CN101306855B - 一种板式电除盐器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电除盐装置，尤其涉及一种板式电除盐器。其包括阴、阳电极和电极之间的阴阳离子交换膜，一对阴阳离子交换膜形成一个浓水室或者淡水室，所述的浓水室和淡水室交错布置，所述的阴阳离子交换膜对由电极配水板分成前、后两部分膜堆，前后两部分膜堆的淡水室和浓水室内均设有隔板，在后一部分膜堆的淡水室内还填充有离子交换树脂。本发明主要是提供了一种能够大大降低EDI的进水要求，免除二级反渗透装置的投资费用，而且又能保证较高的产水水质的板式电除盐器；解决现有技术所存在的EDI进水要求高，前端需要增加预脱盐装置以提高水质的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电除盐装置，尤其涉及一种板式电除盐器。
背景技术
液体处理技术是指将液体中所含的杂质离子脱除以获得所需纯净度液体的技术。目前已知从液体中脱除离子的技术有反渗透、离子交换、电渗析、渗析和电去离子等。
反渗透是一种膜分离技术，在含盐水一侧施加大于渗透压的外压，水分子不断地渗透至淡水侧，达到离子脱除的目的。反渗透技术优势在于脱盐率高，一般在98％以上，缺点是运行压力高。
离子交换是用离子交换树脂去除液体中离子的方法。该技术优点除盐率高，而且能耗低；其缺点是需要采用酸碱对树脂进行再生，同时又产生大量的二次污染。
电渗析作为电除盐技术是以直流电为推动力，在离子交换材料等电活性介质的作用下，利用阴离子交换膜和阳离子交换膜，对液体中的阴、阳离子进行选择性透过，从而实现溶质分离的过程。这种电除盐技术方法优点在于对离子具有特殊选择透过的特性，缺点是需要消耗昂贵的离子交换材料，且能耗较高，同时容易产生运作过程的极化现象，造成膜体污染。
电去离子(EDI)技术是近年来迅速发展、日益成熟，并得到较快推广应用的一种深度除盐新技术。EDI与传统的电渗析(ED)技术既有着很大的类似，又有着本质上的区别。EDI在运行时既通过电能和离子交换膜及树脂的作用实现深度除盐，又通过过程中特殊的“水解离”效用实现离子交换树脂的自动连续再生，因而同时克服了ED不能直接制取高纯水的缺失，而且避免必须对离子交换树脂使用酸碱频繁再生的消耗和由此造成对环境的污染，确保运作过程可实现自动化和持续不断进行。但是现有的EDI需要有严格和高质的进水要求，一般必须前置配套二级反渗透系统(RO)进行预脱盐。此外，现有EDI的膜体一般都是采用多个膜堆共用一个电源，但是由于每个膜堆的电阻不同，由此会造成电流分布不均匀，水质不够稳定。
发明内容
本发明主要是提供了一种能够大大降低EDI的进水要求，免除二级反渗透装置的投资费用，而且又能保证较高的产水水质的板式电除盐器；解决现有技术所存在的EDI进水要求高，前端需要增加预脱盐装置以提高水质的技术问题。
本发明同时还提供了一种结构紧凑、投入成本低、水源利用率高，应用范围广和运行稳定可靠的板式电除盐器；解决了现有技术中所存在的电除盐成本高，水的利用率低的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种板式电除盐器，包括相互平行的两块夹板，在所述的两块夹板内侧分别固定有阴、阳电极，在所述的阴、阳电极之间设有阴阳离子交换膜，一对阴阳离子交换膜形成一个浓水室或者淡水室，所述的浓水室和淡水室交错布置，所述的阴阳离子交换膜对由电极配水板分成前、后两部分膜堆，在所述的电极配水板两侧分别设有一对电极的阴极和阳极，所述的阴极和阳极与夹板上固定的阴极和阳极配对；前后两部分膜堆的淡水室和浓水室内均设有隔板，在后一部分膜堆的淡水室内还填充有离子交换树脂；在所述的电极配水板上设有浓水连接口和淡水连接口。前一部分浓水室和淡水室的浓、淡水隔板具有相同尺寸，后一部分淡水室的淡水隔板厚度大于浓水隔板，而且结构也不一样，同时并填充离子交换树脂；前一部分的离子交换膜堆形成一个类似ED的装置，后一部分的离子交换膜堆形成一个类似EDI的装置，由此本发明的板式电除盐器正是由前后两部分膜堆组成，即在常规EDI装置基础上，配套一前置ED部分，也就是在原有的EDI前面添加了一个预脱盐的ED部分，原水进入并通过前一部分后，所生成的淡水进入后一部分的淡水通道，而后一部分的浓水廻流作为前一部分浓水循环的补充水。如此既大大降低了EDI进水的苛刻要求，又能保证较高的产水水质；同时又极大提高了水的利用率，保持整个装置的水回收率大于90％；此外，也省除了常规工艺必须配套二级RO装置的投资费用，并保证装置运行更稳定可靠，从而扩大了新膜堆的应用范围。因前一部分ED和后一部分EDI所需的电流强度不同，故分别采用不同的电极，通过电极配水板隔开，如此对不同的部分采用不同的电极，电除盐效果更好，而且能够获得较高的产水水质。
淡水室内水与树脂的接触时间越长，水中离子迁移的概率也越高，从而产水水质也比较好，但是如果流程过长，会增大膜堆的体积，从而提高成本，而且超过一定的长度后对产水水质的提高并不明显。
作为优选，所述的阴阳离子交换膜上的两端均设有浓水通道和淡水通道，前一部分的阳膜内包含有两片倒向阳膜，所述的倒向阳膜的一端设有浓水和淡水通道，其中一片设置在上端，另外一片设置在下端。设置两个倒向阳膜，也就是使得前一部分的膜堆采用一级三段的工艺流程，倒向阳膜的作用就是更改水流的方向，在倒向阳膜两侧的离子交换膜上，上下两端均设有浓水通道和淡水通道，而在倒向阳膜上只有一端设有浓水通道和淡水通道，从而阻隔了与其设置方向相同的浓水和淡水，因此改变了浓水和淡水的水流方向，两个倒向阳膜设置流道方向的不同，两次改变了水流方向，形成了一级三段的工艺。一级三段的除盐效果更好，水质更加优化，在同等条件下，水质一般能提高2-3MΩ·cm。超过三段的流程过长，膜堆体积过大，成本高。
作为优选，所述的电极配水板上的底端设有浓水排放口。在电极配水板上设置浓水排放口，方便浓水排放，同时可以作为前一部分的循环水。使得整个装置的水回收率大于90％。
作为优选，所述的前后两部分膜堆的浓水通道和淡水通道通过所述的电极配水板上的浓水连接口和淡水连接口联通。通过电极配水板上的浓淡水连接口将两部分的浓淡水通道联通，在一个整体的夹板框架内集合了ED和EDI设备的两种功能，使得整体体积变小，而且产水水质又得到提升。
作为优选，所述的淡水室内的隔板的厚度为8-12mm。适当加大隔板厚度，既可减少膜对数，从而可以减少膜面积的膜堆的电阻，以及运行所需的电压，同时可增加淡水布水区的有效流动面积，减少了淡水的流动阻力，使膜堆纳污量增大，运行寿命更长。
作为优选，所述的位于前后两部分膜堆之间的电极配水板的两侧设有绝缘橡胶板。在电极配水板的两侧配置绝缘橡胶板，不但提升了绝缘效果而且也起到密封的作用，电流更稳定，电除盐效果更好。
因此，本发明的一种板式电除盐器具有下述优点：1、膜堆内包含两部分，一部分的作用类似ED，另一部分类似EDI，将两者集合在同一个装置内，结构紧凑，体积小，而且大大降低了对EDI进水的苛刻要求，同时也提高了产水水质；2、两部分之间设置电极配水板，电极配水板两侧分别设置一对电极的阴极和阳极，从而使得膜堆内的两部分可施加为不同的电流强度，既确保运行更稳定可靠，而且节能高效；3、电极配水板上设置浓水出水口，将后一部分的浓水作为前一部分的浓水循环补充水，有利于降低水耗；同时设置浓水和淡水连接口将两部分的浓水通道和淡水通道联通，更有效提高的产水水质。
附图说明：
图1是本发明的一种板式电除盐器的整体结构示意图。
图2是一级三段流程的示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
如图1至2所示，一种板式电除盐器，包括分列于两端的夹板，在夹板1的内侧设有电极框，夹板1与电极框之间设有绝缘橡胶板3，前端的夹板1内侧的电极框13上固定有阳极，后端的夹板2的内侧的电极框14上固定有阴极。前端的夹板1内侧的电极框13上设有浓水进水口和淡水进水口，后端的夹板2内侧的电极框14上设有浓水出水口、淡水出水口和极水出水口。在两块夹板的电极框13和电极框14之间设有阴膜9和阳膜10，阴膜9和阳膜10形成一对阴阳离子交换膜对，电极框13和电极框14与阴阳离子交换膜对之间设有极水室垫圈16。阴阳离子交换膜的上下两端均设有淡水流道4和浓水流道5，阴阳离子交换膜对分别形成交错布置的浓水室和淡水室，在两夹板中阴阳离子交换膜对之间还设有电极配水板6，将阴阳离子膜对分为两部分，在电极配水板6的两个端面上分别固定有阴极和阳极的电极，电极配水板6前端面上固定的电极为阴极，后端面上固定的电极为阳极，电极配水板6上的阴阳电极与夹板上的阴阳电极形成各自独立的两组电流模块，在电极配水板6与阴阳离子交换膜之间也设有绝缘橡胶板3。
阴阳离子交换膜对由电极配水板6分隔成两部分膜堆，在电极配水板6上设有浓水连接口6-1和淡水连接口6-2，将由电极配水板6分隔开的两部分的浓水通道4和淡水通道5联通，在电极配水板6上还设有浓水排放口6-3和极水排放口6-4。
在前一膜堆I的阴阳离子交换膜对形成的浓水室和淡水室内均设有隔板7，在前一膜堆的阴阳离子交换膜中，设有两片倒向阳膜8，一片倒向阳膜8只有上端设有浓水通道4和淡水通道5，另一片倒向阳膜8只有下端设有浓水通道4和淡水通道5，从而在第一部分形成一级三段的工艺流程；在后一膜堆II的阴阳离子交换膜对形成的浓水室内设有隔板7，在淡水室内设有淡水隔板11而且淡水隔板11内填充有离子交换树脂15，淡水隔板11与腔体内的离子交换树脂接触处设有布水板12，布水板12为多细孔布水槽结构。淡水室内的淡水隔板11采用PP板加工制成，厚度为10mm，大于浓水隔板，从而增大了膜块的纳污量，运行寿命更长。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明理念作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的理念或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种板式电除盐器，包括相互平行的两块夹板，在所述的两块夹板内侧分别固定有阴、阳电极，在所述的阴、阳电极之间设有阴阳离子交换膜，一对阴阳离子交换膜形成一个浓水室或者淡水室，所述的浓水室和淡水室交错布置，其特征在于：所述的阴阳离子交换膜对由电极配水板分成前、后两部分膜堆，在所述的电极配水板两侧分别设有一对电极的阴极和阳极，所述的阴极和阳极与夹板上固定的阴极和阳极配对；前后两部分膜堆的淡水室和浓水室内均设有隔板，在后一部分膜堆的淡水室内还填充有离子交换树脂；在所述的电极配水板上设有浓水连接口和淡水连接口，所述的阴阳离子交换膜上的两端均设有浓水通道和淡水通道，所述的前后两部分膜堆的浓水通道和淡水通道通过所述的电极配水板上的浓水连接口和淡水连接口联通。
2.根据权利要求1所述的一种板式电除盐器，其特征在于：所述的前膜堆内的阳膜内包含有两片倒向阳膜，所述的倒向阳膜的一端设有浓水和淡水通道，其中一片设置在上端，另外一片设置在下端。
3.根据权利要求1或2所述的一种板式电除盐器，其特征在于：所述的电极配水板上的底端设有浓水排放口。
4.根据权利要求1或2所述的一种板式电除盐器，其特征在于：所述的后一部分膜堆中的淡水室内的隔板的厚度为8-12mm。
5.根据权利要求3所述的一种板式电除盐器，其特征在于：所述的后一部分膜堆中的淡水室内的隔板的厚度为8-12mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种板式电除盐器，其特征在于：所述的位于前后两部分膜堆之间的电极配水板的两侧设有绝缘橡胶板。
7.根据权利要求5所述的一种板式电除盐器，其特征在于：所述的位于前后两部分膜堆之间的电极配水板的两侧设有绝缘橡胶板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Assignee: Zhejiang DD Water Industry Co.,Ltd. Assignor: Fu Yeming Contract record no.: 2011330000785 Denomination of invention: Plate type electro-deionization device Granted publication date: 20100721 License type: Exclusive License Open date: 20081119 Record date: 20110622 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DONGDA WATER INDUSTRY GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: FU YEMING Effective date: 20131202 |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20131202 Address after: 311814 Zhejiang city in Shaoxing Province town of Zhuji City Shop East Road No. 8 Patentee after: DD WATER GROUP CO., LTD. Address before: 311814, Zhejiang City, Zhuji Province town of Yu Chi Industrial Zone Lu Lu Lu Zhejiang East Water Industry Co., Ltd. Patentee before: Fu Yeming |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20161213 Address after: 311814 Zhejiang city in Shaoxing Province town of Zhuji city shop roshow Road No. 55 Patentee after: Zhejiang Dongda Environment Engineering Co., Ltd. Address before: 311814 Zhejiang city in Shaoxing Province town of Zhuji City Shop East Road No. 8 Patentee before: DD WATER GROUP CO., LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170331 Address after: 311814 Zhejiang city in Shaoxing Province town of Zhuji City Shop East Road No. 8 Patentee after: ZHEJIANG LONGJING WATER CO., LTD. Address before: 311814 Zhejiang city in Shaoxing Province town of Zhuji city shop roshow Road No. 55 Patentee before: Zhejiang Dongda Environment Engineering Co., Ltd. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 311816 No. 300-1, West 2nd Ring Road, Taozhu street, Zhuji City, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee after: ZHEJIANG LONGJING WATER Co.,Ltd. Address before: 311814 No. 8, Dongda Road, Diankou Town, Zhuji City, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee before: ZHEJIANG LONGJING WATER Co.,Ltd. |