CN203256013U - 降低液体电导率电离子置换处理装置 - Google Patents

Abstract

降低液体电导率电离子置换处理装置，包括电极组、箱体和反冲洗淋管，所述电极组设置在所述箱体内，所述反冲洗淋管设置在所述电极组上方，所述电极组包括多个电极，任何相邻的两个所述电极分别与电源的正负极相连，所述电极由具有导电或吸附作用的材料制成，所述材料至少包括碳纤维棉或炭纤维棉其中的一种。碳纤维棉和炭纤维棉结构疏松，溶液能够渗透到纤维之间的缝隙处，所有的碳纤维棉和炭纤维棉的全部表面都能用于吸附。因此离子吸附的量也大大增加。而且无论是碳纤维棉还是炭纤维棉，都能在市面上直接购买到，成本很低。

Description

降低液体电导率电离子置换处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种去除水中离子的装置，尤其是涉及降低液体电导率电离子置换处理装置。 

背景技术

工业用水的标准规定水的电导率要电导率<800μs/cm，而很多情况下，水的电导率都达不到要求。水的电导率主要受水中的离子影响，水中的离子主要是由溶解在水中的盐形成。 

目前，废水降低电导率除盐一般采用反渗透、电渗析等技术，但是反渗透、电渗析等技术存在一些不足的地方：易造成污堵、产水量得水率低，同时反渗透、电渗析等技术对预处理的要求很高，又需要投放大量药剂，还会造成二次污染，工程的投资也大。 

另一种除盐方式是电吸附除盐，电吸附除盐电吸附除水中的盐的研究始于20 世纪60 年代，由俄克拉荷马大学的研究人员完成的。他们的实验是从略带碱性的水中去除盐分。Caudle 等的报告详尽描述了使用多孔碳电极的电容去离子装置，他们在导电薄板中使用惰性的高分子胶粘剂将碳粒子黏结在一起。使用时，利用导电板传递电荷，使得碳粒子带电，带电的碳离子吸附溶液中的阴阳离子。但是这种结构的电极，碳离子与溶液的接触面积过小，离子吸附的量有限，不能运用于实际。 

对此，爱思特公司对电极进行了改进，具体的改进方式为：将超细碳粉颗粒粘附在钛导体上，然后用800度的高温进行烘烤，使得碳粉烧结在钛上。这种电极，碳离子与溶液的接触面积有所增加，离子吸附的量有所增加，但是成本提高很多。  

参见图1，可以看出现有的用于电吸附的电极，都是通过在导体100上粘附碳粉颗粒101的方式实现离子的吸附，而只有位于导体最外层的碳粉颗粒才能起到吸附作用，所以吸附的离子的量不可能很多。 

发明内容

本实用新型针对现有技术中的不足，为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：降低液体电导率电离子置换处理装置，包括电极组、箱体和反冲洗淋管，所述电极组设置在所述箱体内，所述反冲洗淋管设置在所述电极组上方，所述电极组包括多个电极，任何相邻的两个所述电极分别与电源的正负极相连，所述电极由具有导电或吸附作用的材料制成，所述材料至少包括碳纤维棉或炭纤维棉其中的一种。碳纤维棉和炭纤维棉结 构疏松，溶液能够渗透到纤维之间的缝隙处，所有的碳纤维棉和炭纤维棉的全部表面都能用于吸附。因此离子吸附的量也大大增加。而且无论是碳纤维棉还是炭纤维棉，都能在市面上直接购买到，成本很低。使用时，待处理的废水进入到箱体内，电极浸没在废水中，然后电极通电，吸附废水中的阴阳离子。在电极没有吸附饱和时，完成吸附的水排出后电导率都能达到800μs/cm以下。如果排出的水电导率超过800μs/cm，则电极断电，并短接放电释放吸附的阴阳离子，再放干箱体内的水流，用喷淋管反冲洗电极，使得电极恢复吸附能力。 

上述技术方案中，优选的，还包括用于收集雨水的雨水收集池、用于储存废水的调节池、用于储存反洗阴阳离子用水的反洗池和一个用于存储经过离子吸附之后的水的集水池，所述雨水收集池和所述调节池与所述箱体的进水口相连，所述反洗池与所述反冲洗淋管相连，所述集水池与所述箱体的出水口相连。雨水的电导率一般很低，在100μs/cm左右，而废水的电导率远远高于这一数值，所以雨水可以起到冲淡废水的作用。 

上述技术方案中，优选的，在连通所述调节池与所述箱体的管路上设置有石英砂过滤器，在连通所述箱体和所述集水池的管路上设置有活性炭过滤器。石英砂过滤器用于滤除水中较大的颗粒物。活性炭过滤器的作用主要有两方面：1、滤除水中的不溶性物；2、吸附可溶性的有机物，提高水处理的质量。 

上述技术方案中，优选的，还包括三个电导率仪，三个所述电导率仪分别用于测量所述调节池、所述雨水收集池和所述集水池内液体的电导率。 

上述技术方案中，优选的，所述集水池内设置有一个挡板，所述挡板将所述集水池分成互不相通的两部分。其中集水池与箱体的出水口相通的一个部分起到沉淀作用。水中的杂质沉淀在这一部分的底层，上层的清水漫过挡板之后流到集水池的另一部分。 

上述技术方案中，优选的，所述雨水收集池与所述反洗池相连。雨水收集池收集的雨水用于补充反洗池。 

上述技术方案中，优选的，所述反洗池的侧壁上设置有一个溢流口。反洗池内的水量超过溢流口的高度时，水就从溢流口内流出，防止水在反洗池内进一步升高，进而溢出反洗池。 

本实用新型的有益效果是：碳纤维棉和炭纤维棉结构疏松，溶液能够渗透到纤维之间的缝隙处，所有的碳纤维棉和炭纤维棉的全部表面都能用于吸附。因此离子吸附的量也大大增加。而且无论是碳纤维棉还是炭纤维棉，都能在市面上直接购买到，成本很低。 

附图说明

图1为现有电极的示意图。 

图2为本实用新型的示意图。 

图3为喷淋管的示意图。 

图4为电极的示意图。 

图5为夹板的示意图。 

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：参见图2，图2中为了清除的显示电极组，我们将箱体部分进行了分解。降低液体电导率电离子置换处理装置，包括箱体4、控制器5、调节池6、雨水收集池7、反洗池8和集水池9。箱体4内设置有电极组，电极组包括多个电极1，任何相邻的两个电极1分别与电源的正负极相连。 

参见图4和图5，每个所述电极1至少包括碳纤维棉11和两块夹板12，碳纤维棉11被夹紧固定两块夹板12之间，形成一定厚度的碳纤维棉层。夹板12上成型有多个与碳纤维棉11相通的通孔121。每两块相邻的电极1的碳纤维棉层之间的距离为6mm。 

参见图3，电极组的上方设置有喷淋用的喷淋管13，所述喷淋管13主体为一根管，管上设置有多个通孔131，通孔131的数量与电极1的数量相同，每个通孔131都位于一个电极1的正上方。喷淋管13的一端通过电磁阀21与水泵2a相连，水泵2a与反洗池8相连。反洗池8的侧壁上设置有溢流孔81，反洗池8内的水量超过溢流口81的高度时，水就从溢流口81内流出，防止水在反洗池8内进一步升高，进而溢出反洗池8。反洗池8的底部设置有一个出水口82，出水口82与电磁阀26相连。反洗池8内设置有一个电导率仪31。 

调节池6用于收集待处理的废水，调节池6内设置有电导率仪32。调节池6通过电磁阀22、石英砂过滤器61后与箱体4的进水口相连。调节池6设置在户外，可以存放下雨天落下的雨水，雨水的电导率一般很低，在100μs/cm左右，而废水的电导率远远高于这一数值，所以雨水可以起到冲淡废水的作用。箱体的进水口处连接有一个电磁阀23。调节池内也设置有一个电导率仪32。石英砂过滤器起到粗滤作用，主要是滤除水中较大的颗粒物。 

雨水收集池7用于收集下雨天落下的雨水，雨水收集池出口处连接电磁阀24的一端，电磁阀24的另一端分成两路，一路与反洗池相连，另一路与电磁阀25相连，电磁阀25与箱体4相连。雨水的电导率一般很低，在100μs/cm左右，而工业标准规定的电导率为800μs/cm，所以箱体内混入雨水后，可以起到冲淡箱体内待处理废水的电导率节约用电的作用。 

箱体4的出水口通过电磁阀27和活性炭过滤器41后与集水池9相连，在与箱体4出水口相连的管路上设置有一个电导率仪33。集水池9内设置有一块挡板91，挡板91将集水池9分成互不相同的两部分，其中集水池与箱体的出水口相通的一个部分起到沉淀作用。水中的杂质沉淀在这一部分的底层，上层的清水漫过挡板91之后流到集水池的另一部分，再用水泵2b抽走，运送到需要用水的地方。活性炭过滤器的作用主要有两方面：1、滤除水中的不溶性物；2、吸附可溶性的有机物，提高水处理的质量。控制器用于控制电磁阀21、22、23、24、25、26、27的通断，控制器还用于接收电导率仪31、32、33的测量数据，并且控制电极1的通断。 

以下就本实用新型用于处理轧钢废乳化液的一个实施例来说明本实用新型的实用过程。 

轧钢废乳化液在经过生化处理后，电导率仍然高于2600μs/cm，不符合工业用水的要求。因此需要用本实用新型进行处理，去除水中的阴阳离子。开始时，电磁阀21、22、23、24、25、26、27都处于截止状态。当电导率仪32测量结果电导率1500μs/cm左右时，控制器启动按钮启动，装置就会按编制的PLC程序工作，先控制器5控制电磁阀22和电磁阀27得电打开，并启动电极组，使得相邻的电极1之间产生电场。调节池6内的废乳化液经过石英砂过滤器后进入到箱体4内，经过电极1的吸附作用，水中的阴阳离子大大减少。然后被处理过的水从箱体4内流出，水流出后，经过活性炭过滤器后流到沉淀池内。电极没有吸附饱和时，电导率仪33测量得到的电导率小于800μs/cm，当运行一段时间后（运行7小时左右），电极1吸附达到饱和，电导率仪33测得的电导率大于800μs/cm.此时，控制器5控制电磁阀22和电磁阀27，并使得电极1的电压都变成零，并短接放电，电极上吸附的阴阳离子由于没有电场的作用，逐步重新回到箱体内的液体中。50分钟以后，控制器5控制电磁阀23打开。箱体内的水从电磁阀23流出。当箱体内水排放干净以后，控制器5控制电磁阀23关闭，然后控制器控制电磁阀21、24、25打开，同时启动水泵2a，反洗池8内的水通过自吸泵2a进入到喷淋管13上，喷淋管13上的通孔131将水向下竖直排出，喷到电极上，实现对电极的反洗。冲洗电极后的水经过电磁阀25后流到反洗池8内。直到电导率仪31测得的电导率小于300μs/cm时，反洗完成。电磁阀21、24、25失电恢复原状，电极端点电压恢复进入下一轮回水处理。 

碳纤维棉疏松，溶液能够渗透到纤维之间的缝隙处，碳纤维棉的全部表面都能用于吸附。因此离子吸附的量也大大增加。而且碳纤维棉，都能在市面上直接购买到，成本很低。 

另外，电极也可以用炭纤维棉制成，不过单独的炭纤维棉的导电率很低，需要包裹在导体上，通过导体传递电流，因此成本有所增加。 

Claims (7)

1.降低液体电导率电离子置换处理装置，包括电极组、箱体和反冲洗淋管，所述电极组设置在所述箱体内，所述反冲洗淋管设置在所述电极组上方，其特征在于：所述电极组包括多个由碳纤维棉或炭纤维棉制成的电极，任何相邻的两个所述电极分别与电源的正负极相连。

2.根据权利要求1所述的降低液体电导率电离子置换处理装置，其特征在于：还包括用于收集雨水的雨水收集池、用于储存废水的调节池、用于储存反洗阴阳离子用水的反洗池和一个用于存储经过离子吸附之后的水的集水池，所述雨水收集池和所述调节池与所述箱体的进水口相连，所述反洗池与所述反冲洗淋管相连，所述集水池与所述箱体的出水口相连。

3.根据权利要求2所述的降低液体电导率电离子置换处理装置，其特征在于：在连通所述调节池与所述箱体的管路上设置有石英砂过滤器，在连通所述箱体和所述集水池的管路上设置有活性炭过滤器。

4.根据权利要求2所述的降低液体电导率电离子置换处理装置，其特征在于：还包括三个电导率仪，三个所述电导率仪分别用于测量所述调节池、所述雨水收集池和所述集水池内液体的电导率。

5.根据权利要求2所述的降低液体电导率电离子置换处理装置，其特征在于：所述集水池内设置有一个挡板，所述挡板将所述集水池分成互不相通的两部分。

6.根据权利要求2所述的降低液体电导率电离子置换处理装置，其特征在于：所述反洗池的侧壁上设置有一个溢流口。

7.根据权利要求2所述的降低液体电导率电离子置换处理装置，其特征在于：所述雨水收集池与所述反洗池相连。 

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