CN207435116U - 一种电去离子装置用的电极装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于节能环保技术领域，具体公开了一种电去离子装置用的电极装置。该电极装置在淡水进水侧电极板本体的一端设有淡水进水孔，在淡水出水侧电极板本体的一端设有淡水出水孔、浓水出水孔、中间极水导出孔和极水出水孔，在淡水出水侧电极板本体的另一端设有浓水进水孔、极水进水孔和中间浓水导入孔；所述淡水进水侧电极板本体和淡水出水侧电极板本体的中部均设下凹的电极材料填充区域。该装置具有以下特点：密封性良好；外部水流管路相对集中，方便管理操作；电极有效面积占比达到40％以上，装置处理效率高；以及完全独立电极水流，保证了整个EDI装置和水处理系统的长期、稳定、安全运行。

Description

一种电去离子装置用的电极装置

技术领域

本实用新型涉及一种电驱动膜设备中的电极板部件，具体是指一种电去离子装置用的电极装置，属于节能环保技术领域。

背景技术

电去离子(EDI)技术，是在交替排列的离子交换膜之间填充离子交换树脂，从而将电渗析与离子交换有机结合的水除盐技术。EDI既同时保留了电渗析能够连续运行和离子交换可以实现深度除盐的优点，又同时克服了电渗析不能直接制备纯水和离子交换树脂需频繁化学再生的弊端，相当于连续获得再生的混床离子交换。

EDI跟传统电渗析(ED)技术相比，EDI的正负电极不能进行周期性倒换，在膜堆中正负电极的位置是固定不变的。电极装置也属于EDI膜堆的关键部件，其电极水的流动方式、电极有效导电面积、水流密封设计的可靠性等对整个EDI的运行工艺都有重要影响。

EDI膜堆中有淡水流隔板、浓水流隔板、电极板、端夹紧板等主要构件，其中淡水流隔板、浓水流隔板基本都已采用厚型隔板，在开设的中心空腔中填充离子交换树脂。电极板的电极平面尺寸与淡水流隔板、浓水流隔板的中心空腔相重合，正负电极的面积即等于水流隔板上填充树脂的中心空腔的面积。在保证各隔板间可靠密封的基础上，中心空腔所占隔板的面积比例越大，单张隔板的处理水量也就越大，同规模装置的处理效率也越高。现有的商品EDI技术中，这一中心空腔面积占水流隔板总面积的比例，即有效面积占比，基本在30％水平。部分商品EDI中，该有效面积占比仅25％。这说明现有EDI技术的单隔板处理效率较低。显然，对于较高的有效面积占比，同样需要提高电极板上，正、负电极占整个电极板的面积占比。

既有EDI技术的另一个共性缺陷是不能提供完全独立的电极水管路系统。在实际的商品EDI中，流经正、负电极表面的电极水最终都是与浓缩水流混为一股水流而排出EDI膜堆，并在整个水处理系统中回收到EDI上游的反渗透膜的进水。由于电极水中含有电极反应产物Cl₂及其溶于水而生成的次氯酸、次氯酸钠等强氧化剂，对各种膜都具有破坏作用，因此对整个水处理系统有严重的不利影响。而采用独立的电极水管路系统，就可以将占整个EDI总水量很低比例，如1-5％的，含有有害物质的电极水单独排放掉，从而避免这种破坏作用。而完全独立的电极水管路系统很大程度上取决于电极板上相应的工艺设计。

再者，部分商品EDI靠近正、负电极的水流隔板与电极板之间，使用与隔板、电极板面积、尺寸完全相同的异相离子交换膜，依靠异相离子交换膜的弹性实现密封。这种密封具有一定程度的不可靠性，尤其是膜在长期不使用，成为干膜而失水的条件下，弹性将减弱，密封效果失去保证。

专利CN201055752Y公开了一种电去离子渗析器中的电极板，包括底板，在底板上开有进水口，出水口，与淡水隔板、浓水隔板连接的螺纹孔，放置在底板上的金属导电板，与金属导电板连接的金属引线。该专利中，电极底板上设置了放置有O型密封圈的密封凹槽，利用O型圈较好地解决了密封问题，但整个电极板上没有独立的电极水孔，无法同时实现与浓、淡水流彻底隔绝，完全独立的电极水流。另外，有效面积占比仍然较低，装置处理效率没有得到提高。

实用新型内容

为解决现有EDI技术及其电极板设计的不足，本实用新型提供了一种电去离子装置用的电极装置，该电极装置包括淡水进水侧电极板和淡水出水侧电极板，所述淡水进水侧电极板包括淡水进水侧电极板本体，所述淡水出水侧电极板包括淡水出水侧电极板；在淡水进水侧电极板本体的一端设有淡水进水孔，在淡水出水侧电极板本体的一端设有淡水出水孔、浓水出水孔、中间极水导出孔和极水出水孔，在淡水出水侧电极板本体的另一端设有浓水进水孔、极水进水孔和中间浓水导入孔；所述淡水进水侧电极板本体和淡水出水侧电极板本体的中部均设下凹的电极材料填充区域。

进一步的，所述淡水进水侧电极板的中部电极材料填充区域外沿设有内外两条密封槽；所述淡水进水孔外沿设有一条密封槽。

进一步的，所述电极材料填充区域下凹尺寸为0.5～2.0mm，其宽度占到电极装置总宽度的65％以上，其长度占到电极装置总长度的60％以上，从而保证了有效面积占比达到40％以上。

进一步的，所述淡水进水侧电极板本体上设有6个定位凹槽。

进一步的，所述淡水进水侧电极板本体的边缘设置有下凹的螺栓孔。

进一步的，所述淡水出水侧电极板本体的中部电极材料填充区域外沿设有内外两条密封槽；所述淡水出水孔、浓水出水孔、极水出水孔、中间极水导出孔、浓水进水孔、极水进水孔和中间极水导入孔的外沿均设有一条密封槽。

进一步的，所述淡水出水侧电极板本体上设有6个定位凸起圆柱。

进一步的，当淡水进水侧电极板作为正极板时，淡水出水侧电极板则作为负极板。

进一步的，当淡水进水侧电极板作为负极板时，淡水出水侧电极板则作为正极板。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型提供的电去离子装置用的电极装置，在淡水进、出水侧电极板本体中部电极材料填充区域外沿均设有两条放置密封圈的密封槽，同时全部的进出水孔外沿也设有一条放置密封圈的密封槽，使得密封性良好，防止内部窜水，外部漏电，安全性能高；

2、本实用新型提供的电去离子装置用的电极装置，在淡水进水侧的电极板上只有一个淡水进水孔，淡水出水孔、浓水进水孔、浓水出水孔、极水进水孔和极水出水孔均设在淡水出水的另一侧电极板上。这种设计使得各种外部水流管路相对集中，方便管理操作；

3、本实用新型提供的电去离子装置用的电极装置，电极有效面积占比达到40％以上，为同面积占比的高效水流隔板，更高效的装置处理效率提供了条件；

4、本实用新型提供的电去离子装置用的电极装置，专门设计有独立的电极进出水孔、中间极水进出水孔，便于实现整个装置的完全独立电极水流，有利于保证整个EDI装置和水处理系统的长期、稳定、安全运行。

附图说明

图1为本实用新型所述一种电去离子装置用的电极装置的淡水进水侧电极板主视图；

图2为本实用新型所述一种电去离子装置用的电极装置的淡水出水侧电极板主视图；

图3为图1和图2所述一种电去离子装置用的电极装置的进出水水流示意图；

附图标记：1-淡水进水侧电极板本体、2-淡水出水侧电极板本体、3-电极材料填充区域、4-淡水进水孔、5-密封槽、6-定位凹槽、7-螺栓孔、8-淡水出水孔、9-浓水出水孔、10-极水出水孔、11-中间极水导出孔、12-浓水进水孔、13-极水进水孔、14-中间极水导入孔、15-定位凸起圆柱。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施方式作具体说明：

本实用新型提供的一种电去离子装置用的电极装置，主要包括一对电极板，其中选淡水进水侧电极板为正极板，淡水出水侧电极板为负极板。如图1所示，淡水进水侧电极板本体1的外形尺寸为668mm*330mm，其中部设电极材料填充区域3用以放置正电极本体，其尺寸为404mm*222mm，下凹1mm，下凹尺寸即为所用正电极本体的厚度，即在装入正电极后，电极表面与正电极板本体表面处于同一平面上。电极本体宽度达到正极板本体宽度的67.3％，长度达到电极板长度的60.5％，总有效面积占比达到40.7％。淡水进水侧电极板本体1上端设有淡水进水孔4；淡水进水侧电极板本体1的中部电极材料填充区域3外沿设有内外两道放置密封圈的密封槽5，其中分别放置硅橡胶材质的弹性密封圈。同样，淡水进水孔4外沿也设有一条密封槽5，并在其中设置O型密封圈，起到密封的作用，防止膜堆内部窜水，外部漏电。淡水进水侧电极板本体1上设有6个定位凹槽6，用于在组装EDI膜堆装置时，配合与其相邻的正极隔板上同样位置的6个尺寸匹配的定位凸起圆柱，起到精准定位的作用。淡水进水侧电极板本体1边缘的螺栓孔7下凹，用于在组装EDI膜堆装置时，配合与其邻近的电去离子淡水流隔板边缘的螺栓孔上凸，穿过正极室隔板卡入凹槽6处，同样起到定位的作用。

如图2所示，淡水出水侧电极板作为负极板，淡水出水侧电极板本体2的中部设电极材料填充区域3用以放置负电极本体，其尺寸为404mm*222mm，下凹1mm，下凹尺寸即为所用负电极本体的厚度，即在装入负电极后，电极表面与负电极板本体表面处于同一平面上。电极本体宽度达到正极板本体宽度的67.3％，长度达到电极板长度的60.5％，总有效面积占比达到40.7％。淡水出水侧电极板本体2的上端设有淡水出水孔8、浓水出水孔9、极水出水孔10和中间极水导出孔11；淡水出水侧电极板本体2的下端设有浓水进水孔12、极水进水孔13和中间极水导入孔14。同淡水进水侧电极板一样，淡水出水侧电极板本体2中部电极材料填充区域3外沿设有内外两道放置密封圈的密封槽5，其中分别放置硅橡胶材质的弹性密封圈；所述淡水出水孔8、浓水出水孔9、极水出水孔10、中间极水导出孔11、浓水进水孔12、极水进水孔13和中间极水导入孔14外沿也设有一条密封槽5，内置弹性O型密封圈，起到密封的作用。淡水出水侧电极板本体2上还设有6个定位凸起圆柱15，用于配合与其相邻的负极隔板同样位置上的6个尺寸匹配的定位凹槽，起到精准定位的作用。

图3为本实用新型提供的一种电去离子装置用的电极装置实施例进出水水流示意图。本实施例中，淡水原水由一侧电极的淡水进水孔4导入EDI膜堆，由淡水出水孔8导出；浓水由浓水进水孔12导入，由浓水出水孔9导出。电极水流具有完全独立的电极水管路：首先由淡水出水侧的极水进水孔13导入，在由下往上只流经该侧的一张电极水流隔板后，即由该侧电极板上方的中间极水导出孔11导出，由外部管路重新经中间极水导入孔14进入EDI膜堆，经所有膜堆内水流隔板上对应部位的极水孔到达淡水进水侧的电极水流隔板；再经该电极水流隔板由下往上，穿越全部水流隔板上方相应位置的极水孔，到达淡水出水侧的极水出水孔10，从而排出EDI膜堆。这一完全独立的电极水系统，避免了有害电极反应对整个水路系统的破坏，克服了既有电去离子装置中电极水和浓缩水互相混合的缺陷。

本实施例中，电极有效面积占比达到40.7％，完全独立的电极水流与浓、淡水流完全隔离，电去离子装置的处理效率更高，运行更安全。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电去离子装置用的电极装置，包括淡水进水侧电极板和淡水出水侧电极板，所述淡水进水侧电极板包括淡水进水侧电极板本体(1)，所述淡水出水侧电极板包括淡水出水侧电极板(2)，其特征在于，在淡水进水侧电极板本体(1)的一端设有淡水进水孔(4)，在淡水出水侧电极板本体(2)的一端设有淡水出水孔(8)、浓水出水孔(9)、中间极水导出孔(11)和极水出水孔(10)，在淡水出水侧电极板本体(2)的另一端设有浓水进水孔(12)、极水进水孔(13)和中间浓水导入孔(14)；所述淡水进水侧电极板本体(1)和淡水出水侧电极板本体(2)的中部均设下凹的电极材料填充区域(3)。

2.根据权利要求1所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于，所述淡水进水侧电极板本体(1)的中部电极材料填充区域(3)外沿设有内外两条密封槽(5)；所述淡水进水孔(4)外沿也设有一条密封槽(5)。

3.根据权利要求1所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于，所述电极材料填充区域(3)的下凹尺寸为0.5～2.0mm，其宽度占到电极装置总宽度的65％以上，其长度占到电极装置总长度的60％以上。

4.根据权利要求2所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于：所述淡水进水侧电极板本体(1)上设有6个定位凹槽(6)。

5.根据权利要求2所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于：所述淡水进水侧电极板本体(1)的边缘设置有下凹的螺栓孔(7)。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于：所述淡水出水侧电极板本体(2)的中部电极材料填充区域(3)外沿设有内外两条密封槽(5)；所述淡水出水孔(8)、浓水出水孔(9)、极水出水孔(10)、中间极水导出孔(11)、浓水进水孔(12)、极水进水孔(13)和中间极水导入孔(14)的外沿均设有一条密封槽(5)。

7.根据权利要求6所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于：所述淡水出水侧电极板本体(2)上设有6个定位凸起圆柱(15)。

8.根据权利要求1所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于，当以淡水进水侧电极板作为正极板时，淡水出水侧电极板则作为负极板。

9.根据权利要求1所述的一种电去离子装置用的电极装置，其特征在于，当以淡水进水侧电极板作为负极板时，淡水出水侧电极板则作为正极板。