CN219168139U - 一种电渗析电极隔室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电渗析电极隔室，作为单个处理结构用于与外部管路组合形成综合高盐污水处理设备，包括壳体，所述壳体具有两个开口并在开口上设有盖子密封；壳体内部具有若干相互嵌套的离子交换膜，并由离子交换膜将壳体内部分隔形成若干独立空间；盖子扣合在壳体上并与若干离子交换膜抵住将独立空间密封间隔，在盖子上设有连通壳体内阳电极和阴电极的线缆，在盖子上还设有连通所有独立空间的进水管，以及连接间隔独立空间的浓缩管、清水管。

Description

一种电渗析电极隔室

技术领域

本实用新型属于电渗析设备技术领域，具体涉及一种电渗析电极隔室。

背景技术

利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法，它是20世纪50年代发展起来的一种新技术，最初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业，尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视，例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。

电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合；在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳离子可以透过阳离子交换膜，阴离子可以透过阴离子交换膜)，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的。

电渗析使用的半渗透膜其实是一种离子交换膜。这种离子交换膜按离子的电荷性质可分为阳离子交换膜(阳膜)和阴离子交换膜(阴膜)两种。在电解质水溶液中，阳膜允许阳离子透过而排斥阻挡阴离子，阴膜允许阴离子透过而排斥阻挡阳离子，这就是离子交换膜的选择透过性。在电渗析过程中，离子交换膜不像离子交换树脂那样与水溶液中的某种离子发生交换，而只是对不同电性的离子起到选择性透过作用，即离子交换膜不需再生。电渗析工艺的电极和膜组成的隔室称为极室，即为电极隔室，用于将内部空间分隔为若干独立空间供不同离子聚集并随液体排出。

这种设备一般针对于高浓度液体进行处理，从而获得较为澄清的低浓度液体。现有的设备具有槽式和管式两种普遍类型，其中槽式内设有若干膜板在两个电极之间将空间分隔形成不同浓度液体排出空间，而管式则以管状的结构作为独立的空间，每个管子内均设有完整的电极和膜片，通过统一的管道进行供水，这种结构维护时只需要将其单独拆下即可，而不影响其他管子的处理过程。但现有的这种管式设备一般为固定结构，只能是更换不能拆开将其内部的对应结构进行更换，其成本较高。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种电渗析电极隔室的结构，通过可拆卸的结构设计，能够在将整个电极隔室从处理设备上拆卸下来后将其拆分维护，从而降低使用和维护成本。

本实用新型所采用的技术方案为：

第一方面，本实用新型提供一种电渗析电极隔室，作为单个处理结构用于与外部管路组合形成综合高盐污水处理设备，包括壳体，所述壳体具有两个开口并在开口上设有盖子密封；

壳体内部具有若干相互嵌套的离子交换膜，并由离子交换膜将壳体内部分隔形成若干独立空间；

盖子扣合在壳体上并与若干离子交换膜抵住将独立空间密封间隔，在盖子上设有连通壳体内阳电极和阴电极的线缆，在盖子上还设有连通所有独立空间的进水管，以及连接间隔独立空间的浓缩管、清水管。

结合第一方面，本实用新型公开第一方面的第一种实施方式，在壳体开口处设有将离子交换膜端部夹住的固定夹环，所述固定夹环上从内向外依次设有若干环形的夹条，所述夹条一端具有容纳离子交换膜端部插入的沉槽，另一端具有向外凸起的凸环；

所述盖子内端面设有容纳凸环插入的环形槽，所述环形槽的宽度小于凸环的宽度。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型公开第一方面的第二种实施方式，所述阴电极为设置在壳体内壁上的环形结构，在壳体开口处设有沉台，所述阴电极具有卡在沉台上的环部；在盖子上设有插入并抵住任意环部的阴极线，通过阴极线与外部线缆连接。

结合第一方面的第二种实施方式，本实用新型公开第一方面的第三种实施方式，所述阳电极为设置在壳体中线处的杆件，阳电极一端从任意盖子中部穿出并与外部线缆连接。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型公开第一方面的第四种实施方式，所述壳体为管状结构，一侧盖子为顶盖，顶盖中部具有供阳电极穿出的通孔，并在通孔间隙处设有密封橡胶圈；在顶盖内设有若干环形的布水腔，并在顶盖的内端面设有对应每个独立空间的布水孔，布水孔与布水腔连通，所述进水管与布水腔连通；

另一侧盖子为底盖，所述底盖内设有相互独立的浓缩腔和清水腔，底盖内端面设有若干底孔，其中部分底孔与浓缩腔连通用于将属于浓缩池的独立空间的液体导出，另外部分底孔与清水腔连通用于将属于清水池的独立空间的液体导出。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型公开第一方面的第五种实施方式，所述壳体通过法兰与盖子连接。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型公开第一方面的第六种实施方式，所述壳体通过架子固定在地面上。

需要说明的是，本实施例中所涉及到的电渗析电极隔室仅是作为电渗析处理高盐度废水的一个主要反应部件，且其处理原理与现有技术一致，仅是对其结构进行优化改进。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过一体式的壳体结构，在两侧设有的盖子与内部的离子交换膜配合，从而在壳体内形成若干的独立空间，并通过在盖子上进行结构优化，从而设置有对应的水管和电极结构，从而在壳体内完成对应的电渗析处理；

同时，通过设有的固定夹环结构能够先将壳体内的离子交换膜先进行固定，然后再通过盖子设有的环槽与固定夹环配合形成密封，采用这种结构能够在安装盖子前已经将较薄的离子交换膜进行预固定，避免直接采用盖子扣合无法形成较好的密封间隔效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例中采用管型结构的电极隔室的第一轴测图；

图2是本实用新型实施例中采用管型结构的电极隔室的第二轴测图；

图3是本实用新型实施例中采用管型结构的电极隔室的爆炸示意图；

图4是本实用新型实施例中电极隔室的固定夹环的轴测图；

图5是本实用新型实施例中采用管型结构的电极隔室的平面图；

图6是本实用新型图5中沿C-C剖切线剖切后的截面示意图；

图7是本实用新型图6中A局部的放大示意图；

图8是本实用新型图6中B局部的放大示意图。

图中：1-壳体，2-顶盖，3-阳电极，4-阴极线，5-底盖，6-浓缩管，7-清水管，8-固定夹环，8.1-夹条，9-布水腔，10-进水管，11-阳膜，12-阴膜，13-浓缩腔，14-浓缩连管，15-清水腔，16-清水连管，17-阴电极。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种电渗析电极隔室，作为单个处理结构用于与外部管路组合形成综合高盐污水处理设备。其中，该电极隔室为一个密封容器，外部管路包括连通该电极隔室的管道、提供进/出水动力的泵和电控/手控的阀门等结构。现有的电渗析污水处理系统中均具备上述结构，本实施例中仅对其核心处理部分进行优化。

具体来说，如图1-图8所示，整个电极隔室包括一个一体式的壳体1，在壳体1两侧设有两个开口，在开口上设有盖子密封；壳体1内部具有若干相互嵌套的离子交换膜，并由离子交换膜将壳体1内部分隔形成若干独立空间；盖子扣合在壳体1上并与若干离子交换膜抵住将独立空间密封间隔，在盖子上设有连通壳体1内阳电极3和阴电极17的线缆，在盖子上还设有连通所有独立空间的进水管10，以及连接间隔独立空间的浓缩管6、清水管7。

其中，离子交换膜用于将壳体1内的空间沿两侧开口方向分隔为内外若干个独立空间，利用现有的电渗析原理，从而在离子交换膜之间形成清水空间和浓缩空间，并通过浓缩管6和清水管7向外排出。而进水通过进水管10能够进入电极和离子交换膜之间的独立空间内，由电极所在独立空间形成阳离子/阴离子，并通过离子交换膜进入其间富集。

进一步地，如图3所示，在壳体1开口处设有将离子交换膜端部夹住的固定夹环8，所述固定夹环8上从内向外依次设有若干环形的夹条8.1，所述夹条8.1一端具有容纳离子交换膜端部插入的沉槽，另一端具有向外凸起的凸环；盖子内端面设有容纳凸环插入的环形槽，环形槽的宽度小于凸环的宽度。

图4中展示了单独的一个固定夹环8的结构，本实施例中的固定夹环8具有一个最外层的环结构，在环结构内等间距设有五个环形的夹条8.1，通过连接块连接形成同圆心圆环结构。而夹条8.1在轴线方向上的尺寸大于外部的环结构，主要用于连接离子交换膜与盖子。因为常规的离子交换膜即使在其边缘处设有硬质的环形结构，但其较薄的特征导致其两端的环形结构本身并不能在无外部限制的条件下形成标准的圆形。若直接将盖子扣合上去，无法确定多层的离子交换膜的端部都与盖子之间形成较好的密封连接关系。故设有的固定夹环8结构能够先对嵌套的多层离子交换膜的两端进行预固定，并通过两段式的结构，在其一侧形成的凸环与盖子环形槽嵌入形成密封，避免因离子交换膜过大的张力影响夹条8.1本身的形态变化。同时通过固定夹环8也能够限制每张离子交换膜之间的间隙。

进一步地，阴电极17为设置在壳体1内壁上的环形结构，在壳体1开口处设有沉台，所述阴电极17具有卡在沉台上的环部；在盖子上设有插入并抵住任意环部的阴极线4，通过阴极线4与外部线缆连接。

而阳电极3为设置在壳体1中线处的杆件，阳电极3一端从任意盖子中部穿出并与外部线缆连接。在另一端盖子中部设有容纳作为阳电极3的杆件的槽，安装时，如图3所示，可将阳电极3先插入一侧已经安装好的盖子上，然后再安装另一侧盖子使其端部从盖子中部的孔穿出。

进一步地，如图所示，壳体1为管状结构，一侧盖子为顶盖2，顶盖2中部具有供阳电极3穿出的通孔，并在通孔间隙处设有密封橡胶圈；在顶盖2内设有若干环形的布水腔9，并在顶盖2的内端面设有对应每个独立空间的布水孔，布水孔与布水腔9连通，所述进水管10与布水腔9连通。

在图7中可以看到，图中展示了顶盖2的部分剖面放大图。顶盖2上的若干环形的布水腔9与壳体1内由离子交换膜形成的若干独立空间对应，每个独立空间均设有与布水腔9连通的布水孔。图中的截面则展示了一排布水孔，通过向布水腔9中统一供水，待处理的高盐废水会均匀的进入每个独立空间和电极腔中。而图中未示出最外侧的阴电机17所在独立空间的布水孔。

另一侧盖子为底盖5，所述底盖5内设有相互独立的浓缩腔13和清水腔15，底盖5内端面设有若干底孔，其中部分底孔与浓缩腔13连通用于将属于浓缩池的独立空间的液体导出，另外部分底孔与清水腔15连通用于将属于清水池的独立空间的液体导出。

如图8所示，图中展示了底盖5的部分截面示意图。本实施例中，离子交换膜总共有五层，从外至内依次是阳膜11、阴膜12、阳膜11、阴膜12和阳膜11，而离子交换膜之间的独立空间从外至内依次是清水室、浓缩室、清水室和浓缩室。在底盖5上设有清水腔15与清水室对应，设有的浓缩腔13与浓缩室对应，图中并未示出每个腔在内侧的底孔，本实施例中在底盖5内侧设有对应的底孔，用于连接对应的腔室。

图中左侧还设有连通每个浓缩腔13的浓缩连管14，并在底盖5外部设有连通浓缩连管14的浓缩管6。而图中右侧展示了连通每个清水腔15的清水连管16，底盖5外部设有连通清水连管16的清水管7。

本实施例中，壳体1通过法兰与盖子连接，同时，壳体1通过架子固定在地面上。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (7)

1.一种电渗析电极隔室，作为单个处理结构用于与外部管路组合形成综合高盐污水处理设备，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)具有两个开口并在开口上设有盖子密封；

壳体(1)内部具有若干相互嵌套的离子交换膜，并由离子交换膜将壳体(1)内部分隔形成若干独立空间；

盖子扣合在壳体(1)上并与若干离子交换膜抵住将独立空间密封间隔，在盖子上设有连通壳体(1)内阳电极(3)和阴电极(17)的线缆，在盖子上还设有连通所有独立空间的进水管(10)，以及连接间隔独立空间的浓缩管(6)、清水管(7)。

2.根据权利要求1所述的一种电渗析电极隔室，其特征在于：在壳体(1)开口处设有将离子交换膜端部夹住的固定夹环(8)，所述固定夹环(8)上从内向外依次设有若干环形的夹条(8.1)，所述夹条(8.1)一端具有容纳离子交换膜端部插入的沉槽，另一端具有向外凸起的凸环；

所述盖子内端面设有容纳凸环插入的环形槽，所述环形槽的宽度小于凸环的宽度。

3.根据权利要求2所述的一种电渗析电极隔室，其特征在于：所述阴电极(17)为设置在壳体(1)内壁上的环形结构，在壳体(1)开口处设有沉台，所述阴电极(17)具有卡在沉台上的环部；在盖子上设有插入并抵住任意环部的阴极线(4)，通过阴极线(4)与外部线缆连接。

4.根据权利要求3所述的一种电渗析电极隔室，其特征在于：所述阳电极(3)为设置在壳体(1)中线处的杆件，阳电极(3)一端从任意盖子中部穿出并与外部线缆连接。

5.根据权利要求4所述的一种电渗析电极隔室，其特征在于：所述壳体(1)为管状结构，一侧盖子为顶盖(2)，顶盖(2)中部具有供阳电极(3)穿出的通孔，并在通孔间隙处设有密封橡胶圈；在顶盖(2)内设有若干环形的布水腔(9)，并在顶盖(2)的内端面设有对应每个独立空间的布水孔，布水孔与布水腔(9)连通，所述进水管(10)与布水腔(9)连通；

另一侧盖子为底盖(5)，所述底盖(5)内设有相互独立的浓缩腔(13)和清水腔(15)，底盖(5)内端面设有若干底孔，其中部分底孔与浓缩腔(13)连通用于将属于浓缩池的独立空间的液体导出，另外部分底孔与清水腔(15)连通用于将属于清水池的独立空间的液体导出。

6.根据权利要求4所述的一种电渗析电极隔室，其特征在于：所述壳体(1)通过法兰与盖子连接。

7.根据权利要求4所述的一种电渗析电极隔室，其特征在于：所述壳体(1)通过架子固定在地面上。

Images