CN114538577B - 一种电渗析与电去离子联合应用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电渗析与电去离子联合应用设备，包括：ED膜堆包括：第一极水进口、第一原水进口、第一浓水进口、第一极水出口、第一原水出口以及第一浓水出口；第一极水进口和第一极水出口通过管路相连通；第一原水进口和第一浓水进口均通过管路与原水管相连通；第一原水出口通过管路与第一原水进口相连通；EDI膜堆包括：第二极水进口、第二原水进口、第二浓水进口、第二极水出口、第二原水出口以及第二浓水出口；第二极水进口、第二原水进口和第二浓水进口分别通过管路与第一原水出口相连通；第二极水出口通过管路与第二极水进口相连通；第二浓水出口通过管路与第一原水进口相连通。本发明的设备占用空间小，且制水率高。

Description

一种电渗析与电去离子联合应用设备

技术领域

本发明涉及海水淡化及超纯水制备技术领域，更具体的说是涉及电渗析与电去离子联合应用设备。

背景技术

随着当前工业淡水及超纯水需求量的不断增加，各国相竞从海水资源着手，优化现有水处理工艺、开发更优水处理技术，以更多地获取淡水和超纯水。

传统的海水淡化及超纯水制备技术主要采用热法和膜法。热法包括蒸馏法、冷冻法等，是一种通过不断的热交换过程将离子与水分子分离，达到水质净化的方法。膜法包括反渗透、纳滤等，是一种通过持续施加压力使得水分子透过半透膜而离子被截留的方法。然而，热法存在能耗高、制水率低、设备易腐蚀等问题；膜法存在操作压力大、振动噪声大、膜易受污堵等问题。尽管目前这些问题均在一定程度上得到了解决，但是其长期使用的影响却不可忽略。

因此，研究出一种占用空间小，且制水率高电渗析与电去离子联合应用设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种占用空间小，且制水率高电渗析与电去离子联合应用设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，包括：

ED膜堆，所述ED膜堆设有多个，且多个所述ED膜堆之间通过管路并联连接；所述ED膜堆包括：第一极水进口、第一原水进口、第一浓水进口、第一极水出口、第一原水出口以及第一浓水出口；所述第一极水进口和所述第一极水出口通过管路相连通；所述第一原水进口和第一浓水进口均通过管路与原水管相连通；所述第一原水出口通过管路与所述第一原水进口相连通；所述第一浓水出口通过管路与浓水排水管相连通；

EDI膜堆，所述EDI膜堆设有多个，且多个所述EDI膜堆之间通过管路并联连接；所述ED膜堆与所述EDI膜堆通过管路串联连接；所述EDI膜堆包括：第二极水进口、第二原水进口、第二浓水进口、第二极水出口、第二原水出口以及第二浓水出口；所述第二极水进口、第二原水进口和第二浓水进口分别通过管路与所述第一原水出口相连通；所述第二极水出口通过管路与所述第二极水进口相连通；所述第二原水出口与管路与纯水排水管相连通；所述第二浓水出口通过管路与所述第一原水进口相连通。

采用上述技术方案的有益效果是，本发明中多个ED膜堆并联，多个EDI膜堆并联，以及多个ED膜堆、EDI膜堆的串联可以实现淡水与超纯水的连续制备，可有效减小制水设备的占用空间；同时，实现了EDI膜堆浓水回用，提高了整个水处理系统的制水率。

优选的，所述原水管处连接有第一循环水箱，所述第一循环水箱的出口与所述第一原水进口相连通；所述第一原水出口通过管路与所述第一循环水箱的进口相连通；所述第二极水进口、第二原水进口和第二浓水进口分别通过管路与所述第一循环水箱的进口相连通；所述第一循环水箱的进口处设有第六电磁阀；所述原水管与所述第一浓水进口连接的管路上设有第七电磁阀。第一循环水箱可以对原水进行循环脱盐处理，当产水达到目标含盐量时(即淡水)，再启动EDI膜堆，淡水通过EDI膜堆后产出高纯水；并且EDI膜堆产出的浓水被收集到第二循环水箱内作为ED膜堆的原水，进而提高了设备的制水效率。

优选的，所述第二浓水出口通过管路连接第二循环水箱，第二循环水箱的出口与所述第一循环水箱的进口通过管路相连通；所述第二循环水箱的出口处设有第八电磁阀。第二浓水出口单独连接第二循环水箱，可以对EDI膜堆的浓水进行收集，留作ED膜堆的原水。

优选的，所述第一循环水箱的出口连接有用于监测盐含量的电导率仪。电导率仪可以对水中的盐含量进行检测，当第一循环水箱内的水的盐含量达到设定值时，便可得到淡水，进而启动EDI膜堆，制备高纯水，电导率仪的设置可以提高制备淡水的准确性。

优选的，所述第一极水出口与所述第一极水进口连接的管路上设有第一气水分离罐；所述第二极水出口与所述第二极水进口连接的管路上设有第二气水分离罐。在ED膜堆中极水的循环过程中增加第一气水分离罐，可以对循环过程中极水中的氢气进行还原消除，并且ED膜堆中的极水流经第一极水出口、第一气水分离罐再回流到第一极水进口实现单独循环；在EDI膜堆中极水的循环过程中增加第二气水分离罐，可以对循环过程中极水中的氢气进行还原消除，并且EDI膜堆中的极水流经第二极水出口、第二气水分离罐再回流到第二极水进口实现单独循环。

优选的，所述第一循环水箱的出口与所述第一原水进口连接的管路上设有第一电磁阀。通过第一电磁阀控制ED膜堆中原水的进入量。

优选的，所述第一循环水箱的出口与所述第二极水进口、第二原水进口、第二浓水进口连接的管路上设有第二电磁阀。第二电磁阀控制EDI膜堆的开启，当第一循环水箱内水的盐含量达到设定值后，第二电磁阀才会打开。

优选的，所述第二极水进口与所述第二电磁阀连接的管路上设有第三电磁阀。第三电磁阀控制第二极水进口的进水量。

优选的，所述第二浓水出口与所述第二循环水箱连接的管路上设有第四电磁阀。第四电磁阀控制EDI膜堆中极水的进水量。

优选的，相邻两个所述第一极水进口、相邻两个所述第一浓水进口并联的管路上设有第五电磁阀。第五电磁阀，可以控制ED膜堆的启用数量。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种电渗析与电去离子联合应用设备，其有益效果为：

(1)本发明中多个ED膜堆相并联，多个EDI膜堆相并联，且多个ED膜堆和多个EDI膜堆相串联，可以实现淡水与超纯水的连续制备，并且通过第一循环水箱对原水进行循环脱盐处理，当第一循环水箱中水的盐含量达到设定值时，得到淡水，打开第二电磁阀启动EDI膜堆，制备高纯水，第二循环水箱用于收集EDI膜堆产生的浓水，并将收集的浓水作为ED膜堆的原水，实现EDI膜堆浓水回用，进而提高了整个水处理系统的制水率；

(2)同时，ED膜堆和EDI膜堆的数量可以根据使用情况进行调整，设备的占用面积小，可以节约占用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的设备的结构示意图。

其中，图中，

1-ED膜堆；

11-第一极水进口；12-第一原水进口；13-第一浓水进口；14-第一极水出口；15-第一原水出口；16-第一浓水出口；17-第一气水分离罐；

2-原水管；3-浓水排水管；

4-EDI膜堆；

41-第二极水进口；42-第二原水进口；43-第二浓水进口；44-第二极水出口；45-第二原水出口；46-第二浓水出口；47-第二气水分离罐；

5-纯水排水管；6-第一循环水箱；7-电导率仪；8-第一电磁阀；9-第二电磁阀；10-第三电磁阀；011-第四电磁阀；012-第五电磁阀；013-第二循环水箱；014-第六电磁阀；015-第七电磁阀；016-第八电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种电渗析与电去离子联合应用设备，包括：

ED膜堆1，ED膜堆1设有多个，且多个ED膜堆1之间通过管路并联连接；ED膜堆1包括：第一极水进口11、第一原水进口12、第一浓水进口13、第一极水出口14、第一原水出口15以及第一浓水出口16；第一极水进口11和第一极水出口14通过管路相连通；第一原水进口12和第一浓水进口13均通过管路与原水管2相连通；第一原水出口15通过管路与第一原水进口12相连通；第一浓水出口16通过管路与浓水排水管3相连通；

EDI膜堆4，EDI膜堆4设有多个，且多个EDI膜堆4之间通过管路并联连接；ED膜堆1与EDI膜堆4通过管路串联连接；EDI膜堆4包括：第二极水进口41、第二原水进口42、第二浓水进口43、第二极水出口44、第二原水出口45以及第二浓水出口46；第二极水进口41、第二原水进口42和第二浓水进口43分别通过管路与第一原水出口45相连通；第二极水出口44通过管路与第二极水进口41相连通；第二原水出口45与管路与纯水排水管5相连通；第二浓水出口46通过管路与第一原水进口12相连通。本发明中依据实际水处理量大小，可自适应配置ED膜堆1和EDI膜堆4数量，多个ED膜堆1并联可以实现海水循环淡化，多个EDI膜堆4相并联实现超纯水制备的有机联合，可显著减小常用的串联ED膜堆1和串联EDI膜堆4的整套装备占用空间，水处理效率得到明显提升；同时，EDI膜堆4浓水回用也提高了整个水处理系统的制水效率。

为了进一步地优化上述技术方案，原水管2处连接有第一循环水箱6，第一循环水箱6的出口与第一原水进口12相连通；第一原水出口15通过管路与第一循环水箱6的进口相连通；第二极水进口41、第二原水进口42和第二浓水进口43分别通过管路与第一循环水箱6的进口相连通；第一循环水箱6的进口处设有第六电磁阀014；原水管2与第一浓水进口13连接的管路上设有第七电磁阀015。

为了进一步地优化上述技术方案，第二浓水出口46通过管路连接第二循环水箱013，第二循环水箱013的出口与第一循环水箱6的进口通过管路相连通；第二循环水箱013的出口处设有第八电磁阀016。第二浓水出口46处流出的水直接进入单独的第二循环水箱013，对EDI膜堆4的浓水进行收集，留作ED膜堆1的原水，实现EDI膜堆4浓水回用。

为了进一步地优化上述技术方案，第一循环水箱6的出口连接有用于监测盐含量的电导率仪7。第一循环水箱6与电导率仪7相配合，可以水进行循环脱盐处理，并可实时对水中的含盐量进行监测，进而对水的检测更加准确。

为了进一步地优化上述技术方案，第一极水出口14与第一极水进口11连接的管路上设有第一气水分离罐17；第二极水出口44与第二极水进口41连接的管路上设有第二气水分离罐47。

为了进一步地优化上述技术方案，第一循环水箱6的出口与第一原水进口12连接的管路上设有第一电磁阀8。

为了进一步地优化上述技术方案，第一循环水箱6的出口与第二极水进口41、第二原水进口42、第二浓水进口43连接的管路上设有第二电磁阀9。

为了进一步地优化上述技术方案，第二极水进口41与第二电磁阀9连接的管路上设有第三电磁阀10。

为了进一步地优化上述技术方案，第二浓水出口44与第二循环水箱013连接的管路上设有第四电磁阀011。

为了进一步地优化上述技术方案，相邻两个第一极水进口11、相邻两个第一浓水进口13并联的管路上设有第五电磁阀012。

水处理过程：

第一极水出口14流出的水通过第一气水分离罐17后通过第一极水进口11回流到ED膜堆1内；原水流入第一循环水箱6，第一循环水箱6内的水通过第一原水进口12流入ED膜堆1内，第一原水出口15流出的水再次回流到第一循环水箱6内；原水通过第一浓水进口13进入到ED膜堆1，然后第一浓水出口16的水通过浓水排水管3排出；

当第一循环水箱6内水的含盐量达到设定后关闭第一电磁阀8，然后打开第二电磁阀9，启动EDI膜堆4，第一循环水箱6内的水通过第二极水进口41进入到EDI膜堆4内，第二极水出口44的水通过第二极水进口41回流到EDI膜堆4内；第一循环水箱6内的水通过第二原水进口42进入到EDI膜堆4内，第二原水出口45流出的高纯水通过纯水排水管5排出；第一循环水箱6内的水通过第二浓水进口43进入到EDI膜堆4内，第二浓水出口46流出的水通过导管回流到第二循环水箱013内，将EDI膜堆4的浓水进行收集，作为下一次ED膜堆1的原水，进而提高了设备的制水效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，包括：

ED膜堆(1)，所述ED膜堆(1)设有多个，且多个所述ED膜堆(1)之间通过管路并联连接；所述ED膜堆(1)包括：第一极水进口(11)、第一原水进口(12)、第一浓水进口(13)、第一极水出口(14)、第一原水出口(15)以及第一浓水出口(16)；所述第一极水进口(11)和所述第一极水出口(14)通过管路相连通；所述第一原水进口(12)和第一浓水进口(13)均通过管路与原水管(2)相连通；所述第一原水出口(15)通过管路与所述第一原水进口(12)相连通；所述第一浓水出口(16)通过管路与浓水排水管(3)相连通；

EDI膜堆(4)，所述EDI膜堆(4)设有多个，且多个所述EDI膜堆(4)之间通过管路并联连接；所述ED膜堆(1)与所述EDI膜堆(4)通过管路串联连接；所述EDI膜堆(4)包括：第二极水进口(41)、第二原水进口(42)、第二浓水进口(43)、第二极水出口(44)、第二原水出口(45)以及第二浓水出口(46)；所述第二极水进口(41)、第二原水进口(42)和第二浓水进口(43)分别通过管路与所述第一原水出口(45)相连通；所述第二极水出口(44)通过管路与所述第二极水进口(41)相连通；所述第二原水出口(45)与管路与纯水排水管(5)相连通；所述第二浓水出口(46)通过管路与所述第一原水进口(12)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述原水管(2)处连接有第一循环水箱(6)，所述第一循环水箱(6)的出口与所述第一原水进口(12)相连通；所述第一原水出口(15)通过管路与所述第一循环水箱(6)的进口相连通；所述第二极水进口(41)、第二原水进口(42)和第二浓水进口(43)分别通过管路与所述第一循环水箱(6)的进口相连通；所述第一循环水箱(6)的进口处设有第六电磁阀(014)；所述原水管(2)与所述第一浓水进口(13)连接的管路上设有第七电磁阀(015)。

3.根据权利要求2所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述第二浓水出口(46)通过管路连接第二循环水箱(013)，第二循环水箱(013)的出口与所述第一循环水箱(6)的进口通过管路相连通；所述第二循环水箱(013)的出口处设有第八电磁阀(016)。

4.根据权利要求2所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述第一循环水箱(6)的出口连接有用于监测盐含量的电导率仪(7)。

5.根据权利要求1所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述第一极水出口(14)与所述第一极水进口(11)连接的管路上设有第一气水分离罐(17)；所述第二极水出口(44)与所述第二极水进口(41)连接的管路上设有第二气水分离罐(47)。

6.根据权利要求2或3所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述第一循环水箱(6)的出口与所述第一原水进口(12)连接的管路上设有第一电磁阀(8)。

7.根据权利要求6所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述第一循环水箱(6)的出口与所述第二极水进口(41)、第二原水进口(42)、第二浓水进口(43)连接的管路上设有第二电磁阀(9)。

8.根据权利要求7所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述第二极水进口(41)与所述第二电磁阀(9)连接的管路上设有第三电磁阀(10)。

9.根据权利要求3所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，所述第二浓水出口(46 )与所述第二循环水箱(013)连接的管路上设有第四电磁阀(011)。

10.根据权利要求9所述的一种电渗析与电去离子联合应用设备，其特征在于，相邻两个所述第一极水进口(11)、相邻两个所述第一浓水进口(13)并联的管路上设有第五电磁阀(012)。

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