[发明专利]一种用于电渗析系统铁锰结垢的清洗系统及工艺

说明书

本发明涉及用于电渗析系统铁锰结垢的清洗系统，包括清洗水箱、电渗析反应器、加水阀、加酸阀和铁锰结垢清洗模块；铁锰结垢清洗模块主要由储药箱和加药阀组成，储药箱出口连接至加药阀进口，加药阀出口连接至清洗水箱的加药口；清洗水箱的加水口连接加水阀，清洗水箱的加酸口连接加酸阀；清洗水箱的循环出水口通过清洗水泵连接至电渗析反应器进口，电渗析反应器出口连接至清洗水箱的循环进水口，形成清洗循环。本发明的有益效果是：该铁锰结垢清洗系统能够在原电渗析清洗系统的基础上进行改造，能够和其他电渗析清洗模式联合使用。

技术领域

本发明属于环保水处理技术领域，具体涉及一种用于电渗析系统铁锰结垢的清洗系统及工艺。

背景技术

电渗析技术利用膜选择性透过机理，以阴阳离子交换膜为分离介质，在直流电场的作用下，将带电离子从溶液中分离。该技术具有低能耗、高效率、操作便捷、选择性好等优点，被广泛地应用于电子、医药、食品、化工、环保、工业等领域。一些电厂废水和化工废水成分较为复杂，含有较高浓度的重金属离子。以电渗析法处理这些废水时容易发生重金属结垢，成为了电渗析领域亟需解决的难题之一。

电渗析系统正常运行过程中，电渗析阳极将不可避免地产生一些氧化性物质，例如ClO^-、Cl₂、O₂、·OH等，能够与溶于水中的低价重金属离子发生氧化反应，生成高价重金属氧化物或不溶性盐类。诸多易结垢重金属中，铁和锰最为典型，常见于各类电渗析膜污堵结垢案例中。Fe²⁺能够被电渗析阴极产物氧化为Fe³⁺，形成Fe(OH)₃和Fe₂O₃沉淀，而Fe³⁺还能被继续氧化成高铁酸盐沉淀。Mn²⁺能够被电渗析阴极产物氧化为溶解度极低的MnO₂。这些难溶沉淀在生成后将附着于极板、离子交换膜和系统管路上，造成电极腐蚀、电极电阻增大、电极表面结构破坏、离子交换膜污染、电渗析效率下降、额外能耗增加等问题。更为重要的是，MnO₂几乎不与稀酸发生反应，因此无法通过常规酸洗去除，需要7％以上的浓盐酸长时间浸泡才能逐渐溶解，而过高的酸洗液酸浓度又会导致管路腐蚀和成本增加。

目前电渗析铁锰结垢问题的应对方法主要为前处理优化水质，通过加碱(例如氢氧化钙)或氧化剂(例如次氯酸钠)使溶于水的重金属离子形成不溶性沉淀，再通过混凝过滤或专用过滤器过滤，降低待处理水中的重金属浓度。该方法对于重金属离子的去除效果一般，适用于处理高浓度重金属离子(例如含有50mg/L的锰离子)废水，但对于1mg/L以下浓度的重金属离子几乎没有去除效果。而在电渗析系统长期运行过程中，即使1mg/L以下浓度的铁锰离子也会逐渐被氧化形成难处理的铁锰垢。只能通过定期更换极水、定期更换离子交换膜和拆卸式的电极浸泡酸洗才能减小铁锰结垢对电渗析效果带来的负面影响。因此有必要开发一种新型通用的铁锰结垢清洗系统及清洗工艺，能够方便地去除已经被污染的电渗析极板和离子交换膜中的铁锰垢，确保电渗析系统的安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的是针对现有电渗析技术中极板、离子交换膜和管路的铁锰结垢问题，提供一种用于电渗析系统铁锰结垢的清洗系统及工艺。

这种用于电渗析系统铁锰结垢的清洗系统，包括清洗水箱、电渗析反应器、加水阀、加酸阀和铁锰结垢清洗模块；铁锰结垢清洗模块主要由储药箱和加药阀组成，储药箱出口连接至加药阀进口，加药阀出口连接至清洗水箱的加药口；清洗水箱的加水口连接加水阀，清洗水箱的加酸口连接加酸阀；清洗水箱的循环出水口通过清洗水泵连接至电渗析反应器进口，电渗析反应器出口连接至清洗水箱的循环进水口，形成清洗循环。

作为优选：储药箱采用防腐蚀材质。

作为优选：储药箱预留加药口和加水口。

作为优选：储药箱设有具备药剂液位高值和低值报警功能的液位计。

作为优选：加药阀为电动阀。