CN214400099U - 一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置及系统，连续制水装置包括壳体和盖板，所述壳体和盖板构成了中空的容纳空间，所述中空的容纳空间由内致外依次设置有阳极、双头螺杆、阴极和环形布水器，所述环形布水器内填充有混合离子交换树脂，所述环形布水器下端设置有压板，所述阳极上端为滤芯端口，所述壳体上端开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有导电螺杆，所述壳体侧面设有高纯水进/出口。本实用新型克服了混床化学再生所存在的环境污染和劳动强度大，操作麻烦，自动化程度低的问题。它适用于高纯水的制备、电镀漂洗等含重金属离子的废水的净化以及其它以去除离子性杂质为目的的水与废水处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及纯水制备技术领域，具体而言，涉及一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置及系统。
背景技术
电力、半导体、医药、化工等行业在生产过程中常需消耗大量高纯水。高纯水的制备，国内外先后经历了三代处理工艺。第一代为“预处理+离子交换”，其中预处理主要用于去除胶体与细小的悬浮颗粒，而离子交换则用于去除离子态杂质。作为第一代核心的离子交换，虽净化效率高，但操作麻烦，劳动强度大，且再生过程中有大量酸碱废水产生，不利于环保。随着反渗透与电渗析等膜分离技术的快速发展，从上世纪70年代开始，逐渐形成了“预处理+膜分离+离子交换”的第二代工艺。由于膜分离能去除水中大部分溶解性杂质，因此离子交换的再生次数明显减少，使劳动强度与酸碱废水产生量得以大幅下降。1987年，美国的密理博公司推出了革命性的电去离子技术(EDI) 产品，由此引发了第三代工艺“预处理+膜分离+EDI”的诞生。EDI 充分发挥了离子交换与电渗析两者的技术特长，不仅处理效率高，而且无需化学再生，环境友好，操作简便。但是，EDI目前尚存在装置结构复杂，制作成本高，维修困难，运行过程中易产生膜污染等问题。这使得一些处理规模大的用户，如电厂，宁愿选择离子交换，而不愿使用EDI。
近年来，EDI技术有了新突破。已授权的发明专利(专利号 ZL200710159006.3)介绍了一种基于等同滤芯电极的无膜离子交换树脂电再生方法。原理上，基于等同滤芯电极的无膜离子交换树脂电再生反应器利用电极反应及水解离产生的OH-和H+对失效的混床离子交换树脂、螯合树脂等进行复苏和再生，由于省却了昂贵的离子交换膜，避免了由于膜本身性质导致的诸如膜堵塞和结垢等缺陷。在此基础上，已授权的实用新型专利(专利号ZL202020570621.4)开发了一种基于滤芯电极的无膜离子交换树脂电再生装置，进一步优化了装置结构，有效解决了水力偏流和阴极结垢的问题，在工业给水和污水深度脱盐领域具有广阔的市场应用前景。
然而，目前的以上开发的装置存在着以下缺点：1、只能间歇运行，不能连续制水，很难实现工业化应用。2、在实际应用过程中出现了弹簧推力杯平衡性较差、阴阳电极接线柱间距过小导致短路放电等问题，装置结构还需进一步优化。综上所述，亟需发明一种可以连续稳定制水的，装置结构优化的集成装置及系统。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置及系统，解决了现有技术无法连续制水的问题。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，包括壳体和盖板，所述壳体和盖板构成了中空的容纳空间，所述中空的容纳空间由内致外依次设置有阳极、双头螺杆、阴极和环形布水器，所述环形布水器内填充有混合离子交换树脂，所述环形布水器下端设置有压板，所述阳极上端为滤芯端口，所述壳体上端开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有导电螺杆，所述壳体侧面设有高纯水进/出口。
优选地，所述阴极外表面覆盖有滤布，所述滤布孔径为0.05～ 0.1mm。
优选地，所述压板下表面用压板螺母固定双头螺杆一端，所述双头螺杆另一端固定于内嵌于壳体的内嵌螺母。
优选地，所述盖板与壳体用盖板螺杆和盖板螺母固定。
优选地，所述阳极用壳体上端面的阳极固定螺母固定，所述导电螺杆用壳体上端面的导电螺杆固定螺母固定，所述导电螺杆与阴极连接。
优选地，所述压板与环形布水器间安装有内密封圈；所述盖板与壳体间装有外密封圈。
优选地，所述阳极为涂钌铱钛电极，所述阳极设置在阴极的纵向中心轴线位置，所述阴极为圆柱体环状多孔网，孔径为0.2～1.0mm。
优选地，所述混合离子交换树脂为强酸强碱混合树脂单层填充，或者强酸强碱混合树脂、弱酸强碱混合树脂的双层填充或者强酸强碱混合树脂、强酸弱碱混合树脂两层填充，或者强酸强碱混合树脂、弱酸强碱混合树脂、强酸弱碱混合树脂三层填充。
优选地，所述壳体使用玻璃钢或钢衬塑料。
本实用新型还提供了一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水系统，由两个或两个以上结构相同的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置组成，每个装置的滤芯端口接有原水/浓水二通阀，原水/浓水二通阀的另一端接有原水进二通自动阀和浓水出二通自动阀，其中原水进二通自动阀的另一端与原水管相连接，原水管与原水泵相连接，原水泵与原水箱相连接，浓水出二通自动阀的另一端与浓水管相连接；每个装置的侧边左下方的高纯水进/出口接有高纯水进/ 出二通阀，高纯水进/出二通阀的另一端接有高纯水出二通自动阀和高纯水进二通自动阀，其中高纯水出二通自动阀的另一端与高纯水出水管相连接，高纯水进二通自动阀的另一端与高纯水进水管相连接。
本实用新型的有益效果在于：
1、由于本实用新型采用混合离子交换树脂再生用电，不需使用化学试剂，从而减少了大量的酸碱废水的排放，绿色环保；
2、本实用新型的混合离子交换树脂的再生和水处理在同一个设备里进行，无树脂损耗，操作简单，劳动强度低；
3、本实用新型进一步优化了装置结构，所采用的集成系统能连续、稳定地制备高纯水；
4、本实用新型适用于高纯水制备、电镀漂洗等含重金属离子的废水的净化以及以去除离子型杂质为目的的其他水与废水的处理。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型装置的结构原理图。
图2为本实用新型装置的俯视图。
图3为本实用新型系统的示意图。
附图标号说明：
1、壳体；2、高纯水进/出口3、阴极；4、滤布；5、阳极；6、阳极固定螺母；7、混合离子交换树脂；8、环形布水器；9、双头螺杆；10、内嵌螺母；11、滤芯端口；12、导电螺杆；13、导电螺杆固定螺母；14、压板螺母；15、盖板；16、压板；17、内密封圈；18、外密封圈；19、盖板螺杆；20、盖板螺母；21、原水/浓水二通阀； 22、原水进二通自动阀；23、浓水出二通自动阀；24、高纯水进/出二通阀；25、高纯水出二通自动阀；26、高纯水进二通自动阀；27、原水箱；28、原水泵；29、浓水管；30、原水管；31、高纯水出水管； 32、高纯水进水管；33、高纯水箱；34、高纯水泵。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种技术方案：一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，结构如图1、图2所示，包括壳体1和盖板15，壳体1使用玻璃钢或钢衬塑料，盖板15与壳体1用盖板螺杆19和盖板螺母20固定并加装外密封圈18。壳体1和盖板15构成了中空的容纳空间，中空的容纳空间由内致外依次设置有阳极5、双头螺杆9、阴极3和环形布水器8，环形布水器8内填充有混合离子交换树脂7，混合离子交换树脂7为强酸强碱混合树脂单层填充，或者强酸强碱混合树脂、弱酸强碱混合树脂的双层填充或者强酸强碱混合树脂、强酸弱碱混合树脂两层填充，或者强酸强碱混合树脂、弱酸强碱混合树脂、强酸弱碱混合树脂三层填充。环形布水器8上均匀分布着孔径为 3mm，间距为10mm的小孔，环形布水器8下端设置有压板16，压板16与环形布水器8间安装有内密封圈17。压板16下表面用压板螺母14固定双头螺杆9一端，双头螺杆9另一端固定于内嵌于壳体 1的内嵌螺母10。阴极3为孔径为0.2～1.0mm的圆柱体环状多孔钛网，阴极3外表面覆盖有孔径为0.05～0.1mm滤布4。阳极5为涂钌铱钛电极，设置在阴极3的纵向中心轴线位置并用阳极固定螺母6固定在壳体1上端面，阳极5上端为滤芯端口11。壳体上端开设有第一通孔，第一通孔内设置有导电螺杆12，导电螺杆12用电螺杆固定螺母13固定在壳体1上端面，导电螺杆12另一端与阴极3连接，壳体1侧面设有高纯水进/出口2。
本实用新型的单个连续制水装置采取间歇操作，处理与再生交替进行。处理时，水流由滤芯端口11经钛滤芯阳极5后进入混合离子交换树脂7，在混合离子交换树脂7的作用下，原水中的离子态物质被有效的去除；净化后的水再依次穿过阴极3、滤布4、环形布水器8，然后从高纯水进/出口2流出。
再生时，直流电源向其供电，利用钛滤芯阳极5和阴极3上水离解以及离子交换树脂交界面上的水电离，产生大量的H+和OH-离子，并利用所产生的H+和OH-离子对失效的离子交换树脂进行再生，使其转化为RH型或者ROH型，与此同时，高纯水由高纯水进/出口22进入，依次穿过环形布水器8、滤布4、阴极3和混合离子交换树脂 7；再生出的离子则进入水中随再生水流一起流入钛滤芯阳极5内部，最终从钛滤芯端口11排出。
如图3所示，本实用新型提供一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水系统，由两个或两个以上结构相同的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置组成，每个装置的滤芯端口11接有原水/浓水二通阀21，原水/浓水二通阀21的另一端接有原水进二通自动阀22和浓水出二通自动阀23，其中原水进二通自动阀22的另一端与原水管30相连接，原水管30与原水泵28相连接，原水泵28与原水箱27 相连接，浓水出二通自动阀23的另一端与浓水管29相连接；每个装置的侧边左下方的高纯水进/出口2接有高纯水进/出二通阀24，高纯水进/出二通阀24的另一端接有高纯水出二通自动阀25和高纯水进二通自动阀26，其中高纯水出二通自动阀25的另一端与高纯水出水管31相连接，高纯水进二通自动阀26的另一端与高纯水进水管32 相连接。
实施例
系统内各个连续制水装置轮流再生，即当第1个装置失效后，关闭第1个装置滤芯端口11上原水进二通自动阀22和左侧下方高纯水出二通自动阀25，同时打开第1个装置滤芯端口11上浓水出二通自动阀23和左侧下方高纯水进二通自动阀26，开启高纯水泵34，将高纯水箱33内高纯水泵入第1个装置，同时开启直流电源，对第1装置电进行再生，其余装置处于处理状态；第1装置再生完毕后，又对第2装置进行再生，其余装置处于处理状态，依次类推。这样，制水可连续进行。常通的原水/浓水二通阀21和高纯水进/出二通阀24为手动阀，主要用于各个装置与系统间的隔离，以便对装置进行检修。二通自动阀为气动阀、电动阀、电磁阀等自动阀。两个二通自动阀也可用1个三通自动阀代替。处理过程与再生过程的切换，均采用自动控制、自动操作。系统使用两个直流电源，一用一备。大规模制水时，可采用多个相互独立、并联运行的上述电混床集成系统。
电导率约5us/cm的二级反渗透出水采用图1所示的处理装置进行处理。处理时进水流量约800L/h，处理时间约160分钟时出水电导率为0.090us/cm，则处理结束。对失效的混合离子交换树脂进行电再生，再生电压为80V，再生电流为7.0～9.0A，再生时间为10分钟，再生流量为600L/h，再生液平均电导率约为173us/cm，水回收率为 95.3％。
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发明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 (9)
1.一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：包括壳体(1)和盖板(15)，所述壳体(1)和盖板(15)构成了中空的容纳空间，所述中空的容纳空间由内致外依次设置有阳极(5)、双头螺杆(9)、阴极(3)和环形布水器(8)，所述环形布水器(8)内填充有混合离子交换树脂(7)，所述环形布水器(8)下端设置有压板(16)，所述阳极(5)上端为滤芯端口(11)，所述壳体上端开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有导电螺杆(12)，所述壳体(1)侧面设有高纯水进/出口(2)。
2.根据权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：所述阴极(3)外表面覆盖有滤布(4)，所述滤布(4)孔径为0.05～0.1mm。
3.根据权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：所述压板(16)下表面用压板螺母(14)固定双头螺杆(9)一端，所述双头螺杆(9)另一端固定于内嵌于壳体(1)的内嵌螺母(10)。
4.根据权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：所述盖板(15)与壳体(1)用盖板螺杆(19)和盖板螺母(20)固定。
5.根据权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：所述阳极(5)用壳体(1)上端面的阳极固定螺母(6)固定，所述导电螺杆(12)用壳体(1)上端面的导电螺杆固定螺母(13)固定，所述导电螺杆(12)与阴极(3)连接。
6.根据权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：所述压板(16)与环形布水器(8)间安装有内密封圈(17)；所述盖板(15)与壳体(1)间装有外密封圈(18)。
7.根据权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：所述阳极(5)和阴极(3)为涂钌铱钛电极，所述阳极(5)设置在阴极(3)的纵向中心轴线位置，所述阴极(3) 为圆柱体环状多孔网，孔径为0.2～1.0mm。
8.根据权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置，其特征在于：所述壳体(1)使用玻璃钢或钢衬塑料。
9.一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水系统，其特征在于，由两个或两个以上结构相同的如权利要求1所述的基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置组成，每个装置的滤芯端口(11)接有原水/浓水二通阀(21)，原水/浓水二通阀(21)的另一端接有原水进二通自动阀(22)和浓水出二通自动阀(23)，其中原水进二通自动阀(22)的另一端与原水管(30)相连接，原水管(30)与原水泵(28)相连接，原水泵(28)与原水箱(27)相连接，浓水出二通自动阀(23)的另一端与浓水管(29)相连接；每个装置的侧边左下方的高纯水进/出口(2)接有高纯水进/出二通阀(24)，高纯水进/出二通阀(24)的另一端接有高纯水出二通自动阀(25)和高纯水进二通自动阀(26)，其中高纯水出二通自动阀(25)的另一端与高纯水出水管(31)相连接，高纯水进二通自动阀(26)的另一端与高纯水进水管(32)相连接。
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| CN202023010524.9U CN214400099U (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水装置及系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112679001A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-20 | 大连平源环保科技有限公司 | 一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水系统 |
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2020
- 2020-12-14 CN CN202023010524.9U patent/CN214400099U/zh active Active
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| CN112679001A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-20 | 大连平源环保科技有限公司 | 一种基于等同滤芯的无膜电去离子连续制水系统 |
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