[发明专利]基于电晕放电耦合电渗析资源化含盐水的方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于电晕放电耦合电渗析资源化含盐水的方法，将含盐水通入文丘里雾化喷嘴电极中，含盐水在文丘里雾化喷嘴电极中被雾化荷电后通入电容系统，荷负电的胶体被电容系统中的滤膜拦截并排出，透过滤膜的含盐水在电容系统的负极和正极作用下，其中的正带电离子、负带电离子分别向负极和正极移动并迁移至设置在电容系统下端的电渗析系统中，在电压作用下，阴离子透过电渗析系统的阴离子交换膜进入阳极室，阳离子透过阳离子交换膜进入阴极室，在电渗析的阴极室生成碱以及氢气，收集；在电渗析的阳极室生成酸和氧气，将酸进行收集；同时获得超纯水，最终实现含盐水的制酸和碱；本发明方法和装置简单有效，适于工业化应用和推广。

技术领域

本发明属于含盐水处理资源化领域，具体涉及到通过电晕放电、电容、膜过滤以及电渗析技术利用含盐水生产超纯水及酸碱，同时回收氢气的方法和装置。

背景技术

随着我国工业的蓬勃发展，每年产生大量含盐水，特别是在煤化工、石油化工、电力、以及冶金等行业中，含盐水通常指总溶解固体物（TDS）质量分数至少为3.5%的含盐水，这类含盐水含有大量的SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等离子，并且含有机污染物。目前，这些含盐水绝大部分通过稀释外排处理，企业虽然达标排放，但是污染物总量没有减少，并且浪费更多的淡水资源与盐类资源，在水资源稀缺的大环境下，含盐水的有效处理成为环境治理中不可忽视的问题，海水也属于这类含盐水。

这类水中或多或少含有有机质，含盐水不能简单的进行生化处理，且后期物化过程较复杂，处理费用较高，虽然该类水危害较大，但是该水中含有大量的盐类资源，含盐水资源化成为含盐水处理的趋势，如产水回用，盐结晶以及制备酸碱。

中国专利CN103910457A通过药剂软化，多介质过滤，超滤，反渗透，离子交换，纳滤高压反渗透，蒸发，精制等工艺，最终从含盐水中得到盐类，该工艺虽然能够得到精制的盐类，但是工艺复杂，为了得到高的浓缩倍数，使得运行成本增加，同时，盐类产品生产周期长，成本过高。产生含盐废水的企业，在生产过程中，往往需要用到酸和碱，中国专利CN105271481A利用双极膜技术，在电解槽中处理含盐水，将盐类转化为相应的酸碱进行回收，但是该方法对水质依赖性较大，若含盐水中，含有胶体颗粒以及大分子的有机物，膜容易受到污染，影响处理效果。

膜技术是一种高效低耗的分离技术，能够富集浓缩实现资源化，与常规水处理技术相比，能够减少二次污染，是一种绿色环保的新型技术。膜过滤以及电渗析等膜技术用于含盐水处理，含盐水中的胶体以及有机物会对膜造成污染，降低滤膜的过滤通量，也会影响电渗析膜的传质过程，降低处理效果，一般的过滤技术不能很好的将胶体以及有机物去除，同时电渗析用的离子交换膜其离子选择性也不是100%，会发生同名离子渗透。

高压放电过程中生成的放电等离子体含有强氧化性的羟基、氧原子、臭氧等强氧化物质，可与多种物质反应，现已广泛用于含盐水处理中，同时，高压放电过程能够强化带负电的胶体颗粒荷电，增加其荷质比。但是放电等离子体中的强氧化物质寿命短，只能作用于含盐水表面，待处理水中的污染物不能直接与其接触，从而降低其处理能力。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于电晕放电耦合电渗析资源化含盐水的方法，即通过高压直流电晕放电、电容、膜过滤以及电渗析技术利用含盐水生产超纯水及酸碱，同时回收氢气的方法。