CN2402668Y - 一种电去离子装置 - Google Patents
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Abstract
一种电去离子装置,主要包括膜堆、电极装置和夹紧装置三部分。通过设计一种新的淡室隔板,选择填充树脂,提高填充密度,改善填充状况,并在淡室隔板入口5和出口21处,设计了一个暗道式的流道28,使水流分布均匀,防止在淡室隔板入口和出口处的膜塌陷、树脂泄漏与堵塞等。选择性能优良的离子交换膜及合理的膜堆组装形式来提高电流效率,提高产水的水质。该装置是制取高纯水设备的重要组成部分。
Description
本实用新型涉及一种水处理装置,尤其是一种电去离子装置。
电去离子(Electrodeionization简称EDI)是当今对原水进行深度脱盐的新技术,其技术特征在于将电渗析与离子交换有机结合,即在电渗析装置的淡室隔板小室中,填充按一定比例混合的阴、阳离子交换树脂,构成电去离子组件,将该组件接入水处理系统,在一定直流电压、电流及水流量等条件下运行。当原水通过淡室时,原水中的阴、阳离子与离子交换树脂上的OH-、H+产生离子交换作用。水中的阴、阳离子被交换到离子交换树脂上,树脂上的阴、阳离子又在直流电场的作用下,通过离子交换树脂和离子交换膜的传递进入浓室排放。而树脂上的OH-、H+离开树脂,进入水中并结合成水。同时,由于浓差极化的影响,在离子交换树脂与水的界面处发生水解离反应,生成H+、OH-,这些H+、OH-可以对离子交换树脂进行再生。实际上,电去离子装置中的淡室,相当于一个边工作边再生的混床离子交换柱,所以,电去离子装置中的交换树脂不会饱和,不必去进行化学酸碱再生。
US4632745、US4747929、US4804451、US4931160、EU88108702.7等专利均是电去离子技术的实际应用,其中US4747929专利提供了一种淡室隔板结构,它将淡室分隔成数个小室,避免淡室隔板中水的涡流出现,改善了水流状况,同时解决了树脂泄漏与堵塞问题。
本实用新型的目的是提供一种改进结构的电去离子装置,使水流分布均匀,能更好地防止离子交换膜塌陷、树脂泄漏与堵塞,电流效率更高、生产水质更好。
本实用新型的目的是这样实现的:
设计一种新的淡室隔板,并通过选择合适的填充树脂,提高树脂的填充密度,改善填充状况,使水流分布均匀,防止膜塌陷、树脂泄漏与堵塞等,同时选择性能优良的离子交换膜以及合理的膜堆组装形式来提高电去离子装置的电流效率,提高产水水质。
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
图1为电去离子装置的组装示意图;
图2为水路系统示意图;
图3为电极装置的组装图;
图4为极室隔板结构图;
图5为浓室隔板结构图;
图6为暗道式流道淡室隔板结构图;
图7为暗道式流道淡室隔板的流道形成图;
图8为暗道式流道淡室隔板的局部详细结构图;
图9为附图8暗道式流道淡室隔板的9-9横向剖面图;
图10为附图8暗道式流道淡室隔板的10-10纵向剖面图。图中:1-夹板、2-电极框、3-浓室隔板入口、4-极室隔板入口5-淡室隔板入口、6-正电极、7-极室隔板、8-极室隔板网9-极膜、10-浓室隔板、11-浓室隔板网、12-阴离子交换膜1 3-淡室隔板、14-离子交换树脂、15-阳离子交换膜、16-极膜17-极室隔板(同7)、18-极室隔板网(同8)、19-浓室隔板出口、20-极室隔板出口、21-淡室隔板出口、22-负电极、23-电极框、24-夹板、25-电去离子组件、26-垫片、27-盖板、28-流道29-凸台、30-布水道、31-小室、32-肋条、33-凸台、34-螺杆35-下底板
本实用新型的电去离子装置由电去离子组件(25)、直流电源及检测、控制器件等组成,其中电去离子组件(25)主要由膜堆、电极装置和夹紧装置三部分组成。
膜堆是由交替排列的浓室隔板(10)、淡室隔板(13)和阴离子交换膜(12)、阳离子交换膜(15)构成,它的基本单元是膜对,由阴离子交换膜、淡室隔板、阳离子交换膜和浓室隔板各一张,按一定顺序排列组成,其中在淡室隔板中填充有离子交换树脂(14)或离子交换纤维等其它导电材料。对于高纯水的生产,填充的树脂为强酸、强碱型离子交换树脂,阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的体积比为1∶1-1∶2。
电极装置在膜堆的两端,由电极框(2、23)、正电极(6)、负电极(22)、极室隔板(7、17)、极膜(9、16)和垫片(26)组装而成。
夹紧装置在电极装置的两端,由夹板(1、24)和螺杆(34)构成,见图1。
反渗透水进入电去离子组件分成三部分,一部分由淡室隔板入口(5)进入淡室隔板(13),由淡室隔板出口(21)流出,成为去离子水;一部分由浓室隔板入口(3)进入浓室隔板(10),由浓室隔板出口(19)流出,这一部分水可以回到反渗透进水入口,重新利用;一部分由极室隔板入口(4)进入极室隔板(7),由极室隔板(17)的出口(20)流出,这一部分水排掉,见图2。
电极框(2)有三个进水口,分别是淡室隔板入口(5)、浓室隔板入口(3)和极室隔板入口(4),电极框(23)有三个出水口,分别对应的是淡室隔板出口(21)、浓室隔板出口(19)和极室隔板出口(20)。正电极(6)和负电极(22)分别紧贴电极框(2)和电极框(23),极室隔板(7、17)和极膜(9、16)分别紧贴正电极(6)和负电极(22)。为了防止电极与极室隔板之间漏水,在其间加一个橡胶垫片(26)。在橡胶垫片(26)中间开一个矩形孔,其大小与电极的大小相同,将电极嵌在其中,见图3。
极室隔板上有极室隔板入口(4)和出口(20),中间是隔板网(8或18),用于强化水流湍流效果和将电极与离子交换膜隔开,见图4。
浓室隔板上有浓室隔板入口(3)和出口(19),中间是隔板网(11),用于强化水流湍流效果和隔开相邻的两张离子交换膜,见图5。
淡室隔板上有淡室隔板入口(5)和出口(21),中间用肋条(32)将隔板分成数个小室(31),肋条的高度与淡室隔板的厚度相同,见图6。肋条的主要作用是:对过流面积范围的膜面起到支撑作用,保证淡室不会因为较高的厚度而产生膜的塌陷变形;将淡室内水流范围的长宽比提高数倍以上,使水流和树脂接触更充分、均匀,且能避免隔室内出现沟流;将淡室内的树脂分成平行的几个区域,避免了混床树脂在运行中的抱团现象;防止不同的小室内的水流互窜。
在淡室隔板入口(5)和出口(21)处,设计了一个暗道式喇叭形流道(28),上面用盖板(27)密封,盖板(27)盖上后,在其下方就形成了一个流道(28),流道(28)可以使水流分布均匀,减小水压降。盖板(27)上表面与淡室隔板的表面平齐,这样就防止了在淡室隔板入口和出口处的内漏窜水和膜塌陷。具体见图7。盖板(27)有足够的强度,为淡室隔板入口和出口处的离子交换膜提供了良好的支撑。盖板的材质与淡室隔板的相同。
具体地讲,流道(28)由下底板(35)和盖板(27)形成,盖板(27)放置在凸台(29、33)上,凸台(29、33)处于同一个平面上。水流过流道(28)后,由布水道(30)进入各个小室。布水道(30)比凸台(29、33)低0.1~0.3mm,小于填充的离子交换树脂颗粒的直径,这样可以将树脂颗粒保持在小室中,而不会发生树脂的堵塞和流失,见图8。布水道(30)和凸台(29、33) 的具体结构见图9和图10。图9、图10分别是图8暗道式流道淡室隔板的9-9横向剖面图和10-10纵向剖面图。
浓室隔板和极室隔板的材质可以选用硬质聚丙烯。淡室隔板要求在压紧时不变形,以免造成电去离子组件内部压力过大,填充树脂被压得过密,甚至树脂颗粒被压碎,造成内部水的压力降过大,操作不稳定。
由于淡室隔板的小室中填充有离子交换树脂,水流过时会有一定的压力差,因此要求离子交换膜要具备足够的强度。同时,为减少此压力差,要求选择使用均粒树脂,因为对于同一床层高度的离子交换树脂而言,均粒树脂所引起的床层压降最小。而且,由于电去离子装置所得的水是高纯水,淡室里的水与浓室里的水的电导率相差较大,因此要求离子交换膜必须要有好的离子选择透过性,以保证能够获得高纯水。
电去离子装置可以采用一级一段、一级多段和多级多段的组装形式,可以根据所要达到的产水水质而定,水质要求高,可适当增加段数和级数。
Claims (10)
1、一种电去离子装置,主要包括膜堆、电极装置和夹紧装置三部分,膜堆是由交替排列的浓室隔板10、淡室隔板13和阴离子交换膜12、阳离子交换膜15构成,其中在淡室隔板13中填充有离子交换树脂14;电极装置在膜堆的两端,由电极框2、23、正电极6、负电极22、极室隔板7、17和垫片26组装而成;夹紧装置在电极装置的两端,由夹板1、24和螺杆34构成,其特征在于,在淡室隔板入口5和出口21处,设计了一个暗道式喇叭形流道28,流道28由下底板35和盖板27形成,盖板27放置在凸台29和33上,凸台29和33处于同一个平面上,盖板27上表面与淡室隔板的表面平齐,水流过流道28后,由布水道30进入各个小室。
2、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,电极框2有三个进水口,分别是淡室隔板入口5、浓室隔板入口3和极室隔板入口4,电极框23有三个出水口,分别对应的是淡室隔板出口21、浓室隔板出口19和极室隔板出口20。
3、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,淡室隔板上有淡室隔板入口5和出口21,中间用肋条32将隔板分成数个小室31,肋条32的高度与淡室隔板的厚度相同。
4、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,极室隔板上有极室隔板入口4和出口20,中间是隔板网8或18;浓室隔板上有浓室隔板入口3和出口19,中间是隔板网11。
5、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,在电极与极室隔板之间加一个橡胶垫片26,在橡胶垫片26中间开一个矩形孔,其大小与电极的大小相同,将电极嵌在其中。
6、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,淡室隔板的小室中填充有离子交换树脂14或离子交换纤维等其它导电材料,其中离子交换树脂使用均粒树脂。
7、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,填充的离子交换树脂14为强酸、强碱型离子交换树脂,其体积比为1∶1--1∶2。
8、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,浓室隔板和极室隔板的材质可选用硬质聚丙烯。
9、根据权利要求2所述的电去离子装置,其特征在于,布水道30比凸台29和33低0.1~0.3mm,小于填充的离子交换树脂颗粒的直径。
10、根据权利要求1所述的电去离子装置,其特征在于,电去离子装置可以采用一级一段、一级多段和多级多段的组装形式。
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- 1999-08-18 CN CN 99241918 patent/CN2402668Y/zh not_active Expired - Lifetime
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