CN114368809A - 一种水处理单元及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水处理单元及装置，属于水处理设备技术领域，本发明的水处理单元通过电极、布水板以及离子膜的合理布置，满足实际工程化应用过程中需要连续工作的、水回收率的要求，并且可以对含盐量高水体进行有效处理。

Description

一种水处理单元及装置

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，更具体地说，涉及一种水处理单元及装置。

背景技术

电化学技术日益发展，诸如电吸附技术(Electro-Sorption Technology，EST)日益受到重视。电吸附技术(Electro-Sorption Technology，EST)，也可称电容去离子技术或者电容除盐技术(Capacitive Deionization，CDI)，由于其高效率、低能耗、过程简便的特点，已在废水处理、饮用水处理、物质转化等领域逐步得到应用。其基本原理如图1所示，是利用外接直流电源产生的静电场，使在电极间流动溶液中带电离子向电极移动，吸附在电极表面的双电层上，达到除盐或去除离子的作用。电极吸附饱和后，将正负极短接，此时被吸附的离子从电极上脱落，重新释放回溶液中，实现电极再生和重复利用。

目前既有的几种电吸附除盐装置结构如下：

第一种、原始的固态对电极形式。其基本处理单元由一对大块固状电极组成，两固状电极之间留有间隙作为流体通道，待处理流体从流体通道流过，实现对流体电吸附处理的目的。

此种结构的装置主要存在以下两个问题：

其一、电极工作效率低，大块固状电极体内的离子需要通过扩散进出，动力学过程缓慢，尤其是在处理高含盐水时所需要的电极厚度较大，离子的进出耗时更长；

其二、由于电吸附工作过程是一个暂态过程，在电极的长度方向上电极的吸附饱和程度是成一定分布的。如图2所示，在电吸附组件中，位于入液口附近的电极会在第一时间吸附达到饱和状态，此时这部分电极将不再继续吸附工作，而是处于闲置状态，需等到整个电极吸附饱和也即该次工作周期结束时才能与整块电极一起进行再生脱附。因此，从整体上来讲，采用固体电吸附电极进行电吸附工作时，有相当一部分电极是没有得到充分利用的。于此同时，与该部分电极相配的所有辅助材料例如集电极、离子阻挡材料、隔网等，也相应得不到充分利用；

其三、在实际应用中包括工作和再生两个环节，工作环节的实际工作效率本就不高，加之在需要相当部分的时间用于电极的再生，更是严重降低了整体装置的使用效率；

其四、在电极进行电吸附时，与电极所带同号电荷的离子被排出电极表面(也即微孔区域，对孔隙电极来讲)，这部分离子或者是排出至水流通道，或者是被对面的电极所吸附，无论何者，都会对产水的离子浓度产生不利影响。

第二种、液体电极/离子选择性隔离体形式。利用流动电极(包含电极液与电活性材料的粉末)替代大块固状电极，在离子交换膜的一侧设置一结构空间，允许流动电极从其中流过，实现电吸附处理目的。实际工作过程中对电极粉末的形态和大小有要求，需要保证电极液为持续的稳定的浆液的状态，在实际使用过程中极易发生电极的沉积形成堵塞。

此外，虽然该种结构的装置能够在一定程度实现连续化工，但由于而电极液的导电性要远低于固态电极，其工作效果仍不够理想。

第三种、固定床电极/离子交换膜形式：基本处理单元由一对固定床电极、阴阳离子选择性隔离体以及中间隔网组成，中间隔网设置在两个离子交换膜之间，待处理流体分别从电吸附电极及离子交换膜之间的隔离通道流过，实现对流体进行处理的目的。该种结构形式由于允许液体从电极中流过，大大改善了电极的动力学过程，而且在电极再生过程中能够具有一定的电吸附处理效果，可以实现一定程度的连续工作效果，但在处理对象的浓度较高时效率开始下降，处理效果仍然有较大的限制。

相较于实验室或者模拟状态时的理想化、稳定化的使用环境，实际的工程应用过程中，存在诸多的不确定性因素及变化，包括待处理对象的浓度(如含盐的浓度)变化大且变化范围不可控，实际工作时间长等，这就要求相应的处理装置能够保持长时间且高效的工作状态，与此同时具有适应待处理对象的水质波动(如含盐的浓度)变化大的能力，否则难以真正实现工程化应用于推广的目的。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中基于上述，本发明的目的之一在于提供一种经济可行的、可以满足实际工程化应用过程中需要连续工作的、水回收率要求高且待处理水体含盐量高的，高效的水处理单元及装置。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种水处理用电极连接机构，一种水处理单元，包括第一电极和第二电极，沿第一电极到第二电极的方向，第一电极和第二电极之间依次设置有第一离子膜、第一布水板、第二离子膜、第二布水板和第三离子膜；

所述第一电极和第二电极为异性电极；

所述第一离子膜和第三离子膜相互为允许带同种电荷离子通过的离子膜，第一离子膜和第二离子膜为允许带异种电荷离子通过的离子膜；

所述布水板用于连接相邻离子膜。

优选地，所述所述电极包括电极框和导电件，所述电极框中间形成容纳空间，所述容纳空间内设置有导电件。

优选地，所述电极框上设置有电极液进口和导电件，所述电极液进口设置于所述导电件的一侧，且所述电极液进口与导电件之间设置有布水凸起。

优选地，还包括电场施加装置，所述电场施加装置包括极板本体，所述极板本体上设置有送电电缆；其特征在于，所述极板本体包括：

第一侧；

第二侧，所述第二侧与第一侧对应设置；

导电单元，所述导电单元包括导电体和连接线，所述导电体与所述安装孔对应设置，所述连接线设置于所述极板的第二侧，用于连接所述导电体和所述送电电缆。

优选地，所述石墨板设置于第一侧，且所述石墨板上设置有送电通孔，所述送电通孔与所述导电体对应设置。

优选地，所述极板本体与电极之间设置有柔性导电件。

优选地，所述布水板包括：

支撑框架，所述支撑框架的上部设置有进水孔；

布水孔网，所述布水孔网设置于所述进水孔的周侧；以及

布水腔，所述布水腔设置于布水孔网的下部，用于收集所述布水孔网流出的水。

优选地，还包括所述连接机构包括连接件，所述连接件的第一连接端与第一电极相连，连接件的第二连接端与第二电极相连。

优选地，第一连接端与第二连接端中的至少一个连接端与对应电极为非贯穿连接。

本发明的一种水处理装置，所述水处理装置由至少2个水处理单元构成，所述水处理单元为上述的水处理单元。

相比较于现有技术，本发明的方案达到经济可行的、可以满足实际工程化应用过程中需要连续工作的、水回收率要求高且水含盐量高的要求，且能高效地通过电吸附进行水除盐、离子分离、离子选择性去除以及离子浓缩方法，所述电吸附去离子装置由包含有集电极和填充有电活性材料的腔室形成仅供电极液通过且循环的可透水结构电极，同时在电吸附去离子过程中配以集电极电压或电流方向的切换实现连续、高效的电吸附去离子处理。

附图说明

图1为本发明一种水处理单元各部件的爆炸图；

图2为为本发明水处理单元中电极的结构示意图1；

图3为本发明的水处理单元中电极结构示意图2；

图4为本发明的A区域的局部放大图；

图5为本发明水处理单元电场施加单元的第一侧的结构示意图；

图6为本发明水处理单元电场施加单元的第二侧的结构示意图；

图7为本发明水处理单元电场施加单元的送电通孔的局部放大示意图；

图8为本发明水处理单元电场施加单元的爆炸图；

图9为本发明水处理单元的离子膜结构示意图；

图10为本发明水处理单元的支撑框架结构示意图；

图11为本发明水处理单元的连接件结构示意图；

图12为本发明水处理单元的连接件安装示意图；

图13为本发明水处理单元的连接件安装完成后的结构示意图；

示意图中的标号说明：

100、电极；101、电极框；102、导电件；

110、第一电极；111、电极连接孔；112、连接孔斜壁；113、连接孔防脱部；

120、第二电极；121、阻挡部；

130、第一离子膜；131、第一膜孔；

140、第一布水板；141、第一板孔；

150、第二离子膜；151、第二膜孔；

160、第二布水板；161、第二板孔；

170、第三离子膜；171、第三膜孔；

180、柔性导电件；

200、连接件；210、第一连接端；220、连接柱体；230、第二连接端；231、连接防脱件；232、连接部。

201、第一连接件；202、第二连接件；

300、离子膜；310、膜孔；

400、支撑框架；410、板孔；411、定位孔；412、电极水道通过孔；

420、布水腔；421、布水孔网；422、进、出水孔(或者更名为集布水孔)；

430、布水网片；

520、电极液进、出口(或者更名为集布电极液孔)；530、集水区；531、导流缺口；532、导流筋；540、布水凸起；550、横排凸起；560、凸台；561、通孔；570、过水孔；

610、极板本体；611、第一侧；612、第二侧；613、水道；614、集布水孔(上边为电极液、下孔为处理水)；615、泄水槽；616、泄水孔；630、进、出水孔(包括侧面和正面，上边为电极液孔、下边为处理水孔)

620、石墨板；621、等静压石墨；621-1、环形凸起；621-2、容纳槽；

631、导电体；632-1、长铜排；632-2、短铜排；633-1、垫圈；633-2、并紧螺母；633-3、螺母；633-4、垫片；634-1、送电电缆；634-2、防水格兰头；634-3、接线盖。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴；除此之外，本发明的各个实施例之间并不是相互独立的，而是可以进行组合的。

本实施例的一种水处理装置，所述水处理装置由多个水处理单元组成，每个水处理单元可以进行单独的水处理作业，而本实施例中每个水处理单元，其部件分解后如图1所示，包括第一电极110、第二电极120、离子膜300和布水板400，所述离子膜300和布水板400设置于第一电极110和第二电极120之间，具体的电极100、离子膜300和布水板400分别如图4、图5和图6所示。

本实施例中水处理单元的具体结构为：所述离子膜300包括第一离子膜130、第二离子膜150和第三离子膜170，所述布水板400包括第一布水板140和第二布水板160，在第一电极110和第二电极120之间沿第一电极110到第二电极120的方向，所述第一离子膜130、第一布水板140、第二离子膜150、第二布水板160和第三离子膜170依次设置。

需要说明的是，所述电极100包括电极框101和导电件102，所述电极框101中间形成容纳空间，所述容纳空间内设置有导电件102，本实施例中所述导电件102为填充的石墨颗粒。

而为了实现水处理单元中第一电极110、第二电极120、离子膜300和布水板400之间的安装，第一电极110和第二电极120之间通过电极连接机构相连，离子膜300和布水板400夹在第一电极110和第二电极120之间，通过电极连接机构的连接，使得第一电极110 和第二电极120对离子膜300和布水板400进行夹紧。

电极框101的结构，如图1和图2所示，电极框101具有相对设置的两个表面，靠近石墨纸200的一侧表面上设置有电极液进、出口520，中间框内设置有导电件102。进一步地，电极框101上的导电件102设置有内部电极填充材料，石墨纸200用于将电极框101、内部电极填充材料与其他部件隔开。在本实施例中，作为具体的实施方式，电极框101的厚度设置为2-10mm。电极液进、出口520设置于导电件102的一侧，圆孔、方孔均可。电极液进、出口520与导电件102之间设置有布水凸起540，用于电极液的布水导流，并与石墨纸200 协同电极框101对电极水道的密封提供支撑力。石墨纸200位于电极框101与电场施加装置之间和相邻两个电吸附单元的电极框101与电极框101之间，且石墨纸200至少部分地与布水凸起540相接触，并可由布水凸起540支撑。作为具体的实施方式，电极液进、出口520 周侧还可以设置过水孔570，其中，过水孔570不与集水区530连通。

进一步地，导电件102远离电极液进口520的一侧设置有电极液出口，圆孔、方孔均可。电极液出口与导电件102之间设置有布水凸起540。值得说明的是，导电件102两端的结构可设置为对称结构，当电极框101倒置时，则电极液进口520变为电极液出口，电极液出口变为电极液进口520。

作为一种优选地实施方式，电极液进、出口520和导电件102之间设置有集水区530，集水区530远离导电件102的一侧设置有若干导流缺口531，导流缺口531与电极液进口520对应设置，流体由导流缺口531流入集水区530。进一步说明集水区530的结构：集水区530为电极框101表面的凹陷处，即电极框101上对应集水区530的区域的厚度小于其他区域的厚度，使得集水区530与石墨纸200之间形成用于暂时存储流体的腔室。流体进入集水区530，首先充盈腔室后，再进入导电件102，进而起到均匀布水的作用。

导流缺口531设置有至少一个布水凸起540，布水凸起540至少部分地位于流体由电极液进、出口520流向导电件102的路径上。作为又一具体的实施方式，导流缺口531设置有至少两个布水凸起540，通常为2-6个。布水凸起540为椭圆形、菱形、矩形、锥形、纺锤形中的至少一种，且任意两个布水凸起540的对称轴之间不平行。进一步优选地，任意两个布水凸起540的对称轴的延长线的一端的交点与电极液进口520重合，导水效果好。

作为更为优选的实施方式，集水区530与导电件102的连接处设置有横排凸起550。横排凸起550沿电极框101的宽度方向设置，且电极框101的宽度方向上的任意相邻的两个横排凸起550之间的间距为0.1-5mm。值得说明的是，横排凸点相对电极框101表面的凸起高度与电极框101厚度相同，可对石墨纸200起到支撑作用。横排凸点大小可根据电极颗粒大小调整，同时可以相对电极框101宽度设置两排甚至更多。

可任意选择地，集水区530靠近电极框101的边缘处的侧部区域设置有导流筋532，且石墨纸200至少部分地与导流筋532相接触。导流筋532用于集水区530内的水流均布导流，并提供对石墨纸200的支撑。不仅如此，集水区530设置有凸台560和通孔561，通孔561位于凸台560中，圆孔、方孔均可，可用作水道。凸台560与石墨纸200相接触，同时，凸台560相对电极框101表面的凸起高度与电极框101厚度相同，以达到对通孔561的密封效果。可任意选择地，集水区530设置有至少两个凸台560，凸台560沿电极框101的宽度方向设置，且凸台560为圆形、椭圆形、菱形、矩形、锥形、纺锤形中的至少一种。

同样地，电极液出口和导电件102之间也可以设置有集水区530，集水区530远离导电件102的一侧设置有若干导流缺口531，导流缺口531与电极液出口对应设置，流体由导流缺口531流出集水区530，并由电极液出口导出。且该集水区530的结构可以与电极液进口520的集水区530的结构相同，也可以不同，例如，电极液出口的集水区530不具有布水凸起540。

本发明提供一种用于电吸附设备的电场施加装置，包括极板本体610，极板本体610主要由绝缘材料制成，且极板本体610上设置有送电电缆634-1。作为一种具体的实施方式，极板本体610上设置有出线口，出线口贯通极板本体610设置，出线口用于安装送电电缆634-1。同时，作为一种优选的实施方式，出线口中设置有螺纹盲孔，可用于安装防转螺栓。当送电电缆634-1通过防水格兰头634-2以及接线盖634-3安装于出线口中时，可防止将防水格兰头634-2安装至接线盖634-3时接线盖634-3跟转。

进一步说明电场施加装置在电吸附设备中的安装位置：通常的，电吸附设备包括端板、绝缘垫片(例如橡胶垫片等)、电场施加装置以及离子膜组。作为一种具体的安装方式，电吸附设备包括两个端板、两个绝缘垫片(例如橡胶垫片等)、两个电场施加装置以及一个离子膜组，其组装方式为由左至右依次设置的端板、绝缘垫片、电场施加装置、离子膜组、电场施加装置、绝缘垫片以及端板。

值得说明的是，送电电缆634-1也可以为与极板本体610一体成型的、具有导电作用的区域。同时，极板本体610内部设置有水道613，极板的第一侧611设置有出水孔614，水道613用于连通出水孔614和极板本体610的侧边。

极板本体610包括第一侧611、第二侧612、安装孔和导电单元，其中，如图1所示，导电单元包括导电体631和连接线，导电体631与安装孔对应设置，连接线设置于极板的第二侧612，用于连接导电体631和送电电缆634-1。

进一步说明，如图3所示，极板本体610的第二侧612与第一侧611对应设置，进一步说明，第二侧612设置于第一侧611的背面。其中，第二侧612设置有布线槽，布线槽用于容纳连接线。连接线一般为可导电的金属线，例如铜排、铜线或其他可导电的金属线。连接线通过紧固件与导电体631相连接，紧固件包括螺母633-3、并紧螺母633-2和垫片633-4，螺母633-3设置于连接线和第二侧612之间，垫片633-4设置于螺母633-3与第二侧612之间，起到防水密封作用。并紧螺母633-2与螺母633-3配合设置，用于将连接线安装在导电体631上。

作为一种具体的实施方式，导电单元包括八个导电体631，导电体631与导电体631之间通过连接线相连接，且至少一个导电体631通过连接线与送电电缆634-1相连接。进一步地，导电体631也可以为10个、20个或其他数量。如图3所示，作为一种具体实施方式，导电体631排列形式为4行×2列，极板本体610的几何中心设置有出线口，出线口中的送电电缆634-1与第2行的两个导电体631分别连接。同时，第1行和第4行的导电体631通过短铜排632-2相连接，第1列和第2列的导电体631通过长铜排632-1相连接。进一步说明，以上排列方式并不是唯一的排列方式，任意两个导电体631或任意导电体631与送电电缆 634-1之间均可以通过连接线相连接。

进一步地，第二侧612设置有泄水槽615，作用是防止装置长期运行后内部水渗透至布线槽中产生积水，从而腐蚀其他部件。极板本体610的侧边设置有泄水孔616，泄水槽615 用于连接布线槽和泄水孔616。作为一种具体的实施方式，泄水槽615的一端与布线槽的最低处相连通，例如如图3所示，泄水槽615包括两个，且泄水槽615的一端分别与位于第4行的两个导电体631所在的布线槽的相应位置相连接。进一步地，泄水槽615设计为斜向下一定角度，例如1-88°等，优选为5-25°，可用于顺畅泄水。

第一侧611设置有石墨板620，石墨板620上设置有送电通孔，送电通孔与导电体631 对应设置。作为具体的实施方式，导电体631为送电螺柱，送电螺柱贯穿设置于送电通孔和安装孔中。石墨板620和第一侧611之间设置有垫圈633-1，导电体631贯穿设置于垫圈633-1中，使得垫圈633-1、送电通孔和安装孔处于同一轴线上。作为一种优选的实施方式，如图4所示，石墨板620为普通石墨，其上的送电通孔中镶嵌设置有等静压石墨621，等静压石墨621靠近极板本体610的一侧设置有环形凸起621-1，提高安装稳定性。值得说明的是，等静压石墨621也可以不相对极板本体610表面凸出设置，则导电体631的安装稳定性略下降。环形凸起621-1中具有容纳槽621-2，容纳槽621-2用于容纳导电体631的一端。值得说明的是，容纳槽621-2中可以设置内螺纹，导电体631的一端设置外螺纹，二者可通过螺纹连接；进一步地，也可以为卡接等其他连接方式。作为进一步优选的实施方式，送电通孔靠近极板本体610的一侧的孔面积大于送电通孔远离极板本体610的一侧的孔面积，例如如图4所示的凸台，也可以设置为送电通孔的截面积由一侧向另一侧逐渐递减的形式，可提高送电通孔的密封性能。

进一步说明本发明的安装方式，作为一种具体的安装实施方式，如图1所示，本发明的电场施加装置按石墨板620、垫圈633-1、导电体631、极板本体610、垫片633-4、螺母633-3、长铜排632-1、短铜排632-2、并紧螺母633-2、送电电缆634-1、接线盖634-3、防水格兰头634-2、防转螺栓顺序装配。作为一种具体的实施方式，本发明的导电体 631、螺母633-3、垫片633-4、垫圈633-1、并紧螺母633-2均采用铜质，也可以采用其他可导电的材料制成。

包括支撑框架400、布水孔网421以及布水腔420，布水孔网421以及布水腔420设置于支撑框架400上。

支撑框架400的上部设置有进、出水孔422，用于流入待布水的流体。进、出水孔422通常为但不限于圆孔或方孔，支撑框架400通常呈现但不限于正方形、矩形等形状。作为其中的一种具体实施方式，进、出水孔422设置有若干个，例如4个或5个，且沿支撑框架 400的宽度方向均匀设置，例如当支撑框架400为矩形时，若干个进、出水孔422沿一直线排列，该直线与矩形的某一边缘平行。值得说明的是，进、出水孔422也可以交错设置或倾斜设置。

布水孔网421设置于进、出水孔422的周侧，作为一种具体实施方式，进、出水孔422位于布水孔网421的几何中心，起到较好的进水效果。进一步地，布水孔网421的宽度由上至下依次增大，提高进水的扩散渗透均水效果。作为一种优选地具体实施方式，布水孔网 421为经纬编织网片，渗透均水效果好，且根据装置规格大小，网片孔目数及丝径可相应调整。

布水腔420设置于布水孔网421的下部，用于收集布水孔网421流出的水。作为优选的具体实施方式，布水腔420为布水通道，布水通道沿支撑框架400的宽度方向延伸，通常形成直线状。作为进一步地优选方式，布水通道与进、出水孔422所形成的直线平行设置。布水腔420设置有布水进口和布水出口，作为优选的具体实施方式，布水进口和布水出口的距离为2-10mm，均匀布水效果好。

进一步地，支撑框架400上设置有布水网片430，布水网片430通过烫接等方式设置于布水腔420的下方。布水网片430为经纬编织网片，渗透均水效果好，且根据装置规格大小，网片孔目数及丝径可相应调整。布水进口与布水孔网421相连通，布水出口与布水网片430 的进口相连通。优选地，布水出口的布水宽度为W₁，布水网片430的进口的宽度为W₂，W₁：W₂＝1：1-2，集水和布水效果最佳。作为具体的实施方式，如图1所示，布水网片430 的下部设置有集水孔网和支撑框架400的出水口，布水网片430的出水进入集水孔网，然后从出水口排出。其中，出水口的设置排列方式以及数量可以与进、出水口422相同，也可以不同。

进一步地，支撑框架400设置有定位孔411，定位孔411位于进水孔422的上方，便于布水单元的定位安装。支撑框架400设置有电极水道通过孔412，电极水道通过孔412位于进水孔422的上方。

本实施例中，所述电极连接机构包括连接件200，所述连接件200的第一连接端210与第一电极110相连，连接件200的第二连接端230与第二电极120相连。

需要说明的是，如图11所示，本实施例中还可以将第一连接端210与第二连接端230 中的至少一个连接端与对应电极为非贯穿连接。

此处的非贯穿连接，即对于进行连接的第一电极110和第二电极120来说，连接件200 的连接不采用两端均将第一电极110和第二电极120贯穿的连接方式，通过第一电极110和第二电极120之间的连接件200的设置，其不仅可以起到定位连接的作用，避免第一电极 110和第二电极120之间发生偏转，而且的第一电极110、第二电极120分别与连接件200的非贯穿连接可以有效阻隔第一电极110和第二电极120各自的电解液沿连接件200相互渗透，从而大概率降低第一电极110和第二电极120之间短路现象的发生。

如图2和图3中所示，本实施例中具体的连接方式为：所述第一电极110上设置有电极连接孔111，连接件200穿过所述电极连接孔111，第一连接端210与第一电极110的电极连接孔111相连，第二连接端230与第二电极120通过连接部232相连，所述第二电极120 在连接部232处设置有阻挡部121，所述阻挡部121阻挡第二连接端230贯穿第二电极120。所述第二电极120上也可以设置有电极连接孔111，连接件200穿过所述电极连接孔111，第一连接端210与第二电极120的电极连接孔111相连，第二连接端230与第一电极110通过连接部232相连，所述与第一电极110在连接部232处设置有阻挡部121，所述阻挡部 121阻挡第二连接端230贯穿第一电极110。本实施例中连接件200包括连接柱体220，连接柱体220的两端分别为第一连接端210和第二连接端230。

即如图1中所示，所述第一电极110上设置有电极连接孔111，通过第一连接件201穿过第一电极110上的电极连接孔111，通过连接部232连接至第二电极120；和/或所述第二电极120上设置有电极连接孔111，通过第二连接件202穿过第二电极120上的电极连接孔111，通过连接部232连接至第一电极110。

本实施例中，所述连接部232设置有焊接层，通过该焊接层将连接件200的第二连接端 230与第二电极120相连；优选地，所述焊接层为超声波焊接层，通过焊接层的设置，尤其采用超声波焊接层进行连接，不仅便于加工，其连接强度也可以得到较好地保障。

需要说明的是，如图2和图3中所展示的就是第一电极110上设置有电极连接孔111的情况，第二电极120上设置有电极连接孔111与该方式相同，仅是将图2和图3中第一电极110、第一离子膜130、第一布水板140、第二离子膜150、第二布水板160、第三离子膜 170和第二电极120进行颠倒。另外，本实施例中所述的阻挡部121即为电极100未贯穿对连接件200进行阻挡的部分。

而仅在第一电极110上设置有电极连接孔111或者仅在第二电极120上设置有电极连接孔111的方式也是可以的，其可以实现第一电极110与第二电极120的连接，并且可以实现第一电极110、第二电极120分别与连接件200的非贯穿连接进而阻隔第一电极110和第二电极120各自的电解液沿连接件200相互渗透即可。

而如果将果第一电极110和第二电极120上均设置电极连接孔111，可以使得电极的加工均一化，加工、生产过程中可以使用相同的电极分别作为第一电极110和第二电极120，以降低生产成本，且在第一电极110和第二电极120上均设置电极连接孔111，且分别通过第一连接件201和第二连接件202进行连接，有利于第一电极110和第二电极120之间连接强度的改善。

对于第一连接端210与第二连接端230中的至少一个连接端与对应电极为非贯穿连接还有一种实施方式，即在第一电极110和第二电极120上均不设置电极连接孔111，即第一连接端210和第二连接端230均通过超声波焊接层的方式分别与第一电极110和第二电极120 进行连接，该种方式对第一电极110和第二电极120的电解液阻隔效果更好，但是其加工过程中存在较多的焊点，并且第一电极110和第二电极120之间的距离难以控制，生产过程中较为不便。而前文中连接件200贯穿一个电极连接孔111进行连接的方式在加工过程中不仅降低加工难度，而且便于第一电极110和第二电极120之间的距离的控制。

所述离子膜300上设置有膜孔310，所述布水板400上设置有板孔410，连接件200穿过膜孔310和板孔410将第一电极110和第二电极120进行连接。具体的，如图1以及图2 中所示，第一离子膜130、第一布水板140、第二离子膜150、第二布水板160和第三离子膜170分别设置有第一膜孔131、第一板孔141、第二膜孔151、第二板孔161和第三膜孔 171。

如果在第一电极110上设置有电极连接孔111，连接件200依次穿过电极连接孔111、第一膜孔131、第一板孔141、第二膜孔151、第二板孔161和第三膜孔171连接至第二电极 120，如果第二电极120上设置有电极连接孔111，则连接件200依次穿过电极连接孔111、第三膜孔171、第二板孔161、第二膜孔151、第一板孔141和第一膜孔131连接至第一电极110。

另外，连接件200第一连接端210的侧部设置有斜面，所述电极连接孔111与第一连接端210的对应位置设置有连接孔斜壁112，所述连接孔斜壁112与第一连接端210的斜面相配合，通过所述连接孔斜壁112和第一连接端210斜面的配合，便于连接件200在电极连接孔111中的安装，并且在一定程度上可以改善其密封性。

所述连接件200的第二连接端230的侧部设置有连接防脱件231，所述电极连接孔111 内设置有连接孔防脱部113，所述连接防脱件231与连接孔防脱部113对应设置，通过连接防脱件231与连接孔防脱部113的配合用于防止连接件200脱落，当连接件200的第二连接端230穿过电极连接孔111后，连接件200快要从电极连接孔111中脱落时，连接孔防脱部113可以对连接防脱件231进行阻挡，从而避免，连接件200快要从电极连接孔111中脱落，便于后续的装配流程。

本实施例中，所述连接防脱件231为连接件200的第二连接端230侧部的凸起，离子膜 300上设置的膜孔310以及布水板400上设置的板孔410孔径均不小于该凸起形成的最大尺寸，以便于设置有该连接防脱件231的连接件200可以顺利插入，所述连接孔防脱部113本实施例中可以为设置于电极连接孔111孔壁中的凸起，孔壁中的凸起使得孔壁中孔径尺寸小于第二连接端230侧部凸起的最大尺寸，进而使得正常的晃动中连接件200不会发生脱落。

本实施例中如图4所示，所述第一电极110为矩形电极，第一电极110上设置有2个电极连接孔111，所述2个电极连接孔111关于矩形电极的中心点中心对称；且第二电极120为矩形电极，第二电极120上设置有2个电极连接孔111，所述2个电极连接孔111关于矩形电极的中心点中心对称；上述设置便于加工和生产，并且2个电极连接孔111关于矩形电极的中心点中心对称设置，有利于最终形成的水处理单元整体结构的强度的增强。

另外，第一电极110和第二电极120之间至少设置有2个连接件200，所述离子膜300上与连接件200对应设置的膜孔310连线形成的形状为关于离子膜300中心点的中心对称图形；和/或，第一电极110和第二电极120之间至少设置有2个连接件200，所述布水板400 上与连接件200对应设置的板孔410连线形成的形状为关于布水板400中心点的中心对称图形，通过将离子膜上和/或布水板上与连接件200对应设置的膜孔和板孔进行中心对称设置，可以便于离子膜和布水板的生产、加工，使得离子膜和布水板的样式可以同一化生产，降低生产成本，并且该设置便于离子膜和布水板的安装，安装过程不需要考虑离子膜和布水板的摆放正反方向。

需要说明的是，上述连接孔设置位置可以设置于任意位置，其可以如图中所示，设置有多个，环布于对应部件的侧部。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (10)

1.一种水处理单元，其特征在于，包括第一电极(110)和第二电极(120)，沿第一电极(110)到第二电极(120)的方向，第一电极(110)和第二电极(120)之间依次设置有第一离子膜(130)、第一布水板(140)、第二离子膜(150)、第二布水板(160)和第三离子膜(170)；

所述第一离子膜(130)和第三离子膜(170)相互为允许带同种电荷离子通过的离子膜，第一离子膜(130)和第二离子膜(150)为允许带异种电荷离子通过的离子膜；

所述布水板用于隔离相邻离子膜，并作为脱盐或浓缩水通道。

2.根据权利要求1所述到的一种水处理单元，其特征在于，所述所述电极(100)包括电极框(101)和导电件(102)，所述电极框(101)中间形成容纳空间，所述容纳空间内设置有导电件(102)。

3.根据权利要求2所述到的一种水处理单元，其特征在于，所述电极框(101)上设置有电极液进、出口(520)和导电件(102)，所述电极液进、出口(520)设置于所述导电件(102)的两侧，且所述电极液进、出口(520)与导电件(102)之间设置有布水凸起(540)。

4.根据权利要求3所述到的一种水处理单元，其特征在于，还包括电场施加装置，所述电场施加装置包括极板本体(610)，所述极板本体(610)上设置有送电电缆(634-1)；其特征在于，所述极板本体(610)包括：

第一侧(611)；

第二侧(612)，所述第二侧(612)与第一侧(611)对应设置；

导电单元，所述导电单元包括导电体(631)和连接线，所述导电体(631)与所述安装孔对应设置，所述连接线设置于所述极板的第二侧(612)，用于连接所述导电体(631)和所述送电电缆(634-1)。

5.根据权利要求4所述到的一种水处理单元，所述石墨板(620)设置于第一侧(611)，且所述石墨板(620)上设置有送电孔，所述送电通孔与所述导电体(631)对应设置。

6.根据权利要求4所述到的一种水处理单元，其特征在于，所述极板本体(610)与电极(100)之间设置有柔性导电件(180)。

7.根据权利要求1所述到的一种水处理单元，其特征在于，所述布水板包括：

支撑框架(400)，所述支撑框架(400)的上部设置有进、出水孔(422)；

布水孔网(421)，所述布水孔网(421)设置于所述进、出水孔(422)的周侧；以及

布水腔(420)，所述布水腔(420)设置于布水孔网(421)的下部，用于收集所述布水孔网(421)流出的水。

8.根据权利要求1所述到的一种水处理单元，其特征在于，还包括所述连接机构包括连接件(200)，所述连接件(200)的第一连接端(210)与第一电极(110)相连，连接件(200)的第二连接端(230)与第二电极(120)相连。

9.根据权利要求8所述到的一种水处理单元，其特征在于，第一连接端(210)与第二连接端(230)中的至少一个连接端与对应电极为非贯穿连接。

10.一种水处理装置，其特征在于，所述水处理装置由至少1个水处理单元构成，所述水处理单元为权利要求1～9任一项所述的水处理单元。

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