一种用于琼脂加工废碱液的回收系统装置

本技术属于废碱液回收，尤其涉及一种用于琼脂加工废碱液的回收系统装置。

背景技术：

1、琼脂(agar)俗名冻粉、洋菜、冻胶，是一种从红海藻纲中提取的亲水性胶体，具有独特的凝胶、增稠等性能，广泛应用于食品、生物、医药、日化等领域。江蓠是琼脂生产的主要原料。江蓠海藻中含有大量的硫酸基，使得琼脂糖较难形成双螺旋体，从而抑制了凝胶的形成，导致琼脂凝胶性能较差。目前琼胶生产行业普遍采取碱提法，碱消耗量很大，生产每吨琼胶需消耗2.5～3.0吨氢氧化钠。虽然碱液可重复使用，但当碱液中的有机物浓度升高到一定程度时，因过于粘稠造成琼脂品质下降而不宜再使用，通常生产每吨琼胶产生800吨～1000吨的废碱液。这些废碱液不仅富含5％-8％氢氧化钠，还富含有机物和无机盐等物质，具有高cod、高浊度、高粘度、高色度等特征，污染严重。

2、目前琼脂生产废碱液处理通常采用投加酸的中和法预处理后，混合其它废水，经过一系列物化、生化水处理工艺后排放。中和法消耗的酸量大，处理成本较高，造成资源浪费，使琼胶生产企业废水处理成本居高不下。琼脂生产废碱液处理已成为制约琼脂生产企业发展的瓶颈问题。

3、扩散渗析是一种基于离子交换膜两侧浓度差的膜分离技术，其回收碱的原理是，在具有选择性透过的阳离子均相膜两侧分别通入废碱液及接受液(如自来水)时，废碱液侧的碱及其盐的浓度远高于水的一侧，那么由于浓度梯度的存在，废碱及其盐类等物质就具有向接受液(自来水)渗透的趋势，但膜是有选择透过性，不会让每种离子以均等的机会通过。阳离子交换膜骨架本身带负电荷，在溶液中具有吸引带正电水化离子而排斥带负电荷水化离子的特性，故在浓度差的作用下，废碱侧的阳离子被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧。同时，根据电中性要求，也会夹带带负电荷的离子，由于氢氧根的水化半径比较小，电荷较少；而其它阴离子离子半径较大，因此氢氧根离子会优先通过膜，这样废液中的碱就会被分离出来。扩散渗析技术用于废碱回收，具有投资少、操作简便、基本不耗电(除泵输送液体外)、运行成本低等独特优点，回收的碱可循环使用，普遍被认为是高效节能的膜分离技术。目前扩散渗析技术已应用于有机化工、蓄电池生产和印染等行业，实现碱与金属盐类混合液的分离和提纯。

4、采用扩散渗析处理和回收琼脂加工废碱液，既解决了环境污染问题，又对资源进行了回收利用。目前国内外碱扩散渗析回收技术及设备还不够成熟。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种用于琼脂加工废碱液的回收系统装置,达到了解决废碱液环境污染问题，而且回收的碱液可以被企业再利用，降低琼脂生产成本的效果。

2、有鉴于此，本实用新型提供一种用于琼脂加工废碱液的回收系统装置，包括通过管路依次连接的：

3、废碱料液罐，所述废碱料液罐用于储存琼脂生产的废碱料液；

4、筛网过滤设备，所述筛网过滤设备用于对废碱料液除杂；

5、热废碱液储罐，所述热废碱液储罐与加热器和温度控制器连接，所述热废碱液储罐用于储存加热后的废碱料液；

6、扩散渗析器，所述扩散渗析器分别与热废碱液储罐和清水储罐相连，所述扩散渗析器用于对加热后的废碱料液扩散渗析；

7、回收碱储罐，所述回收碱储罐用于储存扩散渗析器排出的碱回收液；

8、残液储罐，所述残液储罐用于储存扩散渗析器排出的残液。

9、在本技术方案中，采用筛网过滤设备和加热器对琼脂加工废碱液进行预处理，可以去除废碱液中颗粒杂质，降低黏度，防止扩散渗析膜堵塞；运用扩散渗析器从琼脂加工废碱液中回收碱，不仅解决废碱液环境污染问题，而且回收的碱液可以被企业再利用，降低琼脂生产成本，给琼脂生产企业带来看得见的经济效益，该系统装置工艺简单，易操作，能耗低，投资少，运行成本低。

10、进一步的，所述扩散渗析器包括：

11、进液板，所述进液板上设置有废碱料液进口和清水进口；

12、膜组件，所述膜组件包括交替设置的隔板和阳离子交换膜，阳离子交换膜与两侧的隔板之间分别形成扩散室和渗析室；

13、出液板，所述出液板上设置有碱回收液出口和残液出口；

14、其中，膜组件设置在进液板和出液板之间。

15、进一步的，所述隔板包括框架和网体，框架的一组对角线的两角上分别设置有布液孔，另一组对角线的角上设置有通液孔，布液孔与网体之间设置有多个布水流道，阳离子交换膜两侧隔板上的布液孔连线呈“x”形。

16、在本技术方案中，废碱料液和清水能通过以上结构分别进入阳离子交换膜的两侧，在浓度差的推动下，废碱料液中的naoh有向清水中扩散的趋势，但阳离子交换膜本身骨架带负电荷活性基团，根据道南(donnan)平衡的同离子排斥原理，na+将透过阳膜进入渗析室，而带负电荷的离子将会受到排斥而被阻挡在渗析室，根据电中性原理，na+具有吸引阴离子进入扩散室的趋势，以保证扩散室能够达到电中性，相对于其他水合半径较大的高电荷阴离子而言，具有低电荷、高活性特性且水合半径较小的oh-更容易通过阳离子交换膜的间隙进入扩散液，从而实现碱的分离回收。

17、进一步的，所述布水流道内固定设置有湍流加强件，所述湍流加强件用于加强废碱料液从布水流道流至网体的湍流效果。

18、在本技术方案中，布水流道的设置能使废碱料液的流速增大形成湍流，湍流加强件能进一步增强湍流，有效减少扩散渗析过程中的流动死区面积，扩散渗析更加均匀，还能防止膜堵塞，提高效率。

19、进一步的，所述湍流加强件包括与布水流道形状相匹配的方形管，方形管的两侧槽壁上沿着方形管长度方向均设置有交替设置的第一区块和第二区块，第一区块的粗糙度高于第二区块，方形管相对的两侧槽壁上的第一区块相互正交，第二区块也相互正交。

20、进一步的，所述第一区块的粗糙度值在0.05-0.1mm之间，第二区块的粗糙度值在0.01-0.04mm之间。

21、在本技术方案中，湍流加强件可通过镶嵌或者焊接的方式固定到布水流道内。

22、进一步的，所述废碱料液进口和清水进口分别设置在进液板的下部和上部，所述碱回收液出口和残液出口分别设置在出液板的下部和上部。

23、进一步的，所述出液板内开设有残液引导槽，残液引导槽从下至上设置，引导槽的上端与残液出口连接。

24、在本技术方案中，残液引导槽使残液排除缓慢，使残液能够在距离出液板最近的渗析室内滞留更长的时间，进一步提高碱的提纯率。废碱料液从废碱料液进口进入后流经第一块隔板后穿过阳离子交换膜、第二块隔板和第二块阳离子交换膜，然后再流经第三块隔板后，流入残液引导槽后从出液板上部的残液出口排出至残液储罐。清水从清水进口进入后穿过第一块隔板和阳离子交换膜后流经第二块隔板，然后再穿过第二块阳离子交换膜、第三块隔板后从出液板下部的碱回收液出口排出至回收碱储罐。

25、进一步的，回收碱储罐和残液储罐的底部出水管处均固定安装采样阀。

26、进一步的，管路上设置有泵和阀门。

27、本实用新型的有益效果是：

28、1.采用筛网过滤设备和加热器对琼脂加工废碱液进行预处理，可以去除废碱液中颗粒杂质，降低黏度，防止扩散渗析膜堵塞；运用扩散渗析器从琼脂加工废碱液中回收碱，不仅解决废碱液环境污染问题，而且回收的碱液可以被企业再利用，降低琼脂生产成本，给琼脂生产企业带来看得见的经济效益，该系统装置工艺简单，易操作，能耗低，投资少，运行成本低。

29、2.布水流道的设置能使废碱料液的流速增大形成湍流，湍流加强件能进一步增强湍流，有效减少扩散渗析过程中的流动死区面积，扩散渗析更加均匀，还能防止膜堵塞，提高效率。

30、3.残液引导槽使残液排除缓慢，使残液能够在距离出液板最近的渗析室内滞留更长的时间，进一步提高碱的提纯率。