CN105906000A - 一种高效可拆卸多级电吸附水处理模块 - Google Patents

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魏永
徐斓
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崔文怡
王钰
李如意
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Abstract

本发明设计一种电吸附废水处理领域的装置。该电吸附水处理模块的两端分别由两块有机玻璃板(1)组成，在两个端板(1)之间由方形密封垫片(2)、集电板和U型密封垫(4)交替排列组成，集电板分为不开孔集电板(3)和开孔集电板(6)；每对集电板之间由中空有机玻璃板(5)隔离开，同时，不同厚度的中空有机玻璃板(5)可以控制板间距以提供更好的电吸附效果；最后通过6颗螺丝把有机玻璃端板(1)压紧形成电吸附模块。在本发明中，电吸附模块每个极板都分别与电源的正负极相连接。电源施加对应的电压在极板间形成强大的电场，迫使水中的自由离子向相反的电极板移动，大大增加了吸附效率；同时，更多的电极保证了出水质量。

Description

一种高效可拆卸多级电吸附水处理模块
技术领域
本方法涉及一个通过电吸附技术去除水中不同离子的模块，该模块对不同浓度的离子废水和苦咸水淡化有着巨大的前景。
技术背景
我国是工业大国，也是用水大国。随着近年来工业的迅速发展，用水量急剧上升，造成了淡水资源的短缺。海水和苦咸水的淡化是解决我国淡水资源短缺的主要途径之一。因此，开发产水率高，能耗低，操作简单的环保型除盐技术具有重要的意义。电吸附技术具备以上各种优点具有良好的除盐性能，并且可以应用在饮用水净化、海水淡化、苦咸水淡化、废水处理等多个领域，所以已引起众多学者的广泛关注。
目前，除盐的方法主要有电吸附、反渗透、电渗析、离子交换等。反渗透、电渗析、离子交换这些方法对前道预处理要求普遍较高。电吸附水处理技术作为近年来的一项新兴技术，技术上已经比较成熟，其最大的特点就是对进水的水质要求较低，且运行中基本不消耗化学药剂，所以不需要增加过多的预处理设施，运行维护也比较方便。
电吸附技术就是利用在直流电场的作用下，当含盐水溶液通过电极模块时，水中可溶性盐的阴阳离子向电荷相反的电极做定向前移并被吸附在电极上，从而达到除盐的目的。当电极上吸附了足够的盐离子并趋于饱和时，通过电极反接或短接使电极上吸附的离子自行脱落，并随水溶液排出，从而达到电极再生的目的。
电吸附技术的处理效果主要取决于电极材料。电极材料从初期采用的金属电板如金、铜、银等，到目前主流的碳材料。材料特性也逐步转向研究比表面积大、导电性能好、化学和电化学性能稳定价格低廉的电极材料。目前，国内外主要研究包括石墨、活性炭、活性炭纤维、碳气凝胶和碳纳米管等材料。
发明内容
本发明解决的问题是提供一个多电极、可拆卸、高效节能的电吸附水处理模块。
本发明的改进之处在于其极板间距的调节方式，以前的电吸附水处理模块的极板间距都是为固定值，极板间距的大小直接影响电吸附水处理的效果，而本大明所制作的电吸附模块的中空隔板可制作成不同的厚度从而影响两电极板之间的距离。
一种电吸附水处理模块，其特征在于：该电吸附模块的两端分别由两块有机玻璃板(1)组成，在两个端板(1)之间由方形密封垫片(2)、集电板和U型密封垫(4)交替排列组成；集电板分为不开孔集电板(3)和开孔集电板(6)；集电板都为单面电极板；每对集电板之间由中空有机玻璃板(5)隔离开，中空玻璃板(5)可分为不同的厚度以控制板间距；最后通过6颗螺丝把有机玻璃端板(1)压紧形成电吸附模块；电吸附模块每个极板都分别与电源的正负极相连接，开孔电极板(6)上孔洞使水流顺利通过，与两端有机玻璃板(1)形成下进上出的压力流通道。
不开孔集电板(3)是钛板或不锈钢板；开孔集电板(6)为钢板或不锈钢板；方形密封垫片(2)和U型密封垫片(4)采用绝缘材料。
密封垫片的厚度应与集电板厚度相一致。两电极板的有效吸附面积为极板面积的50％。
附图说明
图1、电吸附水处理模块的分解图
图2、电吸附水处理模块的剖面图
具体实施方式
下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
电极材料为活性炭纤维，密封垫厚度为1mm，电压为1.2V，10片电极板，处理水溶液为浓度为0.5mmol/L的Pb(NO3)2溶液，其电导率为124.6μS/cm电极板间中空有机玻璃隔板厚度为1mm，每块电极板都分别与电源相连。当以流量为10ml/min通过该模块时，出水浓度为22.42μS/cm。
实施例二
电极材料为活性炭纤维，密封垫厚度为1mm，电压为1.2V，10片电极板，处理水溶液为浓度为0.5mmol/L的Pb(NO3)2溶液，其电导率为124.6μS/cm电极板间中空有机玻璃隔板厚度为2mm，每块电极板都分别与电源相连。当以流量为10ml/min通过该模块时，出水浓度为29.91μS/cm。
实施例三
电极材料为活性炭纤维，密封垫厚度为1mm，电压为1.2V，10片电极板，处理水溶液为浓度为0.5mmol/L的Pb(NO3)2溶液，其电导率为124.6μS/cm电极板间中空有机玻璃隔板厚度为3mm，每块电极板都分别与电源相连。当以流量为10ml/min通过该模块时，出水浓度为36.13μS/cm。
实施例四
电极材料为活性炭纤维，密封垫厚度为1mm，电压为1.2V，10片电极板，处理水溶液为浓度为0.5mmol/L的Pb(NO3)2溶液，其电导率为124.6μS/cm电极板间中空有机玻璃隔板厚度为4mm，每块电极板都分别与电源相连。当以流量为10ml/min通过该模块时，出水浓度为43.61μS/cm。

Claims (4)

1.一种电吸附水处理模块，其特征在于：该电吸附模块的两端分别由两块有机玻璃板(1)组成，在两个端板(1)之间由方形密封垫片(2)、集电板和U型密封垫(4)交替排列组成；集电板分为不开孔集电板(3)和开孔集电板(6)；集电板都为单面电极板；每对集电板之间由中空有机玻璃板(5)隔离开，中空玻璃板(5)可分为不同的厚度以控制板间距；最后通过6颗螺丝把有机玻璃端板(1)压紧形成电吸附模块；电吸附模块每个极板都分别与电源的正负极相连接，开孔电极板(6)上孔洞使水流顺利通过，与两端有机玻璃板(1)形成下进上出的压力流通道。
2.根据权利要求1所述的电吸附水处理模块，其特征在于：不开孔集电板(3)是钛板或不锈钢板；开孔集电板(6)为钢板或不锈钢板；方形密封垫片(2)和U型密封垫片(4)采用绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的电吸附水处理模块，其特征在于：密封垫片的厚度应与集电板厚度相一致。
4.根据权利要求1所述的电吸附水处理模块，其特征在于：中空有机玻璃板(5)的厚度为不同。
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