部分析出物被漏掉，从而使过滤精度不够、过滤效果差；尤其是随着过滤的持续进行中，由于截留物(垢物质)稀稠，滤料容易板结，导致设备无法持续正常运行。
发明内容
本发明提供一种二价离子析出物分离装置，用于解决现有技术中存在的过滤精度不够、过滤效果差，尤其是无法持续正常运行的技术问题。
本发明提供一种二价离子析出物分离装置，包括反应器和微米级的陶瓷膜微滤器，所述反应器的出口端与所述陶瓷膜微滤器的入口端相连，所述陶瓷膜微滤器的第一出口端与所述反应器的入口端相连；
所述反应器的内部依次设置有混合区、沉淀区以及集水区，所述反应器的进水口处设置有用于添加氧化钙的第一加药装置及用于添加碳酸钠的第二加药装置。
在一个实施方式中，还包括进水混合器，所述第一加药装置和所述第二加药装置分别与所述进水混合器的入口相连，所述进水混合器的出口与所述反应器进水口相连。
在一个实施方式中，所述陶瓷膜微滤器包括壳体，所述壳体的内部设置有多个陶瓷膜管。
在一个实施方式中，所述陶瓷膜管沿所述壳体的轴向方向延伸，多个所述陶瓷膜管沿所述壳体的径向方向等间距设置。
在一个实施方式中，所述陶瓷膜管包括从外到内依次设置的多孔支撑层、过渡层和分离层，所述多孔支撑层的孔径大于所述过渡层的孔径，所述过渡层的孔径大于所述分离层的孔径。
在一个实施方式中，所述壳体的一侧设有清液出口和控制所述清液出口中液体流量的产水阀。
在一个实施方式中，所述清液出口与反洗泵相连，且所述清液出口与所述反洗泵之间设置有反洗进气阀。
在一个实施方式中，所述陶瓷膜微滤器的第二出口端出设置有排放阀。
在一个实施方式中，所述反应器的入口端分别设置在所述混合区和所述集水区；
所述陶瓷膜微滤器的第一出口端与所述集水区之间设置有第一回流阀，所述陶瓷膜微滤器的第一出口端与所述混合区之间设置有第二回流阀。
在一个实施方式中，所述反应器的出口端与所述陶瓷膜微滤器的入口端之间依次连接有泵进口阀、原料泵、止回阀和泵出口阀；
所述混合区、所述沉淀区以及所述集水区的底部均设置有排污阀。
与现有技术相比，本发明的优点在于，通过将第一加药装置和第二加药装置与进水混合器相连，可将氧化钙和碳酸钙与来水充分混合后进入反应器的反应区中，并与含钙、镁及硫酸根离子的高盐水在反应区进行充分反应，并可获得硫酸钙、氢氧化镁及碳酸钙等析出物；而在反应器内，部分不能及时沉淀的析出物，则通过陶瓷膜微滤器，将垢物质悬浊液中含其它离子、水等小分子组分的澄清渗透液经陶瓷膜管渗出，从而能够有效地分离和去除垢物质，保证设备的持续正常运行，从而持续获得洁净的水溶液，并为后续水处理提供保证。因此，本发明提供的二价离子析出物分离装置可应用于高含盐脱硫废水、反渗透浓水及冷却循环排放水回收深处理领域，例如：发电、制药、印染、造纸等行业。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的一种二价离子析出物分离装置的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
附图标记：
1-反应器； 2-原料泵； 3-进水混合器；
4-陶瓷膜微滤器； 5-泵出口阀； 6-泵进口阀；
7-止回阀； 8-第一加药装置； 9-第二加药装置；
11-混合区； 12-沉淀区； 13-集水区；
14-排污阀； 41-壳体； 42-陶瓷膜管；
43-清液出口； 44-反洗进气阀； 45-产水阀；
46-排放阀； 47-第一回流阀； 48-第二回流阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种二价离子析出物分离装置，包括反应器1和微米级的陶瓷膜微滤器4，反应器1的出口端与陶瓷膜微滤器4的入口端相连，陶瓷膜微滤器4的第一出口端与反应器1的入口端相连。通过陶瓷膜微滤器4能够充分过滤杂质，并得到理想的液体介质。
其中，反应器1的内部依次设置有混合区11、沉淀区12以及集水区13。上述的混合区11、沉淀区12以及集水区13可以按照图1所示从左到右的顺序设置。上述的三个区域相互连通，反应器1中的液体先在混合区11混合均匀后，进入沉淀区12，在沉淀区12中析出物在此进行沉淀，随后液体进入集水区13。
另外，反应器1的进水口处设置有用于添加氧化钙第一加药装置8及用于添加碳酸钠的第二加药装置9。其中，反应器1的进水口设置在混合区11处，反应器1的出口端设置在集水区13处。
此外，在第一加药装置8上还连接有加药泵和控制阀门，类似地，第二加药装置9上也连接有加药泵和控制阀门。
本发明的装置还包括进水混合器3，第一加药装置8和第二加药装置9分别与进水混合器3的入口相连，进水混合器3的出口与反应器1的进水口相连，通过进水混合器3能够将第一加药装置8中的氧化钙和第二加药装置9中的碳酸钠混合均匀后在添加到反应器1中。
当含钙、镁及硫酸根离子的高盐水通过进水口进入反应器1中后，通过第一加药装置8和第二加药装置9向反应器1中加入氧化钙和碳酸钠，生成钙离子(Ca2+)和氢氧根离子(OH-)，并与高盐水在反应器1中产生化学反应，获得硫酸钙、氢氧化镁及碳酸钙等析出物。
具体的反应方程式如下：
Mg2++2OH-＝Mg(OH)2↓
而在反应器1内部分不能及时沉淀的析出物，则通过陶瓷膜微滤器4进行过滤处理，以获得洁净的水溶液。
陶瓷膜微滤器4包括壳体41，壳体41的内部设置有多个陶瓷膜管42。在过滤过程中，待分离的悬浊液在陶瓷膜管42内高速流动，在原料泵2压力的驱动下，含一价离子的水溶液向内透过陶瓷膜管42，并通过清液出口43输送到外侧；含二价离子的大分子组成的混浊浓缩液被陶瓷膜管42留下，并再次输送至反应器1，经进一步絮凝沉淀外排，从而达到使流体达到分离的目的。
进一步地，陶瓷膜管42沿壳体41的轴向方向延伸，多个陶瓷膜管42沿壳体41的径向方向等间距设置。
具体地，陶瓷膜管42包括从外到内依次设置的多孔支撑层、过渡层和分离层，多孔支撑层的孔径大于过渡层的孔径，过渡层的孔径大于分离层的孔径。其中，多孔支撑层的孔径一般为1～20μm，其作用是增加膜的机械强度；过渡层的孔径比支撑层的孔径小，其作用是防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透；分离层具有分离功能，孔径一般为0.8nm～1μm。整个膜的孔径分布由支撑层到分离层逐渐减小，形成不对称的结构分布。
壳体41的一侧设有清液出口43和控制清液出口43中液体流量的产水阀45，产水阀45用于控制液体的流动，在管道上主要起切断和节流作用。蝶阀6连接于清液收集箱，渗透出来的含一价离子水溶液，经清液出口43流出，并且在打开产水阀45后流入清液收集箱。
因此，通过陶瓷膜微滤器4，能够将二价离子析出物从水中分离，并得到洁净的一价离子水溶液。
此外，清液出口43与压缩空气进口相连，且清液出口43与压缩空气进口之间设置有反洗进气阀44。
并且陶瓷膜微滤器4的第二出口端出设置有排放阀46，将反洗进气阀44打开，能够对陶瓷膜微滤器4进行气体冲洗，并从排放阀46中进行排放，以保证陶瓷膜微滤器4的清洁度，防止陶瓷膜微滤器4发生堵塞现象，保证陶瓷膜微滤器4的持续正常运行。
反应器1的入口端分别设置在所述混合区11和所述集水区13；由于陶瓷膜微滤器4的第一出口端中的浓液会循环至反应器1中继续进行沉淀处理，因此在陶瓷膜微滤器4的第一出口端与集水区13之间设置有第一回流阀47，陶瓷膜微滤器4的第一出口端与混合区11之间设置有第二回流阀48。
反应器1的出口端与进水混合器3的入口端之间依次连接有泵进口阀6、原料泵2、止回阀7和泵出口阀。止回阀7又称止逆阀、单流阀、单向阀或逆止阀，其作用是保证管路中的悬浊液定向流动而不致倒流，进而提高了过滤的速度和效率。
通过原料泵2对液体进行加压，使反应器1内的液体够被压入陶瓷膜微滤器4进行过滤，之后再从陶瓷膜微滤器4的出口端进入反应器1的入口端，之后进行多次循环，直至达到过滤要求。
此外混合区11、沉淀区12以及集水区13的底部均设置有排污阀14，通过排污阀14可将上述三个区域内的杂质进行排放。
综上所述，本发明的二价离子析出物分离装置，通过原料泵2提供的压力，使反应器1流入陶瓷膜微滤器4的悬浊液能够快速高效的将含一价离子的水溶液经陶瓷膜管42渗出，留下含二价离子的大分子组成的混浊浓缩液，并使该混浊浓缩液再次返回反应器1，并经进一步絮凝沉淀外排，能够进一步提高浓缩分离效率。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种二价离子析出物分离装置，其特征在于，包括反应器(1)和微米级的陶瓷膜微滤器(4)，所述反应器(1)的出口端与所述陶瓷膜微滤器(4)的入口端相连，所述陶瓷膜微滤器(4)的第一出口端与所述反应器(1)的入口端相连；
所述反应器(1)的内部依次设置有混合区(11)、沉淀区(12)以及集水区(13)，所述反应器(1)的进水口处设置有用于添加氧化钙的第一加药装置(8)及用于添加碳酸钠的第二加药装置(9)。
2.根据权利要求1所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，还包括进水混合器(3)，所述第一加药装置(8)和所述第二加药装置(9)分别与所述进水混合器(3)的入口相连，所述进水混合器(3)的出口与所述反应器(1)进水口相连。
3.根据权利要求1或2所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述陶瓷膜微滤器(4)包括壳体(41)，所述壳体(41)的内部设置有多个陶瓷膜管(42)。
4.根据权利要求3所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述陶瓷膜管(42)沿所述壳体(41)的轴向方向延伸，多个所述陶瓷膜管(42)沿所述壳体(41)的径向方向等间距设置。
5.根据权利要求4所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述陶瓷膜管(42)包括从外到内依次设置的多孔支撑层、过渡层和分离层，所述多孔支撑层的孔径大于所述过渡层的孔径，所述过渡层的孔径大于所述分离层的孔径。
6.根据权利要求5所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述壳体(41)的一侧设有清液出口(43)和控制所述清液出口(43)中液体流量的产水阀(45)。
7.根据权利要求6所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述清液出口(43)与反洗泵相连，且所述清液出口(43)与所述反洗泵之间设置有反洗进气阀(44)。
8.根据权利要求1或2所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述陶瓷膜微滤器(4)的第二出口端出设置有排放阀(46)。
9.根据权利要求1或2所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述反应器(1)的入口端分别设置在所述混合区(11)和所述集水区(13)；
所述陶瓷膜微滤器(4)的第一出口端与所述集水区(13)之间设置有第一回流阀(47)，所述陶瓷膜微滤器(4)的第一出口端与所述混合区(11)之间设置有第二回流阀(48)。
10.根据权利要求1或2所述的二价离子析出物分离装置，其特征在于，所述反应器(1)的出口端与所述陶瓷膜微滤器(4)的入口端之间依次连接有泵进口阀(6)、原料泵(2)、止回阀(7)和泵出口阀(5)；
所述混合区(11)、所述沉淀区(12)以及所述集水区(13)的底部均设置有排污阀(14)。
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