CN114275861A - 一种水体去离子过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及离子过滤技术领域，尤其是一种水体去离子过滤装置。一种水体去离子过滤装置，包括过滤容器，过滤容器内固定连接有相互间隔的第一电极板、第二电极板；过滤容器内形成有相互连通的第一空室、净化空腔和第二空室；净化空腔位于第一电极板、第二电极板之间；净化空腔内填充有离子除去单元体。本申请可提升水体中离子除去效率，快速除去水体中阴离子和/或阳离子的效果，提升单位时间内的制水量和水体杂质离子处理效率和降低水处理的成本。
Description
技术领域
本申请涉及离子过滤技术领域，尤其是涉及一种水体去离子过滤装置。
背景技术
随着国民生活水平的提高，对于自来水的饮用安全问题越来越重视。为了改善自来水的品质，家庭自来水的进水端加装有家庭前置过滤器。家庭前置过滤器可对自来水进行前端过滤，进而改善家庭用水的质量。目前，家庭前置过滤器中通常会用到RO渗透膜滤芯，RO渗透膜滤芯基于水体去离子过滤技术中的RO渗透膜过滤法设计制造。
采用RO渗透膜滤芯对水体中离子进行净化处理，虽然可除去大部分的杂质离子，但是对小粒径阴阳离子过滤效果欠佳，如钠离子以及氟离子等。此外，RO渗透膜滤芯的操作压力在0.69-5.5Mpa，需要在家庭前置过滤器中加载增压泵，且RO渗透膜滤芯易堵塞，因此，相关技术存在更换频繁较高和离子除去成本较高的问题。
发明内容
为了解决相关技术存在的更换频繁较高和离子除去成本较高的问题，本申请提供了一种水体去离子过滤装置。
本申请提供的一种水体去离子过滤装置，是通过以下技术方案得以实现的：
一种水体去离子过滤装置，包括过滤容器，过滤容器内固定连接有相互间隔的第一电极板、第二电极板；过滤容器内形成有相互连通的第一空室、净化空腔和第二空室；净化空腔位于第一电极板、第二电极板之间；净化空腔内填充有离子除去单元体。
通过采用上述技术方案，本申请可提升水体中离子除去效率，快速除去水体中阴离子和/或阳离子的效果，提升单位时间内的制水量和水体杂质离子处理效率和降低水处理的成本。
优选的，所述离子除去单元体为导电纤维过滤棉或者金属丝纤维；所述导电纤维过滤棉为导电合成纤维过滤棉、导电无纺布过滤棉、活性炭过滤棉中的一种。
通过采用上述技术方案，导电纤维过滤棉具有导电性且电阻值还是比较大，会在第一电极板、第二电极板的作用下形成一个电压梯降(或升)的电场，由于导电纤维过滤棉电阻比较大，所以可形成稳定的电场，且工作电流相对小，整个过滤容器内就不会发生电解反应，只会产生电场选择性地进行离子吸附，除去水体中的阴阳离子，进而提升离子除去效率，水处理效率和降低水处理的成本。
优选的，所述导电纤维过滤棉的电导率控制在5-10s/m；所述导电纤维过滤棉中导电纤维主要是由纤维树脂和导电塑料母粒制备而成；所述导电塑料母粒主要是由纤维树脂和导电剂制备而成；所述导电剂为碳纤维、纳米碳管、石墨烯中的一种或者多种组合；所述导电纤维过滤棉是纤维树脂和导电塑料母粒采用熔喷或无纺织造而成。
通过采用上述技术方案，导电纤维过滤棉不仅可导电且电阻比较大，因而可形成较为稳定的电场，导电纤维过滤棉的工作电流相对小，整个过滤容器内就不会发生电解反应，只会产生电场选择性地进行离子吸附，实现了可较为快速且高效除去水中杂质离子的目的，本申请不仅可提升水处理效率和单位时间内的制水效率，而且可降低水处理的成本。
优选的，所述第一电极板连接有电源；所述电源为DC电源或交流电源；所述过滤容器中水体流动方向与第一电极板表面相垂直；且所述过滤容器中水体流动方向与第二电极板表面垂直，当所述第一电极板连接于电源的正极，所述第二电极板连接于电源的负极，则离子除去单元体为阴离子除去单元；当第一电极板连接于电源的负极，第二电极板连接于电源的正极，则离子除去单元体为阳离子除去单元。
通过采用上述技术方案，本申请中第一电极板和第二电极板接通电源，可对水体中的阴离子或阳离子进行过滤体除去，同时本申请采用离子过滤体，在第一电极板和第二电极板之间形成稳定的电场，避免离子过滤室内发生电解反应，只会产生电场选择性地进行离子吸附，实现了可较为快速且高效除去水中杂质离子的目的。
优选的，所述当所述第一电极板和第二电极板切断与DC电源连接时，能通过水体流动清除吸附在净化空腔内的离子；当所述第一电极板和第二电极板与DC电源极性反向连接时，能通过水体清除吸附在净化空腔内的离子；当所述第一电极板和第二电极板与交流电源连接时，能通过水体清除吸附在净化空腔内的离子。
通过采用上述技术方案，实现了可快速除去水中阴离子的目的，便于进行清洗维护。
优选的，所述过滤容器中水体流动方向不与第一电极板表面垂直，且也不与第二电极板表面垂直；所述过滤容器为密闭容器；所述过滤容器的一端固定连通有带阴离子水排放管；所述带阴离子水排放管与第一空室相连通；所述过滤容器一端侧面固定连通有带阳离子水排放管；所述带阳离子水排放管与第二空室相连通；所述过滤容器的底部固定连通有水输入管；所述过滤容器的顶部固定连通有去离子水输出管。
通过采用上述技术方案，待过滤水体通过水输入管输入过滤容器中，水中阴离子在第一电极板的吸引下进入第一空室被富集，水中阳离子在第二电极板的吸引下进入第二空室被富集，经过第一电极板、导电纤维过滤棉、第二电极板的处理，可获得去离子水，去离子水从顶部的去离子水输出管流出，即可实现对水中离子过滤净化的目的。
优选的，所述水输入管的进水口内固定连接有第一零电位金属件；第一零电位金属件为零电位金属丝纤维或带有通孔的金属片；第一零电位金属件一端位于水输入管内且另一端位于去离子水输出管内；第一零电位金属件与过滤容器的底部相垂直；所述过滤容器内设置有多块相互平行的第二零电位金属件；所述第二零电位金属件位于第一零电位金属件和第一电极板之间；所述第二零电位金属件与过滤容器的底部相垂直；所述过滤容器内设置有多块相互平行的第三零电位金属件；所述第三零电位金属件位于第一零电位金属件和第二电极板之间；第三零电位金属件与过滤容器的底部相垂直；第二零电位金属件和第三零电位金属件为零电位金属丝纤维或带有通孔的金属片。
通过采用上述技术方案，第一零电位金属件、第二零电位金属件和第三零电位金属件一方面可起到支撑的作用；另外一方面，能解决导电纤维过滤棉不均匀而产生的在一个截面上电位不等的问题，进而可提升对杂质离子的除去效率。
优选的，所述水输入管的进水口内固定连接有零电位导电片；所述零电位导电片为带有通孔的金属片；所述零电位导电片一端位于水输入管内且另一端位于去离子水输出管内；所述零电位导电片与过滤容器的底部相垂直；所述过滤容器内固定连接有相互间隔的等电位导电片；所述等电位导电片位于零电位导电片和第一电极板之间；相邻所述等电位导电片之间的间距相等；所述等电位导电片为带有通孔的金属片；所述等电位导电片的数量不少于(0.5DC/1.23)-1，其中DC为电源电压。
水的正极电解电压为1.23V，也就是超过1.23V后，在正极就会析出氧气，因此，需要控制每个极片之间的电压小于1.23V。等电位导电片的数量不少于(0.5DC/1.23)-1，其中0.5DC是指DC电压的一半，DC电压的另外一半电压在于负极侧；0.5DC/1.23决定了需要设置多少个间隔，控制每个极片之间的电压小于1.23V；其中式中：-1是因为有一块中间导电片需要扣除。因此，通过采用上述技术方案，可以确保正极侧不产生氧气及其他氯气等气体，只发生离子定向移动而不发生电解反应，进而保证本申请具有良好的离子去除效率。
优选的，所述第一电极板背向第一空室的表面固定连接有阴离子透过膜；第二电极板背向第二空室的表面固定连接有阳离子透过膜。
通过采用上述技术方案，待过滤水通过水输入管输入过滤容器中，水中阴离子在第一电极板的吸引下透过阴离子透过膜进入第一空室被富集，水中阳离子在第二电极板的吸引下透过阳离子透过膜进入第二空室被富集，经过第一电极板、导电纤维过滤棉、第二电极板可有效除去水体中的杂质离子，得到去离子水，所得去离子水通过去离子水输出管输出被收集，实现水去离子过滤净化的目的。当第一电极板和/或第二电极板与电源断开，采用阴离子透过膜和阳离子透过膜，可避免阴阳离子回流至净化空腔，进而保证本申请具有良好的离子去除效率。
优选的，所述第一电极板、第二电极板为网状电极板或者孔状电极板；所述孔状电极板的开孔率控制在10-80％。
通过采用上述技术方案，可实现第一空室、净化空腔和第二空室相互连通的目的。
综上所述，本申请具有以下优点：
1、本申请可提升水体中离子除去效率，快速除去水体中阴离子和/或阳离子的效果，提升单位时间内的制水量和水体杂质离子处理效率和降低水处理的成本。
2、本申请中的导电纤维过滤棉可使得整个过滤容器内不会发生电解反应，只会产生电场选择性地进行离子吸附，可提升离子除去效率的同时降低离子除去的成本。
附图说明
图1是本申请中实施例1中的整体结构示意图。
图2是本申请中实施例1中两个过滤容器串联结构示意图。
图3是本申请中实施例2中的整体结构示意图。
图4是本申请中实施例3中的整体结构示意图。
图5是本申请中实施例4中的整体结构示意图。
图6是本申请中实施例5中的整体结构示意图。
图7是本申请中实施例6中的整体结构示意图。
图中，1、过滤容器；11、带阴离子水排放管；12、带阳离子水排放管；13、水输入管；14、去离子水输出管；15、进水管道；16、出水管道；2、第一电极板；21、阴离子透过膜；3、第二电极板；31、阳离子透过膜；4、第一空室；5、净化空腔；50、离子除去单元体；6、第二空室；7、第一零电位金属件；71、第二零电位金属件；72、第三零电位金属件；8、零电位导电片；81、等电位导电片；9、第一DC电源；91、第二DC电源。
具体实施方式
以下结合附图1-7和实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
导电无纺布过滤棉的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，导电塑料母粒的制作：
按配比称量20g的碳纤维、10g的石墨烯、40g的涤纶树脂和2.0g的阳离子型聚丙烯酰胺、4g的钛酸酯偶联剂-异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、1.2g的抗氧剂UV-326、0.5g的增塑剂DPHP，加入双螺杆挤出造粒机中，双螺杆挤出机的射嘴温度为290℃、前段温度为273℃、中段268℃、后段260℃，螺旋杆转速60rpm下，混熔、挤出、水冷、造粒，于120.0℃下烘干2.0h，制成导电塑料母粒；
步骤二：导电无纺布过滤棉的制备：
按配比称量42.0g步骤一中制备的导电塑料母粒和958.0g涤纶树脂以800rpm混合30min，然后加入双螺杆挤压机，双螺杆挤出机的射嘴温度为290℃、前段温度为275℃、中段270℃、后段268℃，螺旋杆转速60rpm下，双螺杆挤压机中挤出的熔融液经精确的计量泵从喷丝板中喷出熔喷丝，在冷风的推动中熔喷丝快速地在网帘上冷却，最后经轧机热轧成型，得到导电无纺布过滤棉。所制备的导电无纺布过滤棉的导电率为7.89S*m-1，电阻为5.21*106欧姆/cm。
制备例2
无纺布过滤棉的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，导电塑料母粒的制作：
按配比称量40g的涤纶树脂和2.0g的阳离子型聚丙烯酰胺、4g的钛酸酯偶联剂-异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、1.2g的抗氧剂UV-326、0.5g的增塑剂DPHP，加入双螺杆挤出造粒机中，双螺杆挤出机的射嘴温度为290℃、前段温度为273℃、中段268℃、后段260℃，螺旋杆转速60rpm下，混熔、挤出、水冷、造粒，于120.0℃下烘干2.0h，制成塑料母粒；
步骤二：无纺布过滤棉的制备：
按配比称量42.0g步骤一中制备的塑料母粒和958.0g涤纶树脂以800rpm混合30min，然后加入双螺杆挤压机，双螺杆挤出机的射嘴温度为290℃、前段温度为275℃、中段270℃、后段268℃，螺旋杆转速60rpm下，双螺杆挤压机中挤出的熔融液经精确的计量泵从喷丝板中喷出熔喷丝，在冷风的推动中熔喷丝快速地在网帘上冷却，最后经轧机热轧成型，得到无纺布过滤棉。所制备的无纺布过滤棉的电阻为2.45*1012欧姆/cm。
实施例
实施例1
参照图1，为本申请公开的一种水体去离子过滤装置，包括过滤容器1、第一电极板2和第二电极板3。过滤容器1为密闭容器，过滤容器1可为内部中空的长方体、正方体、圆柱体。本实施例中过滤容器1为内部中空的圆柱体。第一电极板2的周侧面固定连接于过滤容器1的内侧面，且过滤容器1的中轴线与第一电极板2的表面相垂直。第二电极板3的周侧面固定连接于过滤容器1的内侧面且过滤容器1的中轴线与第二电极板3的表面相垂直，第一电极板2与第二电极板3相互平行设置。第一电极板2、第二电极板3可选择为网状电极板。第一电极板2、第二电极板3也可选择为一体成型有贯穿上下表面流通孔的孔状电极板。
参照图1，过滤容器1在第一电极板2和第二电极板3的分隔下形成有相互连通的第一空室4、净化空腔5和第二空室6。净化空腔5位于第一电极板2、第二电极板3之间。为了保证本申请的离子除去效率且避免净化空腔5内的水体发生电解反应，净化空腔5内填充有离子除去单元体50。离子除去单元体50可选择为导电纤维过滤棉或者金属丝纤维。导电纤维过滤棉可选择为导电合成纤维过滤棉、导电无纺布过滤棉、活性炭过滤棉中的一种。本实施例中的离子除去单元体50为制备例1中的导电无纺布过滤棉。
本实施例中的导电无纺布过滤棉的导电率为7.89S*m-1。导电纤维过滤棉具有导电性但电阻值还是比较大，会在第一电极板、第二电极板的作用下形成一个电压梯降或升的电场，由于导电纤维过滤棉电阻比较大，可形成较为稳定的电场且工作电流相对小，整个过滤容器内就不会发生电解反应，只会产生电场选择性地进行离子吸附，可有效提升离子除去效率，降低离子除去成本。
参照图1，过滤容器1的一端面固定连通有与第一空室4连通的进水管道15。过滤容器1的另一端面固定连通有与第二空室6连通的出水管道16。第一电极板2连接有电源，电源可选择为DC电源或交流电源。
当第一电极板2连接于电源的正极，第二电极板3连接于电源的负极时，离子除去单元体50为阴离子除去单元，用于除去水体的阴离子。
当第一电极板2连接于电源的负极，第二电极板3连接于电源的正极时，离子除去单元体50为阳离子除去单元，用于除去水体的阳离子。
当电源可选择为DC电源，本实施中对净化空腔5的清洗方式有两种。第一种，第一电极板2和第二电极板3切断与DC电源连接时，能通过水体流动清除吸附在净化空腔5内的离子。第二种，第一电极板2和第二电极板3与DC电源极性反向连接时，能通过水体清除吸附在净化空腔5内的离子。此外，第一电极板2和第二电极板3与交流电源连接时，能通过水体清除吸附在净化空腔5内的离子。
参考图2，本实施例对阴离子和阳离子进行除去的方式，将两个过滤容器1进行串联，其中一过滤容器对水中阴离子进行除去，另一过滤容器对水中阳离子进行除去，即可实现快速且有效除去水中阴阳离子的目的。
实施例2
参照图3，为本申请公开的一种水体去离子过滤装置，包括过滤容器1、第一电极板2和第二电极板3。过滤容器1为密闭容器，过滤容器1可为内部中空的长方体、正方体、圆柱体。本实施例中过滤容器1为内部中空且底面为正方形的长方体，过滤容器1的长和宽度皆为6.0cm，过滤容器1的高度为54.0cm。
参照图3，第一电极板2呈竖直且第一电极板2的周侧面固定连接于过滤容器1的内侧面。第二电极板3呈竖直且第二电极板3的周侧面固定连接于过滤容器1的内侧面，第一电极板2与第二电极板3相互平行设置且第一电极板2与第二电极板3的直线距离控制在42cm。第一电极板2、第二电极板3可选择为网状电极板。第一电极板2、第二电极板3也可选择为一体成型有贯穿上下表面流通孔的孔状电极板。本实施例选择的是孔状电极板，孔状电极板的开孔大小为1.2mm，孔状电极板的开孔率为45.0％。
参照图3，过滤容器1在第一电极板2和第二电极板3的分隔下形成有相互连通的第一空室4、净化空腔5和第二空室6。净化空腔5位于第一电极板2、第二电极板3之间。为了保证本申请的离子除去效率且避免净化空腔5内的水体发生电解反应，净化空腔5内填充有离子除去单元体50。离子除去单元体50可选择为导电纤维过滤棉或者金属丝纤维。导电纤维过滤棉可选择为导电合成纤维过滤棉、导电无纺布过滤棉、活性炭过滤棉中的一种。本实施例中的离子除去单元体50为制备例1中的导电无纺布过滤棉。
本实施例中的导电无纺布过滤棉的导电率为7.89S*m-1。导电纤维过滤棉具有导电性但电阻值还是比较大，会在第一电极板、第二电极板的作用下形成一个电压梯降或升的电场，由于导电纤维过滤棉电阻比较大，可形成较为稳定的电场且工作电流相对小，整个过滤容器内就不会发生电解反应，只会产生电场选择性地进行离子吸附，可有效提升离子除去效率，降低离子除去成本。
此外，导电纤维过滤棉中的导电纤维可选择为中空结构，可对水体中的粒度较大的杂质进行吸附过滤，可进一步改善水体净化效率。
参照图3，过滤容器1的一侧面底部固定连通有与第一空室4相连通的带阴离子水排放管11。过滤容器1一侧面底部固定连通有与第二空室6相连通的带阳离子水排放管12。过滤容器1的底部中心固定连通有水输入管13，过滤容器1的顶部中心固定连通有去离子水输出管14。
本申请进行水体离子除去的原理：对水体进行离子过滤时，第一电极板2连接有DC电源，且第一电极板2通过导线连接于DC电源的正极，第二电极板3通过导线连接于DC电源的负极。待过滤水体通过水输入管13输入过滤容器1的净化空腔5中，水中阴离子在第一电极板2的吸引下进入第一空室4被富集，水中阳离子在第二电极板3的吸引下进入第二空室6被富集，经过第一电极板2、导电纤维过滤棉、第二电极板3的处理，即可获得去离子水，去离子水从去离子水输出管14流出，即可实现对水中离子过滤净化的目的。
实施例3
实施例3与实施例2的区别在：
参照图4，第一电极板2背向第一空室4的表面固定连接有阴离子透过膜21。第二电极板3背向第二空室6的表面固定连接有阳离子透过膜31。
本申请进行水体离子除去的原理：对水体进行离子过滤时，第一电极板2连接有DC电源，且第一电极板2通过导线连接于DC电源的正极，第二电极板3通过导线连接于DC电源的负极。待过滤水体通过水输入管13输入过滤容器1的净化空腔5中，水中阴离子在第一电极板2的吸引下透过阴离子透过膜21进入第一空室4被富集，水中阳离子在第二电极板3的吸引下透过阳离子透过膜31进入第二空室6被富集，经过第一电极板2、导电纤维过滤棉、第二电极板3的处理，即可获得去离子水，去离子水从去离子水输出管14流出，即可实现对水中离子过滤净化的目的。当第一电极板2和/或第二电极板3与电源断开，采用阴离子透过膜21和阳离子透过膜31，可避免第一空室4中的阴离子和第二空室6中的阳离子回流至净化空腔5中，进而保证本申请具有良好的离子去除效率。
实施例4
实施例4与实施例2的区别在：
参照图5，所述水输入管13的进水口内固定连接有第一零电位金属件7。第一零电位金属件7的长度方向垂直于水输入管13的横截面，且第一零电位金属件7与第一电极板2和第二电极板3相互平行。第一零电位金属件7与过滤容器1的底面相垂直。第一零电位金属件7可以选择为零电位金属丝纤维或带有通孔的金属片。本实施例中的第一零电位金属件7优选为带有通孔的金属片，开孔率为45％，通孔直径为1.2mm。第一零电位金属件7一端固定连接于水输入管13内，固定连接于水输入管13内的第一零电位金属件7一端通过导线接地。第一零电位金属件7的另一端固定连接于去离子水输出管14内。
参照图5，过滤容器1内固定连接有两块相互平行的第二零电位金属件71，第二零电位金属件71位于第一零电位金属件7和第一电极板2之间。第二零电位金属件71与第一零电位金属件7相互平行设置。第二零电位金属件71与过滤容器1的底部相垂直。本实施例中的第二零电位金属件71优选为带有通孔的金属片，开孔率为45％，通孔直径为1.2mm。
参照图5，过滤容器1内固定连接有两块相互平行的第三零电位金属件72，第三零电位金属件72位于第一零电位金属件7和第二电极板3之间。第三零电位金属件72与第一零电位金属件7相互平行设置。第三零电位金属件72与过滤容器1的底部相垂直。本实施例中的第三零电位金属件72优选为带有通孔的金属片，开孔率为45％，通孔直径为1.2mm。
实施例5
实施例5与实施例2的区别在：
参考图6，水输入管13的进水口内固定连接有零电位导电片8。零电位导电片8为带有通孔的金属片，开孔率为45％，通孔直径为1.2mm。零电位导电片8一端固定连接于水输入管13内且另一端固定连接于去离子水输出管14内。零电位导电片8与过滤容器1的底部相垂直。零电位导电片8与第一电极板2相互平行设置。
参考图6，过滤容器1内固定连接有多块等电位导电片81。等电位导电片81为带有通孔的金属片，开孔率为45％，通孔直径为1.2mm。等电位导电片81位于零电位导电片8和第一电极板2之间。等电位导电片81与第一电极板2相互平行设置。相邻等电位导电片81相互平行且间距相等。等电位导电片81的数量不少于(0.5DC/1.23)-1，其中DC为电源电压。水的正极电解电压为1.23V，主要因为电压超过1.23V后，在第一电极板2侧就会发生电解反应，因此需要控制每个极片之间的电压小于1.23V。
等电位导电片的数量不少于(0.5DC/1.23)-1，其中0.5DC是指DC电压的一半，一半分压在第一电极板2，另一半分压在第二电极板3侧。0.5DC/1.23决定了正极板2和零电位导电片8之间需要设置多少个间隔，-1是因为存在有一块中间导电片。本实施例中DC为电源电压为5.8V，等电位导电片81的数量为3片。综上所述，等电位导电片81的设置可以确保第一电极板2侧不发生电解反应，即不会产生氧气及其他氯气等气体，只发生离子定向移动，进而保证本申请具有良好的离子去除效率。
实施例6
实施例6与实施例4的区别在：
参考图7，第一电极板2连接有第一DC电源9。第一电极板2通过导线连接于第一DC电源9的正极，第一零电位金属件7通过导线连接于第一DC电源9的负极。第一零电位金属件7和第一电极板2之间的第二零电位金属件71为等电位导电板。等电位导电板的数量不少于(0.5DC/1.23)-1。
参考图7，第二电极板3连接有第二DC电源91。第二电极板3通过导线连接于第二DC电源91的负极。第一零电位金属件7通过导线连接于第二DC电源91的正极。第一零电位金属件7和第二电极板3之间的第三零电位金属件72为等电位导电板。等电位导电板的数量不少于(0.5DC/1.23)-1。
当第一DC电源9的电压大于第二DC电源91的电压，则第一零电位金属件7为负极板，负极板可吸附阳离子，使得从去离子水输出管14流出的去离子水呈弱碱性，适于饮用。
当第一DC电源9的电压小于第二DC电源91的电压，则第一零电位金属件7为正极板，正极板可吸附阳离子，使得从去离子水输出管14流出的去离子水呈弱酸性，适于清洗用水。
当第一DC电源9的电压等于第二DC电源91的电压，则第一零电位金属件7为零电位板，使得从去离子水输出管14流出的去离子水呈中性，可作为饮用也可作为清洗用水。
实施例7
实施例7与实施例2的区别在：
本实施例中过滤容器1为内部中空且底面为正方形的长方体，过滤容器1的长和宽度皆为6.0cm，过滤容器1的高度为81.0cm。
对比例
对比例1
对比例1与实施例4的区别在于：净化空腔5内填充的离子除去单元体50是制备例2中的无纺布过滤棉。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在：
本实施例中过滤容器1为内部中空且底面为正方形的长方体，过滤容器1的长和宽度皆为6.0cm，过滤容器1的高度为40.0cm。
检测方法
水体离子净化效果的检测：测试水体为0.1mol/L的氟化钠溶液。0.1mol/L的氟化钠溶液是采用去离子水和高纯99.9％的氟化钠配制而成。以实施例5、7和对比例1-2中的水体去离子水过滤装置为测试对象，测试水体输入过滤容器中的单位时间的水体流通量分为三个测试参数：分别为控制在854.0mL/min、1.296L/min、2.592L/min。当发现去离子水输出管有水体流出，10s后对流出的水体进行收集，对收集的水体进行氟离子和钠离子浓度测试。采用威海精讯畅通电子科技有限公司的水溶液氟离子传感器对检测前后的水体中氟离子浓度进行检测，威海精讯畅通电子科技有限公司的水溶液钠离子传感器对检测前后的水体中钠离子浓度进行检测。
数据分析
表1是实施例5、7和对比例1-2的阳离子除去试验的测试参数
表2是实施例5、7和对比例1-2的阴离子除去试验的测试参数
结合实施例5、7和对比例1并结合表1可以看出，本申请中的水体去离子过滤装置对水体中的阳离子具有良好的除去效果，离子过滤效率在99.9％以上。
结合实施例5、7和对比例1并结合表2可以看出，本申请中的水体去离子过滤装置对水体中的阴离子具有良好的除去效果，离子过滤效率在99.9％以上。综上所述，本申请中的水体去离子过滤装置对水体中的阴阳离子具有良好的除去效果，离子过滤效率在99.9％以上。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水体去离子过滤装置，包括过滤容器（1），其特征在于：所述过滤容器（1）内固定连接有相互间隔的第一电极板（2）、第二电极板（3）；所述过滤容器（1）内形成有相互连通的第一空室（4）、净化空腔（5）和第二空室（6）；所述净化空腔（5）位于第一电极板（2）、第二电极板（3）之间；所述净化空腔（5）内填充有离子除去单元体（50）。
2.根据权利要求1所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述离子除去单元体（50）为导电纤维过滤棉或者金属丝纤维；所述导电纤维过滤棉为导电合成纤维过滤棉、导电无纺布过滤棉、活性炭过滤棉中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述导电纤维过滤棉的电导率控制在5-10s/m；所述导电纤维过滤棉中导电纤维主要是由纤维树脂和导电塑料母粒制备而成；所述导电塑料母粒主要是由纤维树脂和导电剂制备而成；所述导电剂为碳纤维、纳米碳管、石墨烯中的一种或者多种组合；所述导电纤维过滤棉是纤维树脂和导电塑料母粒采用熔喷或无纺织造而成。
4.根据权利要求1所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述第一电极板（2）连接有电源；所述电源为DC电源或交流电源；所述过滤容器（1）中水体流动方向与第一电极板（2）表面相垂直；且所述过滤容器（1）中水体流动方向与第二电极板（3）表面垂直，当所述第一电极板（2）连接于电源的正极，所述第二电极板（3）连接于电源的负极，则离子除去单元体（50）为阴离子除去单元；当第一电极板（2）连接于电源的负极，第二电极板（3）连接于电源的正极，则离子除去单元体（50）为阳离子除去单元。
5.根据权利要求4所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：当所述第一电极板（2）和第二电极板（3）切断与DC电源连接时，能通过水体流动清除吸附在净化空腔（5）内的离子；当所述第一电极板（2）和第二电极板（3）与DC电源极性反向连接时，能通过水体清除吸附在净化空腔（5）内的离子；当所述第一电极板（2）和第二电极板（3）与交流电源连接时，能通过水体清除吸附在净化空腔（5）内的离子。
6.根据权利要求1所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述过滤容器（1）中水体流动方向不与第一电极板（2）表面垂直，且也不与第二电极板（3）表面垂直；所述过滤容器（1）为密闭容器；所述过滤容器（1）的一侧面固定连通有带阴离子水排放管（11）；所述带阴离子水排放管（11）与第一空室（4）相连通；所述过滤容器（1）一侧面固定连通有带阳离子水排放管（12）；所述带阳离子水排放管（12）与第二空室（6）相连通；所述过滤容器（1）的底部固定连通有水输入管（13）；所述过滤容器（1）的顶部固定连通有去离子水输出管（14）。
7.根据权利要求6所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述水输入管（13）的进水口内固定连接有第一零电位金属件（7）；所述第一零电位金属件（7）为零电位金属丝纤维或带有通孔的金属片；所述第一零电位金属件（7）一端位于水输入管（13）内且另一端位于去离子水输出管（14）内；所述第一零电位金属件（7）与过滤容器（1）的底部相垂直；所述过滤容器（1）内设置有多块相互平行的第二零电位金属件（71）；所述第二零电位金属件（71）位于第一零电位金属件（7）和第一电极板（2）之间；所述第二零电位金属件（71）与过滤容器（1）的底部相垂直；所述过滤容器（1）内设置有多块相互平行的第三零电位金属件（72）；所述第三零电位金属件（72）位于第一零电位金属件（7）和第二电极板（3）之间；所述第三零电位金属件（72）与过滤容器（1）的底部相垂直；所述第二零电位金属件（71）和第三零电位金属件（72）为零电位金属丝纤维或带有通孔的金属片。
8.根据权利要求6所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述水输入管（13）的进水口内固定连接有零电位导电片（8）；所述零电位导电片（8）为带有通孔的金属片；所述零电位导电片（8）一端位于水输入管（13）内且另一端位于去离子水输出管（14）内；所述零电位导电片（8）与过滤容器（1）的底部相垂直；所述过滤容器（1）内固定连接有相互间隔的等电位导电片（81）；所述等电位导电片（81）位于零电位导电片（8）和第一电极板（2）之间；相邻所述等电位导电片（81）之间的间距相等；所述等电位导电片（81）为带有通孔的金属片；所述等电位导电片（81）的数量不少于(0.5DC/1.23)-1，其中DC为电源电压。
9.根据权利要求6所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述第一电极板（2）背向第一空室（4）的表面固定连接有阴离子透过膜（21）；第二电极板（3）背向第二空室（6）的表面固定连接有阳离子透过膜（31）。
10.根据权利要求1所述的一种水体去离子过滤装置，其特征在于：所述第一电极板（2）、第二电极板（3）为网状电极板或者孔状电极板；所述孔状电极板的开孔率控制在10-80%。
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| CN202210080915.2A CN114275861A (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 一种水体去离子过滤装置 |
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- 2022-01-24 CN CN202210080915.2A patent/CN114275861A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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