CN204434337U - 一种电渗析器隔板布水槽结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电渗析器隔板布水槽结构，包括隔板、布水孔和隔板网，其特征在于：布水孔D1下部设有Ⅰ型布水槽，Ⅰ型布水槽包括喉部Ⅰ和设置在喉部Ⅰ下端的布水槽扩张段Ⅰ，布水槽扩张段Ⅰ的布水槽扩张段Ⅰ左斜边的斜度大于布水槽扩张段Ⅰ右斜边的斜度；布水孔D3、布水孔D5和布水孔D7下部设有Ⅱ型布水槽，Ⅱ型布水槽包括喉部Ⅱ和设置在喉部Ⅱ下端的布水槽扩张段Ⅱ，布水槽扩张段Ⅱ的布水槽扩张段Ⅱ左斜边的斜度等于布水槽扩张段Ⅱ右斜边的斜度，隔板网一直深入到布水槽的喉部上端。本实用新型能有效地防止膜堆内发生部分膜堆烧融而导致的事故，同时具有提高电流效率、分离效率，保证膜和隔板间的密封性，增加膜有效使用面积等优点。

Description

一种电渗析器隔板布水槽结构

技术领域

本实用新型涉及浓缩型电渗析器中的隔板，具体地说是一种电渗析器隔板布水槽结构。

背景技术

浓缩型电渗析器是工业废水资源化必备的工艺装置。

电渗析器的三大件—膜、隔板和电极，隔板是其中之一。现在常用的隔板厚度一般是0.9mm，异相电渗析膜的厚度为0.4mm-0.5mm。为了提高隔板内的水流的湍动程度，以强化传质过程，隔板内设置了隔板网，见图2，水流方向为图中沿隔板网自下而上或自上而下流动，隔板网使用两层，总厚度1mm左右，比隔板框略厚，以便隔离、支撑隔板两面的膜片(图2中1为隔板，12为隔板右边框，13为隔板网)。

膜堆中经常组装有300对也就是600片膜，国内外都只能使用人工装配，尽管已经采取了一些措施，但是膜片的参差不齐仍难以避免，另外，工业废水的原水的浓度变化幅度比较大，这既是工业废水浓缩工作的一个特点，也是用于工业废水浓缩的电渗析器设计的一个难点。行内都知道裁剪后的膜片当工作液的浓度变化时，它的尺寸也随之变化，即浓度增加膜片收缩，反之亦反，膜片的长度和宽度的这种变化，在厚度只有0.9mm的隔板两侧，膜片就会在布水孔内或膜堆外露的周边接触。每对膜片之间存在着膜对电压，这是电渗析器工作必需的推动力，膜片之间的相互接触就会漏电导致电流效率下降。所以膜片的接触应该采取措施予以避免。膜堆周边的膜片接触是使膜片比隔板周边都小2mm-3mm来避免，而布水孔内的膜片接触，就要通过设计合适的布水孔和布水槽来解决。

经测试，即使比平时挤得更紧，由于有两层隔板网的支撑，网两侧的膜既不会接触，更不会挤死。

隔板对于电渗析器的除盐效率、电流效率以及电渗析器的长期稳定运行都有重要影响，而隔板布水槽的作用也同样重要。布水槽是指隔板上的布水孔D1-D8与隔板网之间沟通的水流通道，包括其喉部及其扩张部分(隔板尺寸为行业内熟知的尺寸在附图中就将不再标注)。

目前，电渗析器常用的布水槽主要有两种：一种是Ⅲ型布水槽，一种是Ⅳ型布水槽，近年来Ⅳ型布水槽的使用量最多(如附图2所示，4为Ⅲ型布水槽，5为Ⅳ型布水槽)。

这两种隔板布水槽各有各的特点：

Ⅲ型布水槽与布水孔同宽，在苦咸水淡化型电渗析器上使用较多。但它不适合在浓缩型电渗析器上使用，因为工业废水的原水和浓缩液的浓度都很高，电导率也就很大，则使得通过布水槽的漏电量增加，电流效率下降，造成电能的浪费，它的好处是由于隔板网深入布水槽内，隔板两侧的膜不会在布水槽内接触，但由于隔板网没有深入更多，膜片却可能在布水孔内接触，可以通过将隔板网深入到布水孔里数毫米来防止膜片在布水孔内接触的办法来予以改进。Ⅲ型布水槽一般为了保证l₄等于l₅(如图1所示，l₄为两个相邻布水孔之间的距离，l₅为布水孔底部边角至与其相邻的布水槽扩张段斜边的垂直距离)，只好加大布水槽扩张段斜边底部侧的布水槽水平段的宽度(如图2中所示，43为Ⅲ型布水槽水平段)，实际上布水槽也是膜的有效部分，由于布水槽很窄，使得膜的有效利用率降低。

Ⅳ型布水槽的优点是布水比较均匀，一般由5-6条宽为2mm左右的缝隙组成(如图2中所示，51为布水槽缝隙)，总的流道宽度一般为10mm-12mm，不到Ⅲ型流道的一半，它较好地解决了漏电的问题，但同时也带来了新的问题：浓缩型电渗析器的原水和浓缩液的浓度很高，会顺着膜的厚度方向，即其被切断的断面向外渗透，所以在制造过程中，都会尽量将膜堆夹紧，通常情况下，常用的较厚且较软的厚度为0.4mm-0.5mm的异相膜被挤入缝隙内约0.1mm-0.3mm，而隔板厚度只有0.9mm，用手摸一下组装后拆下的膜，缝隙处的膜凸起的感觉很明显，如再加力夹紧，就会将膜更深地挤进缝隙内，由于缝隙很窄无法设置隔板网，膜在缝隙内就可能相互接触。这样，轻者使水流流动不畅，生产能力下降，漏电量增加；重者会将流道堵塞，水室内的水无法流动，在工作电流的不断加热下，该部分膜堆的温度不断升高，达到一定的温度后膜和隔板就会熔融粘连，导致膜堆损坏，造成事故多发。另外，Ⅳ型布水槽由于只有几条缝隙，所以缝隙间的屏蔽作用较大，膜的有效面积减少。

夹紧时，由于膜堆夹紧用钢构件不是绝对平整并具有一定的弹性，即使使用力矩扳手也难以避免膜过多地被挤入缝隙。而危险的是：此事在发生后无法准确检测到，也就得不到纠正，即使膜堆四面的夹紧后的尺寸相同，也是粗略的，也不能说明其中局部膜堆没有以上情况发生，只有等烧坏了这部分膜堆、产水不合格才知道，导致工业废水处理工作要停下来，拆开膜堆，更换损坏的膜及隔板，造成生产和资金的双重损失。

所以为了防止发生烧坏膜堆的事故，即便漏电量增加也只得使用Ⅲ型布水槽，但是，由于膜片安装得不齐或浓缩液浓度的变化使得膜伸长，膜在布水孔内的接触则无法完全避免。另外Ⅲ型布水槽的喉部很宽，水流阻力很小，布水也不是很均匀。因此，基于上述问题，有必要提供一种新型的布水槽结构，以解决现有技术中存在的不足。

实用新型内容

根据上述提出的隔板布水槽存在的布水不均匀、漏电量大、屏蔽作用较大，膜的有效面积减少、膜堆夹紧时膜被挤入缝隙而接触导致膜堆损坏等技术问题，而提供一种电渗析器隔板布水槽结构。本实用新型主要利用在布水孔下方设置带有喉部结构的布水槽、合理设置布水槽扩张段及其之间的连接，从而达到有效地防止膜堆内发生部分膜堆烧融而导致事故、减少通过布水孔的漏电提高电流效率、使得隔板网内水流分布均匀提高分离效率、保证膜和隔板之间的密封的可靠性、增加膜的有效使用面积等优点。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种电渗析器隔板布水槽结构，包括隔板、分别设置在所述隔板上、下两端两两相对的两组布水孔组和设置在所述隔板的隔板框内的隔板网，每组布水孔组包括8个布水孔，8个所述布水孔分别为布水孔D1、布水孔D2、布水孔D3、布水孔D4、布水孔D5、布水孔D6、布水孔D7和布水孔D8，其特征在于：

所述布水孔D1下部设有Ⅰ型布水槽，所述Ⅰ型布水槽包括喉部Ⅰ和设置在所述喉部Ⅰ下端的布水槽扩张段Ⅰ，所述布水槽扩张段Ⅰ的布水槽扩张段Ⅰ左斜边的斜度大于所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边的斜度；

所述布水孔D3、所述布水孔D5和所述布水孔D7下部设有Ⅱ型布水槽，所述Ⅱ型布水槽包括喉部Ⅱ和设置在所述喉部Ⅱ下端的布水槽扩张段Ⅱ，所述布水槽扩张段Ⅱ的布水槽扩张段Ⅱ左斜边的斜度等于所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边的斜度；

所述隔板网深入到所述Ⅰ型布水槽的喉部Ⅰ和所述Ⅱ型布水槽的喉部Ⅱ的上端。即隔板网高出于喉部上端所在的平面，进入到布水孔内一点儿。

进一步地，所述喉部Ⅰ和所述喉部Ⅱ的宽度l₁为5mm-18mm，所述喉部Ⅰ和所述喉部Ⅱ的高度l₂为5mm-18mm。

喉部的宽度可以根据隔室内的流速、工业废水和浓缩液的浓度来选择，比Ⅳ型布水槽各缝隙宽度之和要窄一些，由此，

(1)可将隔板网深入喉部上端，即使挤得再紧，隔板网也会使得隔板两侧的膜之间留有空隙，不会堵死，这样烧融膜堆的事故隐患可以从根本上被消除，膜的接触漏电也得以避免；

(2)喉部的宽度较小，从而增大了电阻值，减少通过布水孔的漏电量。一般情况下，当浓缩型电渗析器所处理的工业废水的浓度更高，处理每吨废水使用膜对的数量就会更多，从而每对膜的处理水量会更小，这时喉部Ⅰ和喉部Ⅱ的宽度可以取下限，以400×1600膜堆的隔板布水槽为例，喉部宽度取5mm，则漏电量也就可以进一步减少；

(3)喉部宽度取值小一些，水流阻力就稍微大一些，对于均匀布水有利。

布水槽的喉部高度也可在5mm-18mm之间选择，为了防止膜片安装得不齐，以及浓缩液浓度的变化使得膜伸长，导致阴、阳膜在布水孔内互相接触，所以将隔板网深入布水孔内【布水孔高l₉(如图1中布水孔D2、布水孔D4、布水孔D6或布水孔D8)45mm–带布水槽的布水孔(如图1中布水孔D1、布水孔D3、布水孔D5或布水孔D7)高(l₃)40mm＝】5mm，同时也增加了喉部的高度，对减少漏电有益。根据工业废水的浓度和处理量的大小以及电渗析器的大小以及布水孔的大小、布水孔间距大小，该数值可以在5mm-10mm之间选择。废水浓度变化较大时，可以选择较大的数值。

以布水孔D7为例，(如图1所示)布水孔D7的有效高度l₃比现有技术中布水孔D5(如图2所示)的有效高度l₉减少了约3mm，比布水孔D7(如图2所示)的有效高度l₇要大3mm左右，3mm对于布水孔的全面积只有6.7％的影响，所以Ⅰ型和Ⅱ型布水槽的布水孔的截面积介于两者之间，不会产生不良的影响。相同的膜堆处理废水时工作流量一般要小于处理苦咸水淡化的流量，所以布水孔本就应该小一些。

进一步地，所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边与所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边之间和所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边与其右侧相邻的所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边(32)之间均设有交汇水平线，所述布水孔D2、所述布水孔D4、所述布水孔D6和所述布水孔D8的底端到所述交汇水平线的垂直距离均为l₆，l₆满足：l₄＝l₅＝l₆，其中，l₄为两个相邻布水孔之间的距离，l₅为布水孔底端边角至与其同侧相邻的布水槽扩张段斜边的垂直距离。以布水孔D1、布水孔D3、布水孔D5和布水孔D7流经浓水为例，相应的布水孔D2、布水孔D4、布水孔D6和布水孔D8流经淡水，这样设计的目的可以确保浓水和淡水密封的可靠性，互不渗漏。

(4)布水槽扩张段的交汇水平线的长度l₈与各布水孔的宽度l₁₀相同，以保证l₅的尺寸足够，确保密封性能。当由于所选择的喉部宽度和高度的关系，以及布水孔的高度和宽度、孔间距的设计值不同，使得l₅不能保证时，可以通过延长交汇水平线的长度来解决。

进一步地，所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边、所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边和所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边与所述交汇水平线相交处均为圆弧过渡。本实用新型的圆弧过渡形式减少了直角拐弯，减少了流动的阻力，有利于提高布水的均匀性。并且还增加了膜的有效面积，因为布水槽的面积也是有效的面积，使用Ⅰ型布水槽和Ⅱ型布水槽比Ⅲ型、Ⅳ型都要大。交汇水平线两端的圆弧过渡，则使隔室水流的流动会更顺畅。

较现有技术相比，本实用新型有效地防止膜堆内发生部分膜堆烧融而导致事故、减少通过布水孔的漏电提高电流效率、使得隔板网内水流分布均匀提高分离效率、保证膜和隔板之间的密封的可靠性、增加膜的有效使用面积等优点，基于上述理由本实用新型可在浓缩型电渗析器应用等领域广泛推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的结构和现有技术中布水槽结构的示意图。

图中：1、隔板 11、隔板左边框 12、隔板右边框 13、隔板网 2、Ⅰ型布水槽 21、喉部Ⅰ 22、布水槽扩张段Ⅰ左斜边 23、布水槽扩张段Ⅰ右斜边 24、交汇水平线 3、Ⅱ型布水槽 31、喉部Ⅱ 32、布水槽扩张段Ⅱ左斜边 33、布水槽扩张段Ⅱ右斜边 4、Ⅲ型布水槽 41、布水槽扩张段Ⅲ左斜边 42、布水槽扩张段Ⅲ右斜边 43、Ⅲ型布水槽水平段 5、Ⅳ型布水槽 51、布水槽缝隙。

具体实施方式

如图1所示，一种电渗析器隔板布水槽结构，包括隔板1、分别设置在所述隔板1上、下两端两两相对的两组布水孔组和设置在所述隔板1的隔板框内的隔板网13，每组布水孔组包括8个布水孔，8个所述布水孔分别为布水孔D1、布水孔D2、布水孔D3、布水孔D4、布水孔D5、布水孔D6、布水孔D7和布水孔D8。

所述布水孔D1下部设有Ⅰ型布水槽2，所述Ⅰ型布水槽2包括喉部Ⅰ21和设置在所述喉部Ⅰ21下端的布水槽扩张段Ⅰ，所述布水槽扩张段Ⅰ的布水槽扩张段Ⅰ左斜边22的斜度大于所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边23的斜度；所述布水槽扩张段Ⅰ左斜边22与隔板左边框11相交。

所述布水孔D3、所述布水孔D5和所述布水孔D7下部设有Ⅱ型布水槽3，所述Ⅱ型布水槽3包括喉部Ⅱ31和设置在所述喉部Ⅱ31下端的布水槽扩张段Ⅱ，所述布水槽扩张段Ⅱ的布水槽扩张段Ⅱ左斜边32的斜度等于所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边33的斜度。所述隔板网13深入到所述Ⅰ型布水槽2的喉部Ⅰ21和所述Ⅱ型布水槽3的喉部Ⅱ31的上端。

考虑到不同大小和用途的膜堆，所述喉部Ⅰ21和所述喉部Ⅱ31的宽度l₁为5mm-18mm，优选为8mm-10mm；所述喉部Ⅰ21和所述喉部Ⅱ31的高度l₂为5mm-18mm，优选为8mm-10mm。

所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边23与所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边32之间和所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边33与其右侧相邻的所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边32之间均设有交汇水平线24，所述布水孔D2、所述布水孔D4、所述布水孔D6和所述布水孔D8的底端到所述交汇水平线24的垂直距离均为l₆，l₆满足：l₄＝l₅＝l₆，其中，l₄为两个相邻布水孔之间的距离，l₅为布水孔底端边角至与其同侧相邻的布水槽扩张段斜边的垂直距离。

所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边23、所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边32和所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边33与所述交汇水平线24相交处均为圆弧过渡。

本实施例是以400×1600膜堆的隔板布水槽为例，但是其原理完全适用于800×1600膜堆以及其它尺寸膜堆的隔板，这个问题对于业内人士来说很容易解决。另外，布水孔的大小，以及其周围相关的尺寸，各厂生产的隔板不尽相同，但是这不会影响本实用新型的实施。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电渗析器隔板布水槽结构，包括隔板(1)、分别设置在所述隔板(1)上、下两端两两相对的两组布水孔组和设置在所述隔板(1)的隔板框内的隔板网(13)，每组布水孔组包括8个布水孔，8个所述布水孔分别为布水孔D1、布水孔D2、布水孔D3、布水孔D4、布水孔D5、布水孔D6、布水孔D7和布水孔D8，其特征在于：

所述布水孔D1下部设有Ⅰ型布水槽(2)，所述Ⅰ型布水槽(2)包括喉部Ⅰ(21)和设置在所述喉部Ⅰ(21)下端的布水槽扩张段Ⅰ，所述布水槽扩张段Ⅰ的布水槽扩张段Ⅰ左斜边(22)的斜度大于所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边(23)的斜度；

所述布水孔D3、所述布水孔D5和所述布水孔D7下部设有Ⅱ型布水槽(3)，所述Ⅱ型布水槽(3)包括喉部Ⅱ(31)和设置在所述喉部Ⅱ(31)下端的布水槽扩张段Ⅱ，所述布水槽扩张段Ⅱ的布水槽扩张段Ⅱ左斜边(32)的斜度等于所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边(33)的斜度；

所述隔板网(13)深入到所述Ⅰ型布水槽(2)的喉部Ⅰ(21)和所述Ⅱ型布水槽(3)的喉部Ⅱ(31)的上端。

2.根据权利要求1所述的电渗析器隔板布水槽结构，其特征在于：所述喉部Ⅰ(21)和所述喉部Ⅱ(31)的宽度l₁为5mm-18mm，所述喉部Ⅰ(21)和所述喉部Ⅱ(31)的高度l₂为5mm-18mm。

3.根据权利要求1所述的电渗析器隔板布水槽结构，其特征在于：所述布水槽扩张段Ⅰ右斜边(23)与所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边(32)之间和所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边(33)与其右侧相邻的所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边(32)之间均设有交汇水平线(24)，所述布水孔D2、所述布水孔D4、所述布水孔D6和所述布水孔D8的底端到所述交汇水平线(24)的垂直距离均为l₆，l₆满足：l₄＝l₅＝l₆，其中，l₄为两个相邻布水孔之间的距离，l₅为布水孔底端边角至与其同侧相邻的布水槽扩张段斜边的垂直距离。

4.根据权利要求3所述的电渗析器隔板布水槽结构，其特征在于：所述布 水槽扩张段Ⅰ右斜边(23)、所述布水槽扩张段Ⅱ左斜边(32)和所述布水槽扩张段Ⅱ右斜边(33)与所述交汇水平线(24)相交处均为圆弧过渡。