專(zhuān)利名稱(chēng)：連續(xù)電去離子器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種連續(xù)電去離子器，特別涉及制備純水和高純水的設(shè)備，可與反滲透裝置連用。
現(xiàn)有一種電去離子純水器，主要包括膜堆、電極裝置和夾緊裝置三部分構(gòu)成。膜堆由陽(yáng)膜、陰膜、濃淡水隔離板組成，在淡室中裝填球狀強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。在電極板兩側(cè)的極室、濃室和淡室出入管道均采用單進(jìn)單出管道，無(wú)自動(dòng)倒極裝置。這種裝置結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，由于在膜堆淡室中裝填球狀強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，在直流電場(chǎng)作用下，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂能加快陽(yáng)離子遷移速度，減少陽(yáng)膜兩側(cè)的濃差極化，減少淡室陽(yáng)膜一側(cè)的結(jié)垢。由于無(wú)陰離子交換樹(shù)脂存在，陰離子遷移速度慢，不減少陰膜兩側(cè)濃差極化，在濃室中陰膜一側(cè)易形成結(jié)垢，使產(chǎn)水水質(zhì)下降，運(yùn)行周期不能很長(zhǎng)。膜堆電極裝置中的多孔板由塑料板制成，在塑料板上開(kāi)若干個(gè)孔。由于在孔與孔之間形成了實(shí)體部分，塑料板在與膜接觸時(shí)，塑料板的實(shí)體部分會(huì)與膜緊貼，透水量受到限制，膜的有效面積下降，影響除鹽率。電極裝置的極室采用單道出入管道，對(duì)角布置，另一對(duì)角區(qū)域內(nèi)水流速相對(duì)較慢，水濃度相對(duì)較高，易形成結(jié)垢，影響膜堆的使用壽命。該裝置沒(méi)有自動(dòng)倒極裝置，不能有效地抑制膜表面上的結(jié)垢，離子交換樹(shù)脂一旦失效，設(shè)備必需停止運(yùn)行，用電再生，不能做到連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行。
本實(shí)用新型的目的是，克服上述裝置結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，提供一種新結(jié)構(gòu)的連續(xù)電去離子器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。膜堆中的隔離板14厚2-20mm，兩端開(kāi)有交錯(cuò)排列的出入口8和過(guò)水孔19，出入口8連通布水道17；隔離板中部為空腔，布水道連通空腔，空腔內(nèi)裝填球狀強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和球狀強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的混合樹(shù)脂，簡(jiǎn)稱(chēng)陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂18。
電極裝置中的陰、陽(yáng)兩個(gè)電極板2的兩端有過(guò)水孔19，每個(gè)電極板兩端分別有淡室出入管道4和濃室出入管道5；電極板兩端的過(guò)水孔分別連通淡室出入管道4和濃室出入管道5；極室20上下兩端有出入管道3，極室20中裝填有球狀陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂。陽(yáng)極電極板下端淡室出入管道4的兩端接入口水管，陰極電極板上端淡室出入管道4的兩端接產(chǎn)水管；陰極電極板下端濃室出入管道5的兩端接入口水管或回水管。陽(yáng)極電極板上端濃室出入管道5的兩端接廢水管或回水管。
在陰、陽(yáng)電極板兩個(gè)接線(xiàn)柱6之間串聯(lián)自動(dòng)控制倒極裝置21；自動(dòng)控制倒極裝置由繼電器和時(shí)間繼電器組合成。倒極后，淡室出入管道4和濃室出入管道5互換，淡室16和濃室15互換；淡室出入管道4轉(zhuǎn)換為濃室出入管道5′，濃室出入管道5轉(zhuǎn)換為淡室出入管道4′；淡室16轉(zhuǎn)換為濃室15′，濃室15轉(zhuǎn)換為淡室16′。
電極裝置中的塑料隔網(wǎng)10為網(wǎng)狀。
本實(shí)用新型在隔離板14空腔和極室20中裝填球狀陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂，形成密堆積，樹(shù)脂的骨架上含有大量固定的正負(fù)電荷，在直流電場(chǎng)的作用下，這些正負(fù)電荷形成離子導(dǎo)體。周?chē)姓?fù)離子進(jìn)入導(dǎo)體后，能迅速向陽(yáng)膜12和陰膜13遷移，大大減少了膜的界面擴(kuò)散層厚度，降低了膜兩側(cè)的濃差極化程度，大大降低了淡室16或倒極后淡室16′中陽(yáng)膜12一側(cè)的結(jié)垢和濃室15或倒極后濃室15′中陰膜13一側(cè)的結(jié)垢。即使?jié)馐乙蚪Y(jié)垢而失效，在不影響淡室出水的條件下，可按常規(guī)法用氯化納轉(zhuǎn)型。陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂在直流電場(chǎng)作用下還能起催化作用，能加速水的離解，在陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生大量的氫離子和氫氧根離子。這些離子能使陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂的鈉型和氯型轉(zhuǎn)換為氫型和氫氧根型，使失效的樹(shù)脂獲得再生。在電極室裝填陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂除了上述特點(diǎn)外，還有支撐膜的作用，如果極室的水壓改變，也不會(huì)引起鄰近極室膜的位置移動(dòng)。本實(shí)用新型帶有自動(dòng)控制倒極裝置。倒極后，濃室15、淡室16互相轉(zhuǎn)換，這樣使產(chǎn)水能連續(xù)長(zhǎng)期進(jìn)行，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于嚴(yán)重的濃差極化而引起結(jié)垢，使產(chǎn)水不能連續(xù)長(zhǎng)期進(jìn)行和停產(chǎn)再生的缺點(diǎn)。
在電極板2兩側(cè)采用的極室出入管道3，淡室出入管道4、濃室出入管道5均為雙進(jìn)雙出管道。這種雙進(jìn)雙出管道結(jié)構(gòu)使水的流量比單進(jìn)單出管道結(jié)構(gòu)增大兩倍，有利于增加產(chǎn)水量。雙進(jìn)雙出管道結(jié)構(gòu)在極室中能加速稀釋進(jìn)入陰極室的鈣、鎂等結(jié)垢離子濃度，不會(huì)產(chǎn)生死角，有利于減緩在電極上產(chǎn)生的結(jié)垢；在濃、淡室中能增加產(chǎn)水流量和濃室回路中的循環(huán)水流量，稀釋濃室中結(jié)垢離子濃度，使被處理的水更勻地流過(guò)各室，不會(huì)產(chǎn)生死角。被遷移的離子能在膜的表面上更均勻地透過(guò)膜，可以防止局部膜產(chǎn)生結(jié)垢，有利于延長(zhǎng)膜的使用壽命。
電極裝置中的多孔板為塑料隔網(wǎng)10，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可使透水量不受限制，增加了膜的有效面積。
本實(shí)用新型可以使被處理的水質(zhì)電導(dǎo)率＜0.20μs/cm，并且能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。該裝置可以替代電滲析淡化器、電去離子軟水方法及所用裝置。試驗(yàn)證明，利用本裝置能代替二級(jí)除鹽裝置，用一級(jí)除鹽水(7-10μs/cm)作為本裝置的入口水，出口水的水質(zhì)＜0.20μs/cm，連續(xù)運(yùn)行達(dá)2000多小時(shí)，廢水(6.5＜PH＜8.5)達(dá)標(biāo)排放。制備純水一噸僅需0.004元；相比之下，樹(shù)脂失效后需要酸堿再生，制備純水一噸需0.40元。(這里僅指用電再生和用化學(xué)藥劑再生進(jìn)行比較，不包括輔助設(shè)備及輔助用電)。
本實(shí)用新型由以下實(shí)施例及其附圖給出。
附


圖1是裝填有陰陽(yáng)離子混合樹(shù)脂的隔離板。
附圖2是水道雙進(jìn)雙出電極板。
附圖3是連續(xù)電去離子器結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4是連續(xù)電去離子器外部結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5是立式連續(xù)電去離子器內(nèi)部水流程圖。
1鋁合金板或鐵板、2電極板、3極室出入管道、4(4′)淡室出入管道、5(5′)濃室出入管道、6接線(xiàn)柱、7電極、8出入口、9橡皮墊、10塑料隔網(wǎng)、11膜堆、12陽(yáng)膜、13陰膜、14隔離板、15(15′)濃室、16(16′)淡室、17布水道、18陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂、19過(guò)水孔、20極室、21倒極裝置。
實(shí)施例本實(shí)用新型包括膜堆、電極裝置和夾緊裝置三部分構(gòu)成。
膜堆中的隔離板14厚2-20mm，兩端開(kāi)有交錯(cuò)排列的出入口8和過(guò)水孔19，出入口8連通布水道17。過(guò)水孔19和出入口8成對(duì)，兩端各有1-3對(duì)。隔離板中部為空腔，布水道連通空腔，空腔內(nèi)裝填球狀強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和球狀強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的混合樹(shù)脂18，比例為1∶2-1∶4。
電極裝置中的陰、陽(yáng)兩個(gè)電極板2的兩端有過(guò)水孔19，每個(gè)電極板兩端分別有淡室出入管道4和濃室出入管道5；電極板兩端的過(guò)水孔分別連通淡室出入管道4和濃室出入管道5；電極板的極室內(nèi)有電極7；極室上下兩端有出入管道3，極室出入管道連通極室，極室中裝填有球狀強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和球狀強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的混合樹(shù)脂。陽(yáng)極電極板下端淡室出入管道4的兩端接入口水管，陰極電極板上端淡室出入管道4的兩端接產(chǎn)水管；陽(yáng)極電極板上端濃室出入管道5的兩端接廢水管或回水管，陰極電極板下端濃室出入管道5的兩端接入口水管或回水管。
在陰、陽(yáng)電極板兩個(gè)接線(xiàn)柱6之間串聯(lián)自動(dòng)控制倒極裝置21；自動(dòng)控制倒極裝置由繼電器和時(shí)間繼電器組合成；倒極后，淡室出入管道4和濃室出入管道5互換，淡室16和濃室15互換。淡室出入管道4轉(zhuǎn)換為濃室出入管道5′，濃室出入管道5轉(zhuǎn)換為淡室出入管道4′。淡室16轉(zhuǎn)換為淡室16′，濃室15轉(zhuǎn)換為濃室15′。
電極裝置中的塑料隔網(wǎng)10為網(wǎng)狀。
安裝使用時(shí)，本實(shí)用新型兩端的兩塊電極板2上的過(guò)水孔19互相錯(cuò)開(kāi)，互不相通。陽(yáng)膜12、隔離板14、陰膜13、隔離板14，依次互相重疊組成膜對(duì)，多個(gè)膜對(duì)組成膜堆11。在膜堆的兩側(cè)緊貼有橡皮墊9，橡皮墊兩端也開(kāi)有過(guò)水孔。橡皮墊中部帶有塑料隔網(wǎng)10。在橡皮墊的兩側(cè)依次有電極板2和鋁合金板1(也可采用鐵板)，外用螺栓固定。裝配后的本裝置是呈立式，以便排氣。立式結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖5。
在運(yùn)行中，起富集離子作用的室稱(chēng)濃室15，起脫除離子作用的室稱(chēng)淡室16。倒極后濃室15轉(zhuǎn)換為第二淡室16′；淡室16轉(zhuǎn)換為第二濃室15′。出入口8使水流通過(guò)布水道17進(jìn)出陰陽(yáng)離子交換混合樹(shù)脂層，過(guò)水孔19與鄰室相通，避免濃室和淡室水流互相干擾。
本裝置內(nèi)部流程在膜堆中，各個(gè)隔離板的過(guò)水孔19與相鄰的各個(gè)隔離板出入口8相通。由許多個(gè)過(guò)水孔、出入口互相疊加形成水的內(nèi)通道。水道中的水僅能通過(guò)各個(gè)濃室15(15′)或各個(gè)淡室16(16′)。以濃室15為例，入口水通過(guò)陰極電極板2下端兩邊濃室出入管道5，進(jìn)入裝置內(nèi)，流經(jīng)陰極電極板2、橡皮墊9、膜堆11、隔離板(淡室)14和陰膜13各個(gè)過(guò)水孔19。通過(guò)隔離板(濃室)14下端出入口8向上進(jìn)入濃室15，從隔離板(濃室)14上端出入口8流出，通過(guò)陽(yáng)膜12、橡皮墊9和陽(yáng)極板2上端各個(gè)過(guò)水孔19，從電極板上端兩側(cè)濃室出入管道5流出本裝置。以淡室16為例，入口水通過(guò)陽(yáng)極電極板2下端兩邊淡室出入管道4，進(jìn)入裝置內(nèi)，流經(jīng)陽(yáng)極電極板2、橡皮墊9、陽(yáng)膜12、隔離板(濃室)14和陰膜13各個(gè)過(guò)水孔19，通過(guò)隔離板(淡室)14下端出入口8向上進(jìn)入淡室16，從隔離板(淡室)14上端出入口8流出，通過(guò)膜堆11、橡皮墊9和陰極板2上端各個(gè)過(guò)水孔19，從陰極板上端兩邊淡室出入管道4流出本裝置。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)電去離子器，包括膜堆、電極裝置和夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于膜堆中的隔離板(14)厚2-20mm，兩端開(kāi)有交錯(cuò)排列的出入口(8)和過(guò)水孔(19)，出入口(8)連通布水道(17)；隔離板中部為空腔，布水道連通空腔，空腔內(nèi)裝填球狀強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和球狀強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的混合樹(shù)脂(18)，比例為1∶2-1∶4。
2.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)電去離子器，其特征在于電極裝置中的陰、陽(yáng)兩個(gè)電極板(2)的兩端有過(guò)水孔(19)，每個(gè)電極板兩端分別有淡室出入管道(4)和濃室出入管道(5)；電極板兩端的過(guò)水孔分別連通淡室出入管道(4)和濃室出入管道(5)；極室(20)上下兩端有出入管道(3)，極室(20)中裝填有球狀強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和球狀強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的混合樹(shù)脂。
3.按照權(quán)利要求1、2所述的連續(xù)電去離子器，其特征在于在陰、陽(yáng)電極板兩個(gè)接線(xiàn)柱(6)之間串聯(lián)自動(dòng)控制倒極裝置(21)；自動(dòng)控制倒極裝置由繼電器和時(shí)間繼電器組合成；倒極后，淡室出入管道(4)和濃室出入管道(5)互換，淡室(16)和濃室(15)互換；淡室出入管道(4)轉(zhuǎn)換為濃室出入管道(5′)；濃室出入管道(5)轉(zhuǎn)換為淡室出入管道(4′)；淡室(16)轉(zhuǎn)換為濃室(15′)，濃室(15)轉(zhuǎn)換為淡室(16′)。
4.按照權(quán)利要求1、2所述的連續(xù)電去離子器，其特征在于塑料隔網(wǎng)(10)為網(wǎng)狀。
5.按照權(quán)利要求3所述的連續(xù)電去離子器，其特征在于塑料隔網(wǎng)(10)為網(wǎng)狀。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種連續(xù)電去離子器,特別涉及制備純水和高純水的設(shè)備,可與反滲透裝置連用。膜堆中的隔離板厚2—20mm,兩端開(kāi)有交錯(cuò)排列的出入口和過(guò)水孔,出入口連通布水道;隔離板中部裝填陰陽(yáng)離子交換填混合樹(shù)脂,布水道連通腔體。電極裝置中的電極板的兩側(cè)有濃室、淡室和極室的雙進(jìn)雙出管道。自動(dòng)倒極時(shí),淡室出入管道和濃室出入管道及淡室和濃室可互換。本裝置可加速離子遷移速度,減少結(jié)垢,能連續(xù)長(zhǎng)期工作。
文檔編號(hào)C02F1/42GK2375625SQ9922638
公開(kāi)日2000年4月26日 申請(qǐng)日期1999年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月23日
發(fā)明者徐茂豫 申請(qǐng)人:徐茂豫