CN104671365B - 实验室用超纯水机所用连续电去离子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实验室用超纯水机所用连续电去离子装置，其包括淡水隔板、浓水隔板等元件，阳离子交换膜、阴离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板都位于阳极电极板和阴极电极板之间，阳离子交换膜、阴离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板相互交替排列，阳极电极板位于最外侧浓水隔板的外侧，阳极端板覆盖在阳极电极板上，离子交换树脂层位于阳离子交换膜和阴离子交换膜之间，阴极端板覆盖在阴极电极板上，阳极端板的顶端侧设有一个原水进口和一个废水出口，阳极端板的底端侧设有浓水进口，阴极端板的顶端侧设有一个纯水出口。本发明实验室用超纯水机所用连续电去离子装置不污染环境，实现自动化生产。

Description

实验室用超纯水机所用连续电去离子装置
技术领域
本发明涉及一种连续电去离子装置，特别是涉及一种实验室用超纯水机所用连续电去离子装置。
背景技术
连续电去离子是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点，已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。这种先进技术的环保特性好，操作使用简便，愈来愈多地被人们所认可，也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广。
现有连续电去离子装置需化学药剂（酸、碱、盐）再生，从而污染环境，且不能实现自动化生产
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实验室用超纯水机所用连续电去离子装置，其不污染环境，实现自动化生产。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种实验室用超纯水机所用连续电去离子装置，其特征在于，其包括淡水隔板、浓水隔板、阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳极电极板、阴极电极板、离子交换树脂层、阳极端板、阴极端板，阳离子交换膜、阴离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板都位于阳极电极板和阴极电极板之间，阳离子交换膜和阴离子交换膜相互交替排列，淡水隔板和浓水隔板相互交替排列，阳极电极板位于最外侧浓水隔板的外侧，阳极端板覆盖在阳极电极板上，离子交换树脂层位于阳离子交换膜和阴离子交换膜之间，阴极端板覆盖在阴极电极板上，阳极端板的顶端侧设有一个原水进口和一个废水出口，阳极端板的底端侧设有浓水进口，阴极端板的顶端侧设有一个纯水出口。
优选地，所述浓水隔板内设有导电树脂层。
优选地，所述淡水隔板的数量为两块至六块，浓水隔板的数量为四块至八块。
本发明的积极进步效果在于：本发明实验室用超纯水机所用连续电去离子装置除能连续出水外，还具有以下特点：一，不需化学药剂（酸、碱、盐）再生，从而不污染环境；二，可无人值守，实现自动化生产，从而为实现自动化创造条件；三，适应性广，从而可用于各行各业用水处理，比如所生产的高纯水适用于日立、杜邦、贝克曼、罗氏、奥林帕斯等进口或国产生化分析仪用水也可作为仪器分析也可应用于仪器分析，还可以用于痕量分析、诊断制剂、毒理研究、精密光学等实验室、医院、研究所或水质监测等领域；四，耗电量低，运行成本低，易于普及推广。
附图说明
图1为本发明实验室用超纯水机所用连续电去离子装置的部分立体结构示意图。
图2为本发明实验室用超纯水机所用连续电去离子装置的平面结构示意图。
图3为本发明实验室用超纯水机所用连续电去离子装置的另一侧立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案
如图1至图3所示，本发明实验室用超纯水机所用连续电去离子装置包括淡水隔板1、浓水隔板2、阳离子交换膜3、阴离子交换膜4、阳极电极板5、阴极电极板6、离子交换树脂层7、阳极端板9、阴极端板10，阳离子交换膜3、阴离子交换膜4、淡水隔板1、浓水隔板2都位于阳极电极板5和阴极电极板6之间，阳离子交换膜3和阴离子交换膜4相互交替排列，淡水隔板1和浓水隔板2相互交替排列，阳极电极板5位于最外侧浓水隔板2的外侧，阳极端板9覆盖在阳极电极板5上，离子交换树脂层7位于阳离子交换膜3和阴离子交换膜4之间，阴极端板10覆盖在阴极电极板6上，阳极端板9的顶端侧设有一个原水进口11和一个废水出口14，阳极端板9的底端侧设有浓水进口12，阴极端板10的顶端侧设有一个纯水出口13。
浓水隔板2内设有导电树脂层8，这样增加电流效率，使得运行电流明显下降。使用上述工艺制造的高纯水电阻率可以达到17MΩ.cm。淡水室是淡水隔板中间的空穴部分，用于填充离子交换树脂形成离子交换树脂层；浓水室是浓水隔板中间的空穴部分，用于填充导电树脂形成导电树脂层。
反渗透R0水作为原水从原水进口进入。在阳极电极板与阴极电极板上通上一定电压的直流电。在直流电场的作用下，通过淡水隔板、浓水隔板的水中电介质离子发生定向移动，利用阳离子交换膜、阴离子交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯。阳离子可透过阳离子交换膜，阴离子可透过阴离子交换膜。淡水室水中阳离子向负极迁移透过阳离子交换膜，被浓水室中的阴离子交换膜截留；水中阴离子向正极方向迁移阴离子交换膜，被浓水室中的阳离子交换膜截留，这样通过淡水室的水中离子数逐渐减少，成为高纯水，而浓水室的水中，由于浓水室的阴阳离子不断涌进，电介质离子浓度不断升高，而成为浓水，从而达到淡化、提纯或精制的目的。
在电流电场的作用下，离子按规定的方向运动，同时在离子交换树脂颗粒表面界面层中发生水电离所生成的H+和OH-离子，能及时将邻近失效树脂再生。在阴、阳离子交换膜表面界面层中发生水电离所产生的一种离子(H+或OH-)只是穿过膜，入浓水室，起电载体作用。
本发明将电去离子过程解体为电渗析过程和离子交换过程，它们彼此独立，各受其所固有的规律所支配。它们两者虽然都起从水中除去离子的作用，但是在电去离子过程中电渗析起真正清除掉离子的作用，而离子交换仅仅起去离子的中间过渡作用。离子交换树脂层截留住离子，抑制了电渗析，使离子交换进行；树脂解吸出离子，抑制了离子交换，使电渗析进行。以上两点，可形象地示意为：电渗析↓+离子交换↑+电渗析↑+离子交换。电渗过程中离子迁移速度由该离子在水溶液和膜中的迁移率而定。各种离子迁移率的大小决定离子从淡水室迁移至浓水室的离子浓度分布层谱。在直流电场作用下离子电渗析迁移的方向与离子受水流流动挟带运动的方向相垂直。因此，在淡水室中阴离子和阳离子的浓度分布层谱分别偏向两侧。在电渗析出现浓差极化时会发生水的电离，它促使树脂解吸，发生浓差极化的位置在水溶液和树脂颗粒或膜之间的界面上有随机性。
如果使用两块淡水隔板和四块浓水隔板作为一个单元，使用上述方式制造的高纯水的电阻率可以达到5MΩ.cm。如果使用三块淡水隔板与五块浓水隔板作为一个单元，加强电去离子的效率，使用上述方式制造的高纯水电阻率可以达到8MΩ.cm。如果使用四块淡水隔板与六块浓水隔板作为一个单元，加强电去离子的效率，使用上述方式制造的高纯水电阻率可以达到11MΩ.cm。如果使用五块淡水隔板与七块浓水隔板作为一个单元，加强电去离子的效率，使用上述方式制造的高纯水电阻率可以达到13MΩ.cm。如果使用六块淡水隔板与八块浓水隔板作为一个单元，加强电去离子的效率，使用上述工艺制造的高纯水电阻率可以达到15MΩ.cm。淡水隔板的数量为两块至六块，浓水隔板的数量为四块至八块。淡水隔板与浓水隔板可以根据用户对水质的不同要求采用不同的组合，以达到不同的水质纯度。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种实验室用超纯水机所用连续电去离子装置，其特征在于，其包括淡水隔板、浓水隔板、阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳极电极板、阴极电极板、离子交换树脂层、阳极端板、阴极端板，阳离子交换膜、阴离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板都位于阳极电极板和阴极电极板之间，阳离子交换膜和阴离子交换膜相互交替排列，淡水隔板和浓水隔板相互交替排列，阳极电极板位于最外侧浓水隔板的外侧，阳极端板覆盖在阳极电极板上，离子交换树脂层位于阳离子交换膜和阴离子交换膜之间，阴极端板覆盖在阴极电极板上，阳极端板的顶端侧设有一个原水进口和一个废水出口，阳极端板的底端侧设有浓水进口，阴极端板的顶端侧设有一个纯水出口。
2.如权利要求1所述的实验室用超纯水机所用连续电去离子装置，其特征在于，所述浓水隔板内设有导电树脂层。
3.如权利要求1所述的实验室用超纯水机所用连续电去离子装置，其特征在于，所述淡水隔板的数量为两块至六块，浓水隔板的数量为四块至八块。
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