專利名稱：電滲式酸堿提取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)廢水處理裝置，特別是利用電滲現(xiàn)象，分離工業(yè)廢水中的酸、堿污染物和提取酸解工業(yè)的酸、堿的處理裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)廢水，特別的造紙過程產(chǎn)生的工業(yè)廢水中的造紙黑液，污染河川，破壞水源，危害極大。造紙黑液中的污染物主要是強(qiáng)堿和木質(zhì)素，使用一般的化學(xué)方法或生物方法不能去除這類污染物。因此，處理造紙黑液去除堿和木質(zhì)素，回收清水、堿、含木質(zhì)素的有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)造紙廢水零排放，是當(dāng)今一大研究課題。
目前所有涉及酸堿的化工工業(yè)，在需要去除酸堿時(shí)，都采用中和的方法及其設(shè)備來達(dá)到目的。目前還沒有“酸堿提取器”的設(shè)備或器械。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上原因，本實(shí)用新型的目的是提供一種設(shè)備投資低、處理費(fèi)用低、設(shè)備耗能低、使用壽命長、占地面積小、方便從含酸、堿的工業(yè)中間產(chǎn)品或工業(yè)廢水中提取酸、堿的裝置。
本實(shí)用新型根據(jù)電解、電滲、電離的原理，采用在已有的電解室結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在電解室中設(shè)置半透膜將電解室分隔成正極側(cè)和負(fù)極側(cè)兩個(gè)電解室。在電場作用下，被處理水中的金屬離子向負(fù)電極方向泳動(dòng)并滲過半透膜而分離并重新生成堿；酸根離子向正電極方向泳動(dòng)并滲過半透膜而分離并重新生成酸來實(shí)現(xiàn)目的。
本實(shí)用新型的電滲式酸堿提取器(參見附圖)，包含絕緣的外殼(1)、與電源聯(lián)接的并置的電極板(2、3、14、15、16)，外殼中有并置的至少一個(gè)提取單元，提取單元包含相鄰的上述電極板及其間的一張半透膜(6、17、20、23)形成的有進(jìn)口(10、12)和出口(11、13)的流道式的正極側(cè)的電解室(8、19、22、25)和負(fù)極側(cè)的電解室(7、18、21、24)。
上述的電解室中有中可以空蜂窩狀貫通形的支撐架(9)。
上述的半透膜(6、17、20、23)可以是中性半透膜、陽離子交換膜或陰離子交換膜。
上述的位于并置兩端的電極板(2、3)與電源相聯(lián)接。也可以是各電極板都與電源相聯(lián)接。
上述的電極板(2、3)可以有與電源相聯(lián)接的接線柱(4、5)。上述的正極側(cè)的電解室(8、19、22、25)的進(jìn)口(12)和出口(13)分別與正極側(cè)進(jìn)流總管(28)和正極側(cè)出流總管(29)連通，負(fù)極側(cè)的電解室(7、18、21、24)的進(jìn)口(10)和出口(11)分別與負(fù)極側(cè)進(jìn)流總管(26)和負(fù)極側(cè)出流總管(27)連通。
上述的電源是間隔式交替地輸出正負(fù)極性的直流電源。
本實(shí)用新型的電滲式酸堿提取器使用時(shí)，將兩個(gè)電解室兩側(cè)的電極板分別接手動(dòng)控制或自動(dòng)控制的直流電源的正極和負(fù)極，靠近正電極的電極板的電解室成為正極側(cè)的電解室，靠近負(fù)電極的電解室成為負(fù)極側(cè)的電解室。本電滲式酸堿提取器的運(yùn)行過程將被處理水，分別送入正極側(cè)的電解室和負(fù)極側(cè)的電解室。經(jīng)處理后，從正極側(cè)的電解室排出酸化污水或酸溶液，負(fù)極側(cè)的電解室排出堿化污水或堿溶液。在經(jīng)過足夠長時(shí)間的運(yùn)行而在電極上凝結(jié)有水垢時(shí)，可將電極板的原正極接換成負(fù)極，原負(fù)極接換正極，使凝結(jié)在電極上的水垢從電極上脫落，脫落的水垢可以用水沖清而排出電滲式酸堿提取器。
本電滲式酸堿提取器中電場的電壓值，根據(jù)被處理水中的電離物質(zhì)的含量和安全操作來確定。如用于處理造紙黑液時(shí)，由于造紙黑液的導(dǎo)電規(guī)律不遵守固體導(dǎo)電規(guī)律(歐姆定律)。其電壓—電流特性曲線是一條下擺曲線，當(dāng)電壓上升到特定值以后，電流將急劇上升，電流做功用于分解水成氫氣和氧氣，分解造紙黑液中Cl-成氯氣等，這些副反應(yīng)將耗掉30～90％的電能，電流越大，分解反應(yīng)所耗掉的電能越多。其余電能主要成為熱能，而將金屬離子從造紙黑液中穿過半透膜送入清水中幾乎不消耗能量。所以，在設(shè)備的安裝調(diào)試過程中，應(yīng)將電流控制在特定值以下，以使設(shè)備的電能耗量控制在經(jīng)濟(jì)核算許可之內(nèi)。
本電滲式酸堿提取器中電場的電流值根據(jù)被處理水經(jīng)處理后的pH值進(jìn)行調(diào)整，pH應(yīng)為6.5～7.5。如用凈處理造紙黑液，電流值應(yīng)根據(jù)造紙黑液含堿量不同而不同。對于含堿量分別為2％和4％的造紙黑液，當(dāng)調(diào)節(jié)到同樣電流時(shí)，處理4％含堿量時(shí)所用的電壓比處理2％堿含量使用的電壓低40％。需要兩臺(tái)本提取器的提取單元串聯(lián)工作，才能將處理效果達(dá)到和處理2％含堿量的造紙黑液同樣的效果。同時(shí)，調(diào)節(jié)的電流大，處理后的造紙黑液的pH值低，電流小，流出的黑液的pH值高。
因此，使用本電滲式酸堿提取器時(shí)，調(diào)節(jié)電壓、電流是根據(jù)需要處理的造紙黑液的含堿量和已處理造紙黑液的pH值來確定。對于同樣含堿量的造紙黑液，如果期望處理后的造紙黑液的pH值為4.5，比已處理造紙黑液的pH值為7.5的電壓和電流，要高50％。
本電滲式酸堿提取器在用于提取酸的工藝中，依照上述原則調(diào)整電場強(qiáng)度。
使用本本電滲式酸堿提取器時(shí)，送入的被處理水的壓力為3～10米水柱，根據(jù)電滲式酸堿提取器中產(chǎn)生的氣泡的排出情況和半透膜的機(jī)械強(qiáng)度來確定。當(dāng)水壓過低時(shí)，電滲式酸堿提取器中產(chǎn)生的氣泡不能順利排出；水壓過高時(shí)，半透膜的壽命降低。最好是半透膜的兩側(cè)即正極側(cè)的電解室與負(fù)極側(cè)的電解室的壓力相等，以降低水壓對半透膜的損傷。
本電滲式酸堿提取器可以應(yīng)用于如下處理技術(shù)。
一、凈化處理污水將污水分別送入正極側(cè)的電解室和負(fù)極側(cè)的電解室后，在電場作用下，污水中的生物污染物的有機(jī)分子分別帶上正負(fù)電荷，由于半透膜的存在，污染物的有機(jī)分子在處理器內(nèi)和離開處理器后都將因電荷的改變和pH值的改變而發(fā)生分子間結(jié)構(gòu)的重新排列、分子間因相互吸引而結(jié)絮、沉淀。污水中的化學(xué)污染物的大部份陰陽有機(jī)離子，分別被負(fù)電極和正電極吸引，穿過半透膜，因此而改變正負(fù)極側(cè)的電解室的pH值，這種改變又加速有機(jī)污染物的沉淀；污水中的化學(xué)污染物的部份無機(jī)離子，特別是重金屬離子也發(fā)生沉淀。污水中的鹵素離子在正電極上失去電子而生成次鹵酸，次鹵酸產(chǎn)生原子態(tài)的氧殺死水中的微生物，消除污水的臭味。從而將污水凈化。
二、凈化處理造紙黑液將含有金屬離子的污水如造紙黑液，流過正極側(cè)的電解室，將清水流過負(fù)極側(cè)的電解室，在電場的作用下，污水中正電荷的金屬離子，如鈉離子Na+，鉀離子K+，鈣離子Ca++等，必然向負(fù)電極方向泳動(dòng)，穿過半透膜，進(jìn)入負(fù)極側(cè)的電解室的清水中，同時(shí)負(fù)極側(cè)的電解室清水中的水分子在正電極性的金屬離子的作用下電離，生成OH-離子，與金屬離子結(jié)合，生成堿，如NaOH，即燒堿，以及KOH、Ca(OH)2等；并在負(fù)電極上放出氫氣。從而，從負(fù)極側(cè)的電解室的出口中流出的便是堿溶液并排出氫氣。同時(shí)污水在流經(jīng)正極側(cè)的電解室時(shí)，失去了帶正電荷的金屬離子后，去除了其堿性成份，pH值下降，從正極側(cè)的電解室的出口中流出的是不含堿性的已處理液。倘若已處理液中不含有機(jī)物雜質(zhì)，則已處理液本身為清水；倘若已處理液中含有機(jī)物雜質(zhì)，可用沉淀劑沉淀分離后，獲得有機(jī)物和清水。污水經(jīng)本污水處理器處理后，能回收堿、有機(jī)物、清水?；厥瘴锞杀辉倮谩?br> 三、凈化處理含酸堿的污水，并回收酸堿將含有酸根離子的污水如酸洗金屬原件的含硫酸的洗液污水，流過負(fù)極側(cè)的電解室，將清水流過正極側(cè)的電解室，在電場的作用下，污水中帶負(fù)電荷的酸根離子，如硫酸根(SO4--)、磷酸根(PO4---)、硝酸根(NO3-)等，必然向負(fù)電極方向泳動(dòng)，穿過半透膜，進(jìn)入正極側(cè)的電解室的清水中，同時(shí)正極側(cè)的電解室清水中的水分子在酸根離子的作用下電離生成H+離子，與酸根離子結(jié)合，生成酸，如硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)等；從而，從正極側(cè)的電解室的出口中流出的便是酸溶液。同時(shí)污水在流經(jīng)負(fù)極側(cè)的電解室時(shí)，失去了帶負(fù)電荷的酸根離子后，去除了其酸性成份，pH值上升，從負(fù)極側(cè)的電解室的出口中流出的是不含酸性的已處理液。倘若已處理液中不含其它雜質(zhì)，則已處理液本身為清水；倘若已處理液中含其它雜質(zhì)，可再用其它方法處理后獲得清水。污水經(jīng)本處理器處理后，能回收酸、有用的其它物質(zhì)、清水?；厥瘴锞杀辉倮?。
四、凈化處理酸解工業(yè)廢水，并回收酸如酸解工業(yè)如酸解蛋白質(zhì)提取氨基酸、酸解淀粉提取葡萄糖等工業(yè)中的廢酸提取。將酸解液和清水分別流經(jīng)負(fù)極側(cè)的電解室和正極側(cè)的電解室時(shí)，由于在正側(cè)極的電解室中，Cl-、SO4++在電場中受到正極電場的吸引，向正極方向泳動(dòng)。在半透膜的隔離作用下，當(dāng)越過半透膜后就不再回到酸解液中。當(dāng)酸解液中的Cl-、SO4++濃度降低以后，H+離子和電極作用生成H2氣體，離開酸解液。這樣，負(fù)極側(cè)的電解室的酸解液中的酸少，pH值上升，被凈化后排出；而透過半透膜泳到正極側(cè)解室的酸根離子與清水中的水分子作用，生成鹽酸或硫酸而排出回收。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果。
一、本實(shí)用新型的用半透膜將電解室分隔為正極側(cè)的電解室和負(fù)極側(cè)的電解室的結(jié)構(gòu)，能分離造紙黑液中的各種堿中帶正電荷的金屬離子(鈉離子為主，此外，還有部分來源于植物細(xì)胞的鉀、鈣、鐵、鎂離子)而分離各種堿，從而能徹底地將造紙黑液中的堿與含木質(zhì)素的有機(jī)物分離。本提取器對造紙黑液中的堿、含木質(zhì)素的有機(jī)物、水的分離回收率均接近100％。因此，使用本提取器具有對造紙黑液處理徹底，不形成二次污染，能實(shí)現(xiàn)造紙黑液廢水的零排放的優(yōu)點(diǎn)，并具有能分別回收堿、含木質(zhì)素的有機(jī)物、清水的優(yōu)點(diǎn)?；厥盏膲A和清水可以被造紙工業(yè)再利用。含木質(zhì)素的有機(jī)物可以經(jīng)加工后生產(chǎn)有機(jī)肥用于農(nóng)作物或植樹造林，或生產(chǎn)飼料、化工原料。
二、本實(shí)用新型的用半透膜分隔電解室的結(jié)構(gòu)，能分離酸解液中的硫酸、鹽酸酸根離子，分離回收率均接近100％。因此，本酸堿提取器能用于酸解工業(yè)提取廢酸，使酸解工業(yè)的后續(xù)處理工藝不需要添加堿，即省去堿中和工藝，使經(jīng)提取處理后的酸解液可以直接供發(fā)酵工業(yè)利用，或者干燥濃縮，或者柱層析分離而不必考慮中和工藝帶來的鹽的負(fù)面影響。從而能簡化酸解工業(yè)的工藝程序，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
三、本實(shí)用新型中采用中性半透膜的結(jié)構(gòu)，利用中性半透膜能滲過正離子和負(fù)離子的特性，在對造紙黑液的處理過程中，當(dāng)采用不太純凈的清水時(shí)，還能讓負(fù)極側(cè)的電解室清水中的少量帶負(fù)電荷的微粒，穿過中性半透膜而進(jìn)入正極側(cè)的電解室，從而提高從負(fù)極側(cè)的電解室流出的堿液的純凈度，因此，使用本提取器具有回收堿的純度高的優(yōu)點(diǎn)。
四、本實(shí)用新型中采用陰離子交換膜的結(jié)構(gòu)，利用陰離子交換膜不透過陽離子的特性，在提取酸解液中的酸成分時(shí)，可以在流進(jìn)正極側(cè)的電解室的清水中添加廉價(jià)的堿如石灰水，以降低電耗量。
五、本實(shí)用新型采用的中性半透膜，和能間隔式交替地輸出正負(fù)極性的直流電源的結(jié)構(gòu)，由于中性半透膜允許正離子和負(fù)離子通過，因此，能采用互換正負(fù)電極的方法，即將電極板的原正極接換成負(fù)極，原負(fù)極接換成正極，使凝結(jié)在電極上的水垢從電極板上脫落，脫落的水垢可以用水沖清而清除。因此，本實(shí)用新型具有不需要拆卸而清洗酸堿提取器，延長無拆卸使用周期，延長的使用壽命，降低運(yùn)行處理費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。
六、本實(shí)用新型的酸堿提取器結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，體積小巧、占地面積小，投資費(fèi)用低、耗能低、運(yùn)行費(fèi)用低。
本實(shí)用新型的酸堿提取器適用于工業(yè)廢水的凈化處理和酸堿提取，如發(fā)酵工業(yè)廢水、木材加工工業(yè)廢水、糧食加工業(yè)廢水；本酸堿提取器也適用于處理印染、石油、制藥等工業(yè)廢水，處理造紙工業(yè)產(chǎn)生的造紙黑液，特別是能分離工業(yè)廢水中的特定污染物，如印染工業(yè)廢水中的染料等，石油工業(yè)廢水中的添加劑、制藥及發(fā)酵工業(yè)廢水中的化合物。也適用于酸解工業(yè)，如提取回收酸解多糖、酸解蛋白質(zhì)后的液體中的酸液，并能使酸解工業(yè)省去堿中和工藝而提高產(chǎn)品質(zhì)量。
下面，再用實(shí)施例及其附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。


圖1 是本實(shí)用新型的一種電滲式酸堿提取器的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示一個(gè)提取單元結(jié)構(gòu)。
圖2 是本實(shí)用新型的一種電滲式酸堿提取器的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示有呈串聯(lián)的多個(gè)提取單元的結(jié)構(gòu)。
圖3 是圖2的多塊電極板的電場原理圖。
圖4 是使用本實(shí)用新型電滲式酸堿提取器的處理系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)用新型的一種電滲式酸堿提取器，如附圖1所示。呈提取單元結(jié)構(gòu)，由外殼、電極板、半透膜、支撐架等構(gòu)成。
參見圖1，上述的外殼1，采用通常絕緣的塑料制成內(nèi)腔橫截面為圓形的圓筒形，截面采用圓形有利氣泡的排出，在氣泡能正常排出的前提下，內(nèi)腔橫截面也可以采用其他幾何形狀如四方形。外殼內(nèi)靠近相對向的兩側(cè)內(nèi)壁各有一塊通常材料的電極板2和電極板3，并分別接裝有長圓柱形的接線柱4和接線柱5。電極板2和電極板3均呈形狀和大小相同的矩形，且相互平行對稱。電極板2和電極板3間有與兩電極板等距離且相互平行的半透膜6，半透膜選用通常的中性半透膜，可以采用纖維薄膜如玻璃紙。當(dāng)需要離子單向穿越半透膜時(shí)，可采用離子膜。如在回收造紙黑液中的堿時(shí)，只需要造紙黑液中的金屬離子穿越離子膜進(jìn)入清水，不需要清水中的負(fù)離子進(jìn)入造紙黑液時(shí)，可采用陽離子交換膜。半透膜6將外殼1的內(nèi)腔分隔為電解室7和電解室8。在電解室7和電解室8中分別裝有支撐架9，支撐架9用塑料制成中空蜂窩狀貫通形結(jié)構(gòu)，用于分別從兩側(cè)支撐半透膜6。在外殼1的下端和上端，分別有與電解室7連通的進(jìn)口10和出口11，與電解室8連通的進(jìn)口12和出口13。從而構(gòu)成呈提取單元結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器。
本電滲式酸堿提取器使用時(shí)，采用全自動(dòng)的直流電源(圖中未表示)，也可采用手動(dòng)控制電源以降低成本。將接線柱4和接線柱5分別與電源的負(fù)極和正極接通，則電極板2成為負(fù)電極、電極板3成為正電極。兩電極板的電場電壓值為3～18伏特，電場電壓根據(jù)被處理水中的電離物質(zhì)的含量和安全操作來確定。電流值根據(jù)被處理水經(jīng)處理后的pH值進(jìn)行調(diào)整，pH值由處理水所要達(dá)到的目的而定。
使用本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器組裝成造紙黑液的處理系統(tǒng)。造紙黑液呈深棕黑色，多泡沫，不透明。含堿量為3.5％，pH值14，木質(zhì)素及其它有機(jī)物總含量4.9％。
造紙黑液的處理系統(tǒng)的處理程序，參見圖4，處理系統(tǒng)中使用本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器30。處理過程如下將清水池31中的清水經(jīng)進(jìn)口10、閥33送入電滲式酸堿提取器30的電解室7，并將造紙黑液池32中的造紙黑液經(jīng)進(jìn)口12、閥34送入電滲式酸堿提取器30的電解室8。清水和造紙黑液的流量為1升/分鐘，送入壓力為3～10米水柱，以電滲式酸堿提取器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的氣體能順暢的排出為準(zhǔn)。送入兩電解室的水壓相等，使半透膜的兩則等壓，以降低水壓對膜的損傷，延長使用壽命。按流量調(diào)整電源，供給電流為5安培，電壓為9.2伏特的直流電。處理后，從負(fù)極側(cè)的電解室7經(jīng)出口11、閥35排出的堿溶液排入堿回收池36，堿液的濃度為8％左右，可以直接供造紙漿使用，也可再經(jīng)提純。將從正極側(cè)的電解室8經(jīng)出口13、閥37排出含木質(zhì)素的有機(jī)物的處理液的pH值為7.5，排入攪拌池38，加入多聚三氯化鋁沉淀劑，緩慢攪拌，經(jīng)管道送入沉淀池39，經(jīng)沉淀分離放出清水，沉淀物從沉淀池放出用離心機(jī)或過濾機(jī)40分離獲得含木質(zhì)素的有機(jī)物和清水?；厥盏哪举|(zhì)素經(jīng)烘烤后成為深棕色粉末，經(jīng)包裝后出售?；厥盏乃疄樯詭ё厣耐该鳡睿袡C(jī)物0.2％，pH值6.8，可以直接用作造紙漿用水，也可以再處理后排放。
在經(jīng)過足夠長時(shí)間的運(yùn)行而在電極上凝結(jié)有水垢后，交換電極板的極性并調(diào)換送入電解室的處理物和送出電解室的產(chǎn)物，即將電滲式酸堿提取器30的電極板2換接成正電極、電極板3換接成負(fù)電極。同時(shí)，將清水池31中的清水經(jīng)進(jìn)口10及其支管10′、閥33′送入電滲式酸堿提取器30的電解室8，將造紙黑液池32中的造紙黑液經(jīng)進(jìn)口12及其支管12′、閥34′送入電滲式酸堿提取器30的電解室7；從電解室8經(jīng)出口13及其支管13′、閥37′排出的堿溶液排入堿回收池36，從正極側(cè)的電解室7經(jīng)出口11及其支管11′、閥35′排出含木質(zhì)素的有機(jī)物的處理液排入攪拌池38。使其在處理過程中將凝結(jié)在電極上的水垢從電極上脫落，脫落的水垢排出電滲式酸堿提取器。
實(shí)施例2本實(shí)用新型的另一種電滲式酸堿提取器，如圖2所示。其結(jié)構(gòu)和運(yùn)行過程與實(shí)施例1基本相同，其特點(diǎn)如下由4個(gè)提取單元并聯(lián)構(gòu)成的四聯(lián)式結(jié)構(gòu)的電滲式酸堿提取器。四聯(lián)式結(jié)構(gòu)能提高處理量。
本電滲式酸堿提取器有5塊電極板，置于外側(cè)的相互平行的電極板2和電極板3各有接線柱4和接線柱5，且分別與全自動(dòng)的直流電源(圖中未表示)的負(fù)極和正極接通。在殼體中部有與電極板2相互平行的電極板14、電極板15、電極板16。半透膜有4張均與電極板相平行。位于電極板2和電極板14之間有半透膜6，并形成電解室7和電解室8。位于電極板14和電極板15之間有半透膜17，并形成電解室18和電解室19。位于電極板15和電極板16之間有半透膜20，并形成電解室21和電解室22。位于電極板16和電極板3之間有半透膜23，并形成電解室24和電解室25。電解室7、電解室18、電解室21、電解室24下端的各自的進(jìn)口10分別與進(jìn)流總管26接通，上端的各自的出口11分別與出流總管27接通；電解室8、電解室19、電解室22、電解室25下端的各自的進(jìn)口12分別與進(jìn)流總管28接通，上端的各自的出口13分別與出流總管29接通。在各電解室中均有支撐架9。從而成為由4個(gè)提取單元并聯(lián)構(gòu)成的四聯(lián)式結(jié)構(gòu)的電滲式酸堿提取器。四聯(lián)式結(jié)構(gòu)能提高處理量。
本電滲式酸堿提取器的每個(gè)提取單元的工作電壓為3.5～16伏特。因?yàn)楸惶幚砦飵щ?，為能安全操作，最高工作電壓不得超過110伏特，所以本處理器電源供給的總電壓＝提取單元數(shù)×單元工作電壓＝14～64伏特＜110伏特。再者金屬離子在設(shè)備內(nèi)的移動(dòng)速率與工作電壓成正比，電壓越高(計(jì)算單位為V/cm)設(shè)備的效率越高；但速率過高，電極板和半透膜的損耗加快，電能的消耗也急劇上升。
本電滲式酸堿提取器的5塊電極板的極性結(jié)構(gòu)的說明參見圖3，位于外側(cè)的兩塊電極板2和電極板3聯(lián)接直流電源，如將電極板2接負(fù)極，電極板3接正極，當(dāng)5塊電極板之間充滿導(dǎo)電水的被處理水和清水后，則電子從負(fù)極的即最左側(cè)的電極板2依次穿過中間的電板14、電極板15、電極板16及其間的清水和被處理水機(jī)而流向正極即最右側(cè)的電極板3。由于導(dǎo)電水的導(dǎo)通，因此，每塊中間電極板電極性為左側(cè)為正極，右側(cè)為負(fù)極。對于兩相鄰電極板之間的微粒A來說，電極板一側(cè)的板面是正極，另一側(cè)板面為負(fù)極。如果微粒A帶正電荷，在電場的作用下向負(fù)極移動(dòng)；如果帶負(fù)電荷，則向正極移動(dòng)。
使用本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器可組裝成如下的處理系統(tǒng)。
一、使用本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器組裝成如圖4的造紙黑液的處理系統(tǒng)。造紙黑液呈深棕黑色，多泡沫，不透明。含堿量為3.5％，pH值14，木質(zhì)素及其它有機(jī)物總含量4.9％。
本實(shí)施例中各電解室的處理過程與實(shí)施例1相同。將清水經(jīng)進(jìn)流總管26、各進(jìn)口10送入本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器30中各半透膜左側(cè)的電解室7、18、21、24，將造紙黑液經(jīng)進(jìn)流總管28、各進(jìn)口12送入電滲式酸堿提取器中各半透膜右側(cè)的電解室8、19、22、25。清水和造紙黑液的送入壓力為3～10米水柱，經(jīng)接線柱4、5分別將最左側(cè)的電極板2和最右側(cè)的電極板3與直流電源的負(fù)極和正極接通形成電場。電滲式酸堿提取器使用的電源采用全自動(dòng)的3000W直流電源，電流值根據(jù)從電滲式酸堿提取器的排出的已處理造紙黑液的pH值調(diào)整，已處理造紙黑液的酸堿度應(yīng)控制在pH 6.5～7.5之間，即說明造紙黑液中的堿已經(jīng)提取干凈。當(dāng)處理量為2噸/小時(shí)，電流的大小調(diào)整為30A，此時(shí)的電壓為62伏特，已處理造紙黑液的酸堿度應(yīng)在pH 7.5左右。當(dāng)pH高于7.5時(shí)，則造紙黑液中的燒堿沒有提取完；當(dāng)pH值低于6.5時(shí)，則提取堿過量，排出的水呈酸性。造紙黑液和清水經(jīng)處理后，經(jīng)各電解室7、18、21、24的出口11、出流總管27排出堿溶液至堿回收池36，也可再經(jīng)提純；經(jīng)各電解室8、19、22、25的出口13、出流總管29排出的含木質(zhì)素的有機(jī)物的已處理液送入攪拌池38，加入三氯化鋁，充分而緩慢地?cái)嚢?，?jīng)管道送入沉淀池39，經(jīng)沉淀分離放出清水，沉淀物從沉淀池放出用離心機(jī)或過濾機(jī)40分離獲得含木質(zhì)素的有機(jī)物和清水。
電滲式酸堿提取器在經(jīng)過足夠長時(shí)間的運(yùn)行而在電極上凝結(jié)有水垢時(shí)，可將電極板的原正極接換成負(fù)極，原負(fù)極接換正極，即將電極板2接成正電極、電極板3接成負(fù)電極，并調(diào)換處理前后的送入和排出管，即造紙黑液經(jīng)進(jìn)流總管26、各進(jìn)口10送入電滲式酸堿提取器中半透膜左側(cè)的電解室7、18、21、24，將清水經(jīng)進(jìn)流總管28、各進(jìn)口12送入本處理器中各半透膜右側(cè)的電解室8、19、22、25，處理后出口11、出流總管27排出處理液；出口13、出流總管29排出堿溶液。在運(yùn)行中使凝結(jié)在各電極板上的水垢脫落。在每次調(diào)換時(shí)用清水清洗設(shè)備，清除水垢，以利于設(shè)備的保養(yǎng)。
經(jīng)本方法處理后，回收的堿液、木質(zhì)素和清水的成分、狀態(tài)和顏色均與實(shí)施例1相同。
二、使用本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器組裝成如圖4的提取水解蛋白質(zhì)生產(chǎn)氨基酸水解液中殘酸的處理系統(tǒng)。本處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和處理過程和酸堿提取器的清洗過程與上述處理造紙黑液的處理系統(tǒng)相同。本電滲式酸堿提取器中的半透膜采用均相陰離子交換膜。
使用本處理系統(tǒng)提取用6M濃度的鹽酸在高溫下水解毛發(fā)產(chǎn)生的氨基酸、鹽酸混合液體中的鹽酸。
本電滲酸堿提取器中各電解室的處理過程與實(shí)施例1相同。將酸解液經(jīng)進(jìn)流總管26、各進(jìn)口10送入電滲式酸堿提取器30中各半透膜左側(cè)的電解室7、18、21、24，將石灰水經(jīng)進(jìn)流總管28、各進(jìn)口12送入電滲式酸堿提取器中各半透膜右側(cè)的電解室8、19、22、25。酸解液和石灰水的送入壓力為3～10米水柱，經(jīng)接線柱4、5分別將最左側(cè)的電極板2和最右側(cè)的電極板3與直流電源的負(fù)極和正極接通形成電場。電滲式酸堿提取器使用的電源采用全自動(dòng)的3000W直流電源，電流值根據(jù)從電滲式酸堿提取器的流出的已處理酸解液的pH值調(diào)整，已處理酸解液的酸堿度應(yīng)控制在pH 3.0～3.2之間，有利于下一步沉淀胱氨酸。當(dāng)處理量為2噸/小時(shí)，電流的大小調(diào)整為30A，此時(shí)的電壓為62伏特。
經(jīng)處理后從正極側(cè)的電解室流出的水為氯化鈣或硫酸鈣溶液，pH8左右，對環(huán)境的污染極小。負(fù)極側(cè)的電解室流出的酸解液體的pH值為3.0，稍微加入一點(diǎn)堿液，達(dá)到pH3.6，即可沉淀胱氨酸。
三、使用本實(shí)施例的電滲式酸堿提取器組裝成如圖4的提取水解淀粉類多糖生產(chǎn)葡萄糖酸解液中殘酸的處理系統(tǒng)。本處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和處理過程和酸堿提取器和清洗過程與上述處理造紙黑液的處理系統(tǒng)相同。本電滲式酸堿提取器中的半透膜采用均相陰離子交換膜。
使用本處理系統(tǒng)提取用2M濃度的鹽酸在高溫下水解淀粉類產(chǎn)生的葡萄糖、鹽酸混合液體中的鹽酸。
本系統(tǒng)中電滲式酸堿提取器的各電解室的處理過程與實(shí)施例1相同。將酸解液經(jīng)進(jìn)流總管26、各進(jìn)口10送入電滲式酸堿提取器30中各半透膜左側(cè)的電解室7、18、21、24，將石灰水經(jīng)進(jìn)流總管28、各進(jìn)口12送入電滲式酸堿提取器中各半透膜右側(cè)的電解室8、19、22、25。清水和造紙黑液的送入壓力為3～10米水柱，經(jīng)接線柱4、5分別將最左側(cè)的電極板2和最右側(cè)的電極板3與直流電源的負(fù)極和正極接通形成電場。電滲式酸堿提取器使用的電源采用全自動(dòng)的3000W直流電源，電流值根據(jù)從電滲式酸堿提取器的流出的處理后酸解液的pH值調(diào)整，流出的處理后酸解液的酸堿度應(yīng)控制在pH4.5～6.0之間，有利于下一步濃縮得到葡萄糖。當(dāng)處理量為5噸/小時(shí)，電流的大小調(diào)整為20A，此時(shí)的電壓為300伏特。
經(jīng)處理后，從正極側(cè)電解室流出的水為氯化鈣或硫酸鈣溶液，pH8左右，對環(huán)境的污染極小。負(fù)極側(cè)電解室流出的酸解液體的pH值為3.0，稍微加入一點(diǎn)堿液達(dá)到pH5.0，即可分離葡萄糖。
權(quán)利要求1.一種電滲式酸堿提取器，包含絕緣的外殼(1)、與電源聯(lián)接的并置的電極板(2、3、14、15、16)，其特征在于外殼中有并置的至少一個(gè)提取單元，提取單元包含相鄰的上述電極板及其間的一張半透膜(6、17、20、23)形成的有進(jìn)口(10、12)和出口(11、13)的流道式的正極側(cè)的電解室(8、19、22、25)和負(fù)極側(cè)的電解室(7、18、21、24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的電解室中有中空蜂窩狀貫通形的支撐架(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的半透膜(6、17、20、23)是中性半透膜、陽離子交換膜或陰離子交換膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的位于并置兩端的電極板(2、3)與電源相聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的電極板(2、3)有與電源相聯(lián)接的接線柱(4、5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的正極側(cè)的電解室(8、19、22、25)的進(jìn)口(12)和出口(13)分別與正極側(cè)進(jìn)流總管(28)和正極側(cè)出流總管(29)連通，負(fù)極側(cè)的電解室(7、18、21、24)的進(jìn)口(10)和出口(11)分別與負(fù)極側(cè)進(jìn)流總管(26)和負(fù)極側(cè)出流總管(27)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的電源是間隔式交替地輸出正負(fù)極性的直流電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的電源是間隔式交替地輸出正負(fù)極性的直流電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電滲式酸堿提取器，其特征在于所說的電源是間隔式交替地輸出正負(fù)極性的直流電源。
專利摘要本實(shí)用新型的電滲式酸堿提取器，涉及工業(yè)廢水處理裝置，特別是利用電滲現(xiàn)象，分離工業(yè)廢水、酸解工業(yè)廢液中的酸、堿的處理裝置。旨在解決已有技術(shù)投資處理費(fèi)高、有二次污染、回收效果差的問題。包含絕緣的外殼(1)、與電源聯(lián)接的并置的電極板(2、3、14、15、16)，外殼中有并置的至少一個(gè)提取單元，提取單元包含相鄰的上述電極板及其間的一張半透膜(6、17、20、23)形成的有進(jìn)口(10、12)和出口(11、13)的流道式的正極側(cè)的電解室(8、19、22、25)和負(fù)極側(cè)的電解室(7、18、21、24)。上述半透膜(6)是中性半透膜、陽離子交換膜或陰離子交換膜。適用于工業(yè)廢水的凈化的處理，酸解工業(yè)中提取酸堿，如從酸解多糖、酸解蛋白質(zhì)后的液體中提取酸液。
文檔編號(hào)C02F1/469GK2661678SQ20032011520
公開日2004年12月8日 申請日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者舒煦 申請人:舒煦