一种电化学去除钙镁杂质离子的装置的制作方法

1.本实用新型属于盐业加工净化、废水处理技术领域，具体属于一种电化学去除钙镁杂质离子的装置。


背景技术：

2.在制盐工业中，卤水中的钙镁离子杂质严重影响最后盐产品的纯度和质量，传统的除钙镁杂质采用投加碳酸钠等药剂的方法，使钙镁离子以碳酸钙、碳酸镁等混合物的形式沉淀去除，但该工艺消耗大量的药剂，同时产生大量的含盐废渣。电化学去除废水中的钙镁杂质离子技术具有效率高、运行费用低、避免盐渣堆积以及能回收碳酸钙和氢氧化镁等资源的特点，是一种有良好应用前景的技术。同时很多废水中也有大量的钙镁离子杂质，电化学去除技术同样有良好应用前景，但该技术对于装置的设计和加工也有较高要求。传统的电化学装置由于不同的应用场景，结构设计各有不同，并不完全适用于电化学去除废水中的钙镁杂质离子。尤其是要回收氢氧化镁和碳酸钙的需求，传统的电化学装置仍难以满足。
3.为此需要创新设计电化学装置，使之适用于卤水及废水中钙镁离子的去除以及氢氧化镁碳酸钙的回收，并适用于将来的实际应用时进行工程放大。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种电化学去除钙镁杂质离子的装置，该装置具有加工简单，使用方便，并且装置的尺寸易于按需求进行工程放大。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电化学去除钙镁杂质离子的装置，包括电解槽，所述电解槽内设置有导流板、除镁区和除钙区，所述除镁区和除钙区中均平行间隔设置多个电极组件，所述电极组件可拆卸的固定在电解槽内；所述除镁区包括槽壁，所述槽壁上部设置开口，所述槽壁和除钙区之间设置有与电极组件平行的导流板，所述导流板上添加碳酸氢盐，所述导流板用于控制除镁区中液体从电解槽底部进入除钙区；所述除镁区一侧的电解槽的侧壁底部设置有进水口，所述除钙区一侧的电解槽的侧壁上部设置有出水口。
6.进一步的，所述导流板的高度小于所述电解槽的高度。
7.进一步的，所述导流板可上下间隔交错设置多个，所述多个导流板均与电解槽的内壁形成开口。
8.进一步的，所述导流板的左右两侧直接加工在电解槽中。
9.进一步的，所述电极组件包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板间隔设置在电解槽内部。
10.进一步的，所述电解槽侧壁上设置有电极固定夹槽，所述电极组件通过电极固定夹槽与电解槽实现可拆卸连接。
11.进一步的，除镁区一侧的电解槽的侧壁底部设置有除镁区排水口，所述除钙区一
侧的电解槽的侧壁底部设置有除钙区排水口。
12.进一步的，设置导流板一段的电解槽的侧壁上设置有导流板出水口，所述导流板出水口用于排净除镁区的槽壁与导流板之间的液体。
13.进一步的，所述电解槽外部侧壁上水平设置有多排肋条。
14.进一步的，所述电解槽底部四角外侧设置有角铁，所述电解槽底部安装有轮子。
15.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
16.本实用新型提供一种电化学去除钙镁杂质离子的装置，将电解槽分为除镁区和除钙区，将除镁反应和除钙反应整合在同一电解槽中进行，不仅同时实现电化学处理卤水或废水中的钙镁杂质的去除，还能够有效降低整个反应体系的占地面积；并且通过在电解槽中设置可拆卸的电极组件实现了分别回收氢氧化镁和碳酸钙的目的。
17.进一步的，本实用新型中导流板上下交错设置有多个，通过导流板的设置和导流板与电解槽内壁形成的开口能够较好的控制两侧除镁和除钙吃中水位的高度，而且多个导流板与电解槽之间形成多个开口，当除镁后的卤水或废水通过导流板时，导流板对处理后的卤水或废水有搅拌的作用，使从除镁区出来的卤水或废水中的各种离子在整个体系中分布均匀，防止卤水或废水中因钙、镁离子分布不均匀影响最终的处理效果。
18.进一步的，本实用新型将阳极板和阴极板均匀间隔布置在电解槽内，阳极板和阴极板之间间距减小，能够有效减小电极间的传质阻力，提高整个系统内部的传质效率，降低系统内阻，从而有效减小耗能。
19.进一步的，在保证日处理量的前提下，可以通过改变阳极板和阴极板数量改变阴阳极的面积，从而尽可能的降低整个处理过程的最终耗能。
附图说明
20.图1电化学去除钙镁杂质离子的装置图；
21.图2导流板布置图；
22.附图中：1-电解槽；2-肋条；3-进水口；4-出水口；5-导流板；51-第一导流板；52-第二导流板；53-第三导流板；6-阳极板；7-阴极板；8-角铁；9-轮子；10-槽壁；11-除镁区；12-除钙区；13-除镁区排水口；14-除钙区排水口；15-导流板排水口。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
24.如图1所示，本实用新型提供一种电化学去除钙镁杂质离子的装置，包括由电解槽1，电解槽1外侧设置有多排肋条2，电解槽1内部依次包括除镁区11、导流板5和除钙区12，除镁区11和除钙区12中均设置有多个平行间隔排列的电极组件，电极组件包括阳极板6和阴极板7；除镁区11还设置有槽壁10，槽壁10上部设置有开口；除镁区11一侧的电解槽1侧壁底部设置进水口3，除钙区12一侧的电解槽1侧壁上部设置出水口4；
25.优选的，电解槽1选用聚丙烯、聚乙烯、玻璃钢等塑料材质制造，肋条2用于起固定支撑作用。
26.优选的，槽壁10上部的开口直径为10cm。
27.优选的，设置进水口3和出水口4的目的主要是方便在连续流反应过程中对电解槽
1中进行进水和排水；
28.优选的，除镁区一侧的电解槽1的侧壁底部还设置有除镁区排水口13，除钙区一侧的电解槽1的侧壁底部设置有除钙区排水口14，反应结束后，除镁区中的液体从除镁区排水口13处排尽，除钙区中的液体从除钙区排水口14中排尽。
29.考虑到氢氧化镁和碳酸钙分别沉积在除镁区的阴极板7和除钙区的阴极板7上，需要对阴极板7进行定期回收清理，为了便于阴极板7和阳极板6的固定和替换，本实用新型在电解槽1内部侧壁上设置有电极固定夹槽，阳极板6和阴极板7通过电极固定夹槽固定在电解槽1内部，便于取出阴极板7进行清理回收氢氧化镁和碳酸钙。
30.优选的，除镁区11和除钙区12中电极组件的数量是可以根据卤水或废水的处理量和处理时间进行调整，
31.优选的，本实用新型的阳极板6和阴极板7之间平行间隔排列，能够有效的减小阳极板6和阴极板7之间的间距。
32.导流板5直接加工在电解槽1内部，导流板5两侧固定在电解槽1两侧内壁上，通过控制导流板5自身的高度和导流板5在电解槽1内部的设置位置，控制导流板5的与电解槽1内壁形成的开口的位置和开口的大小，导流板5具体高度根据卤水或废水的日处理量确定；导流板5中适当添加适量碳酸氢钠，当卤水或废水通过导流板5时可以补充碳酸氢根，利用碳酸氢根在除钙区12生成碳酸钙沉淀，从而将钙离子去除。
33.优选的，如图2所示，本实用新型电解槽1中除镁区11的槽壁10和除钙区12之间竖直设置有多个导流板5，导流板5包括第一导流板51，第二导流板52和第三导流板53，第一导流板51设置在电解槽1上部，与电解槽1上部内壁连接，第一导流板51与电解槽1底部内壁形成一开口；第二带导流板52设置电解槽1底部，第二带导流板52与电解槽1上部形成一开口；第三导流板53与第一导流板51的设置方式相同，第三导流板53与电解槽1底部内壁形成一开口，使卤水或废水从电解槽1的底部进入除钙区12。
34.优选的，1)通过控制导流板5高度可以控制除镁区中的液面高度；2)导流板5还能起到搅拌的作用，避免卤水或废水流动过程中短流和产生死区的情况；为了增加搅拌的程度可以增加导流板5的数量，多个导流板5在电解槽1中上下交错设置，但最后一个导流板5必须将卤水或废水从电解槽1的底部导入除钙区12中。
35.优选的，电解槽1上设置导流板5区域的侧壁底部开有导流板排水口15，整个反应过程结束后能够将除镁区11右侧槽壁10和导流板5之间和多个导流板5之间的卤水或废水排干净。
36.优选的，电解槽1底部四角外侧设置角铁8进行支撑保护，同时电解槽1底部安装多只轮子9，便于装置移动操作。
37.使用时，电解槽1中电机组件连接电源，卤水或废水从进水口3进入电解槽1的除镁区11，进入除镁区11的卤水或废水液面与电极组件接触后，卤水或废水中的镁离子开始被处理，直至卤水或废水液面到达除镁区11的槽壁10上的开口处，卤水或废水开始通过开口进入导流板5的区域，随着流入电解槽1的卤水或废水越来越多，卤水或废水开始从导流板5与电解槽1底部形成的开口进入除钙区12中，当除钙区12中的卤水或废水液面接触电极组件时，卤水或废水中的钙离子开始被处理，处理后的卤水或废水经过出水口4流出，整个反应过程是一个持续流动的连续流处理过程。
38.本实用新型的装置先进行镁离子去除再进行钙离子去除，是由于电解过程中，氢氧化镁沉淀可以直接从卤水或废水中去除掉，但是氢氧化钙不是沉淀，单纯电解无法将其去除，因此，先采用电解除去卤水或废水中的镁离子，然后在卤水或废水中加入碳酸氢钠，在后续电解的过程中，会生成碳酸钙沉淀，从而达到去除钙离子的目的。
39.优选的，将除镁区排水口13与进水口3并排设置，可以通过进水口3和除镁区排水口13同时将卤水或废水通入除镁区，也可以同时通过除镁区排水口13与进水口3将除镁区中的液体排尽。