一種雙極膜電滲析再生鈉型分子篩系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鈉型分子篩離子交換脫鈉系統(tǒng)，更具體說是一種應(yīng)用雙極膜電滲析水處理技術(shù)在線連續(xù)處理鈉型分子篩離子交換脫鈉系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鈉型分子篩，包括八面沸石，β沸石，絲光沸石，ZSM系列沸石，尤其是催化裂化催化劑生產(chǎn)中用到的Υ型分子篩，上述Na型分子篩制備的傳統(tǒng)工藝均采用銨鹽和稀土交換的方法降低鈉含量，以提高沸石分子篩催化劑的活性和穩(wěn)定性。
[0003]要使沸石分子篩以及含分子篩活性組分的催化劑中的鈉含量滿足使用要求，往往需要采用過量銨鹽交換改性，因此產(chǎn)生含大量氨氮物質(zhì)的工業(yè)廢水。銨交換過程過濾液中氨氮含量一般為4000?1000mg/L，交換后洗滌水中氨氮含量為150?1500mg/L。若直接排入水體，容易引起水中藻類和其他微生物大量繁殖，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。水中的氨氮可以在一定條件下轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與蛋白質(zhì)結(jié)合會形成亞硝肢，是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，對人體健康極為不利。生態(tài)環(huán)境方面，氨氮對水體造成污染，使水生動植物中毒而死亡。因此，我國現(xiàn)行地表水、地下水、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)和漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了氨氮的濃度限值，國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)為15mg/L，二級排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/L。
[0004]因此，為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)以及工廠提高經(jīng)濟(jì)效益的要求，迫切需要開發(fā)綠色環(huán)保并可以提高經(jīng)濟(jì)效益的對分子篩進(jìn)行離子交換的技術(shù)。
[0005]CN102049193A公開了一種對含有可交換離子的固體物質(zhì)進(jìn)行離子交換的方法，該方法包括：采用雙極膜電滲析對含有離子的溶液進(jìn)行雙極膜電滲析，從而制備酸液或堿液；將所述酸液或堿液與含有可交換基團(tuán)的固體物質(zhì)進(jìn)行離子交換，并將交換得到的漿液進(jìn)行固液分離，將固液分離得到的液相循環(huán)用作雙極膜電滲析中的含有離子的溶液。由于鈉型分子篩脫鈉過程要求漿液體系pH大于3，否則將破壞其晶體結(jié)構(gòu)，而依照該法實踐易造成雙極膜電滲析產(chǎn)酸過量，破壞鈉型分子篩結(jié)構(gòu)，且雙極膜電滲析過程存在不連續(xù)，操作繁雜等缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實用新型提供一種可實現(xiàn)鈉型分子篩在線連續(xù)離子交換脫鈉，可以有效提高鈉型分子篩脫鈉效果，節(jié)約脫鈉費(fèi)用的雙極膜法電滲析再生鈉型分子篩系統(tǒng)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：
[0008]一種雙極膜法電滲析再生鈉型分子篩系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括雙極膜電滲析器、堿液罐、料液罐、酸液罐、脫鈉離子交換柱；
[0009]所述雙極膜電滲析器為三隔室結(jié)構(gòu)，雙極膜電滲析系統(tǒng)的兩側(cè)為極液室，所述極液室分別為陽極室和陰極室，兩側(cè)極液室中間為電滲析隔室，電滲析隔室中雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜間隔排列構(gòu)成酸室、料液室、堿室；
[0010]所述脫鈉離子交換柱包括空心腔體、上蓋、下蓋；所述空心腔體的上端、下端分別與上蓋、下蓋螺紋密封連接；所述上蓋設(shè)有第一通孔，下蓋設(shè)有第二通孔，第一通孔、空心腔體、第二通孔形成液體通道；所述空心腔體內(nèi)壁沿圓周方向設(shè)有2個平行的環(huán)形臺階，從上到下分別為第一環(huán)形臺階和第二環(huán)形臺階，所述第一環(huán)形臺階和第二環(huán)形臺階分別用于放置第一多孔板和第二多孔板，使第一多孔板和第二多孔板相互平行，并且垂直于液體通道的方向；所述上蓋的第一通孔設(shè)有可伸入空心腔體的第一延長段，第一延長段的底部表面與第一多孔板的頂部表面觸接，所述下蓋的第二通孔設(shè)有可伸入空心腔體的第二延長段，第二延長段的頂部表面與第二多孔板的底部表面觸接，所述的第一延長段、第二延長段分別用于固定2個多孔板，所述上蓋的第一通孔處設(shè)有上端pH傳感器、下蓋的第二通孔處設(shè)有下端pH傳感器；
[0011]進(jìn)一步，所述上蓋底部第一通孔的外側(cè)設(shè)有一環(huán)形向內(nèi)的第一凹槽，所述下蓋頂部第二通孔的外側(cè)設(shè)有環(huán)形向內(nèi)的第二凹槽，所述第一凹槽內(nèi)表面與空心腔體的上端外表面為螺紋配合；所述第二凹槽內(nèi)表面與空心腔體的下端外表面為螺紋配合。
[0012]更進(jìn)一步，所述第一延長段、第二延長段分別與空心腔體恰好相嵌套。
[0013]所述脫鈉離子交換柱在工作狀態(tài)時，將兩個多孔板放置于中心腔體的兩個環(huán)形臺階上，待脫鈉的鈉型分子篩裝填于兩個多孔板之間，然后將上蓋、下蓋與空心腔體旋緊密封，多孔板通過上蓋的第一通孔的第一延長段以及下蓋的第二通孔的第二延長段壓緊固定。
[0014]所述料液罐的出口通過液體栗d和閥門V連通雙極膜電滲析器的料液室的入口，料液室的出口連通料液罐的入口；
[0015]所述堿液罐的出口通過液體栗c和閥門VI連通雙極膜電滲析器堿室的入口，堿室的出口連通堿液罐的入口；
[0016]所述酸液罐的出口通過液體栗b后分為兩個支路，第一支路通過閥門I連通脫鈉離子交換柱的底端通孔入口，第二支路通過閥門III連通雙極膜電滲析器的酸室入口 ；酸室的出口連通酸液罐的入口；
[0017]脫鈉離子交換柱豎直放置，
[0018]脫鈉離子交換柱的頂端通孔出口連通兩個支路，第三支路通過液體栗a和閥門11連通脫鈉離子交換柱的底端通孔入口 ；第四支路通過閥門IV連通雙極膜電滲析器的酸室入口。
[0019]本實用新型中，描述脫鈉離子交換柱時，上蓋、下蓋用于區(qū)分不同部件，但并不表示脫鈉離子交換柱的放置方向，脫鈉離子交換柱豎直放置時，上蓋可以在頂端也可以在底端，因此在描述脫鈉離子交換柱的連接關(guān)系時，用頂端和底端來表示豎直的上下關(guān)系，而不用上蓋、下蓋來表不。
[0020]本實用新型還提供利用所述雙極膜法電滲析再生鈉型分子篩系統(tǒng)進(jìn)行再生鈉型分子篩的方法，所述方法包括以下步驟:
[0021](1)脫鈉離子交換柱內(nèi)裝填待脫鈉的鈉型分子篩:將兩個多孔板放置于中心腔體的兩個環(huán)形臺階上，待脫鈉的鈉型分子篩裝填于兩個多孔板之間，然后將上蓋、下蓋與空心腔體旋緊密封，多孔板通過上蓋的第一通孔的第一延長段以及下蓋的第二通孔的第二延長段壓緊固定；
[0022]開啟頂端pH傳感器和底端pH傳感器，此時所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；
[0023](2)雙極膜電滲析處理：
[0024]A、分別向酸液罐、堿液罐加入純水，在料液罐加入分子篩脫鈉后的含鹽廢水，開啟閥門I，III，IV，V，VI，啟動液體栗b，c, d，使酸液罐的純水通入酸室，堿液槽的純水通入堿室，料液罐中分子篩脫鈉后的含鹽廢水通入料液室，并在極液室中加入質(zhì)量濃度1-3%的硫酸溶液，將雙極膜電滲析系統(tǒng)的陽極、陰極分別與直流穩(wěn)壓電源正負(fù)極相連，啟動電源，進(jìn)行電滲析處理；
[0025]B、雙極膜電滲析處理過程中，在堿室得到堿溶液，經(jīng)堿室出口回到堿液罐，然后再通入堿室循環(huán)；料液室得到雙極膜電滲析處理后的母液廢水，經(jīng)料液室出口回到料液罐，然后再通入料液室循環(huán)處理；酸室得到酸溶液，經(jīng)過液體栗b后分為2個流路，第一流路是通過第一支路，經(jīng)過閥門I進(jìn)入脫鈉離子交換柱的底端入口，從頂端出口流出，此時閥門II所在的第三支路處于關(guān)閉狀態(tài)，因此脫鈉離子交換柱頂端出口的流出液通過連通雙極膜電滲析器酸室入口的第四支路，經(jīng)閥門IV回到酸液罐；酸室得到的酸溶液經(jīng)過液體栗b后的第二流路是通過第二支路，經(jīng)閥門III直接回到酸液罐，酸液罐中的液體繼續(xù)通入酸室循環(huán)；
[0026](3)調(diào)節(jié)閥門I，調(diào)節(jié)酸液流量使離子交換柱內(nèi)的分子篩處于湍流狀態(tài)，監(jiān)控脫鈉離子交換柱的出入口兩端pH變化；當(dāng)?shù)锥巳肟诙藀H傳感器顯示pH低于3時，關(guān)閉閥門I和IV，開啟閥門II和液體栗a，使脫鈉脫鈉離子交換柱在湍流狀態(tài)下進(jìn)行自循環(huán)，液體流路的方向是從脫鈉脫鈉離子交換柱的底端進(jìn)入，從頂端流出，然后通過第三支路，經(jīng)閥門II和液體栗a回到脫鈉脫鈉離子交換柱的底端，形成內(nèi)部循環(huán)；
[0027]此時酸室得到的酸溶液，經(jīng)過液體栗b直接通過第二支路回到酸液罐，酸液罐中的液體繼續(xù)通入酸室循環(huán)；
[0028](4)頂端pH傳感器和底端pH傳感器顯不差值穩(wěn)定在0. 01?0. 5之間1?24h后，關(guān)閉閥門II和液體栗a，取