CN207918499U - 一种用于电渗析海水淡化的膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电渗析水处理技术领域，具体涉及一种用于电渗析海水淡化的膜组件。包括至少一组膜对和两电极板，两电极板平行布置在膜对两端，所述膜对由一张低面电阻均相离子交换阳膜、一张隔板、一张低面电阻均相离子交换阴膜、一张隔板依次交叉排列组成；膜对多少可根据使用需求进行调节增加或减少。本实用新型其设计特点主要在于采用具有特殊膜传质特性的均相离子交换膜，使得膜组件具备电阻低、电流效率高的特点；同时所采用的均相离子交换膜能够抗更高的钙离子浓度而减少膜污染，降低了对海水预处理要求的，能够进一步降低海水淡化过程成本。

Description

一种用于电渗析海水淡化的膜组件

技术领域

本实用新型涉及电渗析水处理技术领域，具体涉及一种用于电渗析海水淡化的膜组件。

背景技术

电渗析技术是以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，将带电组分的盐类与非带电组分的水分离的薄膜分离技术，这种技术利用离子交换膜的特性，使水得到淡化除盐。电渗析水处理技术首先被用于苦咸水的淡化，而后逐步扩大到海水淡化和制取工业纯水的应用中。

根据中国海水淡化年鉴（2013）统计报告，在全球脱盐技术诸多方法中，多级闪蒸法占据22%的市场容量，反渗透法占有65%、而电渗析法/去离子法仅占3%。近年来我国电渗析技术发展较快，在离子交换膜、隔板、电极等主要装置部分与本体结构的研究方面都有所创新，装置在向定型化、标准化发展。然而，电渗析技术在海水淡化方面的应用，由于耗电量高仍然受到较大的限制。

影响电渗析脱盐过程能耗的因素很多，其中很重要的一个因素是电渗析组件的设计和选择。电渗析过程在发生的离子迁移的过程中，伴随水合离子的迁移、浓差引起电解质扩散和、压差引起的水分子渗透等多种复杂过程。这些过程都将影响电渗析脱盐的效率从而增加脱盐处理的成本，对电渗析膜组件的组装和设计都提出了更高的要求。

发明内容

为了进一步开发低能耗电渗析海水淡化工艺，本实用新型提出一种海水淡化用的电渗析膜组件。其设计特点主要在于采用具有特殊膜传质特性的均相离子交换膜，使得膜组件具备电阻低、电流效率高的特点；同时所采用的均相离子交换膜能够抗更高的钙离子浓度而减少膜污染，降低了对海水预处理要求的，能够进一步降低海水淡化过程成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于电渗析海水淡化的膜组件，包括至少一组膜对和两电极板，两电极板平行布置在膜对两端，所述膜对由一张低面电阻均相离子交换阳膜、一张隔板、一张低面电阻均相离子交换阴膜、一张隔板依次交叉排列组成；膜对多少可根据使用需求进行调节增加或减少。

进一步的，所述隔板由橡胶隔板框和PET编制隔板网通过热电粘合方式连接而成，隔板网上设有异形流道，所述异形流道设计能够促进液体湍流搅动，减少膜-液界面层的扩散层厚度，提供电流效率；同时隔板起到支撑膜面、密封隔室周边，保证隔室内部液流不外漏的作用。

所述电极板为耐强电流的钛材质涂覆钌铱贵金属电极板，具有导电性能好、机械强度高、电化学性能稳定、加工方便等特点。

进一步的，所述低面电阻均相离子交换阳膜厚度<50 μm，面电阻为0.5-1.5Ω/cm²，迁移数>96%，富含-COOH、-SO₃H基团，具备面电阻极低的前提下，同时具备高钙容忍度，使得膜组件电阻低，进而运行能耗低；同时高钙容忍度的特性，能够减少膜材料因钙离子浓度高引起的结垢堵塞污染，降低了对海水预处理要求的，进而能够进一步降低海水淡化过程成本。

进一步的，所述低面电阻均相离子交换阴膜厚度<50 μm，面电阻为1-2Ω/cm²，迁移数>96%，并经过富勒烯特殊改性，提高了材料迁移数，进而提高了脱盐效率。

区别于现有技术，上述技术方案相比于现有技术具有以下技术特征：

本实用新型的海水淡化用电渗析膜组件采用高钙容忍度、低面电阻的均相离子交换阳膜和富勒烯改性的低面电阻均相离子交换阴膜，使得膜堆应用具备能耗极低、电流效率高、脱盐效率高的特点，适用于海水脱盐过程，解决海水淡化预处理要求高、处理能耗高的问题；膜组件设计灵活，膜对数、膜尺寸可调整，脱盐效率高，能耗低，膜组件大小可根据海水淡化规模进行设计。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的立体结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例的正视图。

图3为本实用新型具体实施例的侧视图。

图4为本实用新型具体实施例的俯视图。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，本实施例的一种用于电渗析海水淡化的膜组件，包括至少一组膜对1和两电极板2，3，两电极板2,3平行布置在膜对1两端，所述膜对1由一张低面电阻均相离子交换阳膜、一张隔板、一张低面电阻均相离子交换阴膜、一张隔板依次交叉排列组成；膜对多少可根据使用需求进行调节增加或减少；电极板2，3各侧端设有进出水管路4，

本实施例中，所述隔板由橡胶隔板框和PET编制隔板网通过热电粘合方式连接而成，隔板网上设有异形流道，所述异形流道设计能够促进液体湍流搅动，减少膜-液界面层的扩散层厚度，提供电流效率；同时隔板起到支撑膜面、密封隔室周边，保证隔室内部液流不外漏的作用。

所述电极板为耐强电流的钛材质涂覆钌铱贵金属电极板，具有导电性能好、机械强度高、电化学性能稳定、加工方便等特点。

本实施例中，所述低面电阻均相离子交换阳膜厚度<50 μm，面电阻为0.5-1.5Ω/cm²，迁移数>96%，富含-COOH、-SO₃H基团，具备面电阻极低的前提下，同时具备高钙容忍度，使得膜组件电阻低，进而运行能耗低；同时高钙容忍度的特性，能够减少膜材料因钙离子浓度高引起的结垢堵塞污染，降低了对海水预处理要求的，进而能够进一步降低海水淡化过程成本。

本实施例中，所述低面电阻均相离子交换阴膜厚度<50 μm，面电阻为1-2Ω/cm²，迁移数>96%，并经过富勒烯特殊改性，提高了材料迁移数，进而提高了脱盐效率。

本实施例的海水淡化用电渗析膜组件采用高钙容忍度、低面电阻的均相离子交换阳膜和富勒烯改性的低面电阻均相离子交换阴膜，使得膜堆应用具备能耗极低、电流效率高、脱盐效率高的特点，适用于海水脱盐过程，解决海水淡化预处理要求高、处理能耗高的问题；膜组件设计灵活，膜对数、膜尺寸可调整，脱盐效率高，能耗低，膜组件大小可根据海水淡化规模进行设计。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于电渗析海水淡化的膜组件，其特征在于：包括至少一组膜对和两电极板，两电极板平行布置在膜对两端，

所述膜对由一张低面电阻均相离子交换阳膜、一张隔板、一张低面电阻均相离子交换阴膜、一张隔板依次交叉排列组成，

所述隔板由橡胶隔板框和PET编制隔板网通过热电粘合方式连接而成，隔板网上设有异形流道，

所述电极板为耐强电流的钛材质涂覆钌铱贵金属电极板。

2.根据权利要求1所述的一种用于电渗析海水淡化的膜组件，其特征在于：所述低面电阻均相离子交换阳膜厚度<50 μm，面电阻为0.5-1.5Ω/cm²，迁移数>96%。

3.根据权利要求1所述的一种用于电渗析海水淡化的膜组件，其特征在于：所述低面电阻均相离子交换阴膜厚度<50 μm，面电阻为1-2Ω/cm²，迁移数>96%，所述低面电阻均相离子交换阴膜为富勒烯改性的低面电阻均相离子交换阴膜。