基于直流電場(chǎng)作用下電容式污水和廢水處理設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種污水和廢水處理設(shè)備，具體是一種基于直流電場(chǎng)作用下電容式水和廢水處理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的膨脹，工業(yè)及生活所需的水資源日益匱乏，水資源凈化處理已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)普遍關(guān)注的問題。解決水資源匱乏的方法有很多，其中污(廢)水回用及開發(fā)中水資源，即提高水的重復(fù)利用率是當(dāng)前許多國(guó)家解決水資源短缺的有效途徑。同時(shí)國(guó)家新的《環(huán)境保護(hù)法》于2015年I月I日也已經(jīng)開始施行，對(duì)工業(yè)污(廢)水排放的要求日益嚴(yán)格，要求對(duì)污(廢)水必須進(jìn)行適當(dāng)處理，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)才能排放。
[0003]水處理技術(shù)的不斷成熟，特別是近年來膜分離處理技術(shù)的發(fā)展給城市、工業(yè)污(廢)水的達(dá)標(biāo)處理排放和回用提供了新的技術(shù)手段。然而，雖然水中的許多污染物可以通過傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾、吸附等方法去除，但對(duì)于回用或排放要求較高的場(chǎng)合，如對(duì)于溶解在水中的鹽的去除則需要采用適當(dāng)?shù)某}手段來實(shí)現(xiàn)。
[0004]常見的水的除鹽方法有蒸餾、反滲透、電滲析、離子交換等。在工業(yè)界已有用超濾/微濾與納濾、反滲透(多膜法)集成進(jìn)行工業(yè)污(廢)水除鹽處理的實(shí)踐，通過采用超濾、微濾來降低污(廢)水對(duì)納濾、反滲透膜組件的污染，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。然而，由于多膜法用于污(廢)水回用時(shí)工藝復(fù)雜，運(yùn)行成本高、得水率較低，膜組件的使用壽命與常規(guī)水處理時(shí)相比要短得多，同時(shí)需要采用大量還原劑和阻垢劑，使?jié)馑呐欧烹y以達(dá)到環(huán)保要求。因此，在污(廢)水回用領(lǐng)域，存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不盡合理的問題，工程的總體投資很高，運(yùn)行成本居高不下。因此，尋找一種對(duì)污(廢)水耐受性好，既能以較低的運(yùn)行成本進(jìn)行除鹽又對(duì)環(huán)境友好的除鹽技術(shù)成為業(yè)界的一個(gè)重要研究課題。
[0005]近些年來，人們一直在尋找和開發(fā)新技術(shù)來代替具有一定使用規(guī)模的多膜法進(jìn)行工業(yè)污(廢)水處理。隨著均相離子交換膜、高比表面積活性炭等材料的改進(jìn)提高和結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，一種新型的基于直流電場(chǎng)作用下電容式污(廢)水除鹽技術(shù)逐漸嶄露頭角，技術(shù)上和造價(jià)、運(yùn)行成本上的優(yōu)勢(shì)使其顯示出良好的應(yīng)用和發(fā)展前景。電容式污(廢)水除鹽技術(shù)是利用電容充電時(shí)電場(chǎng)作用，穿過電容的水或其他溶液中的陰、陽離子或其他帶電粒子，向帶相反電荷的電極表面迀移，形成雙電層，從而使水中的鹽、膠體顆粒及其它帶電物質(zhì)滯留在電極表面，實(shí)現(xiàn)水或其他溶液的脫鹽和凈化，此過程稱為正充電吸附。當(dāng)電極吸附飽和時(shí)，將電極去除電壓并讓雙電層放電或施加反向電壓，吸附在電極表面的帶電粒子從電極表面脫附下來，從而實(shí)現(xiàn)電極的再生，可以進(jìn)行下一次充放電循環(huán)過程，此過程稱為反充電脫附。因此，電容式污(廢)水除鹽技術(shù)具有以下特點(diǎn):1)操作電壓低，可利用太陽能、風(fēng)能、潮汐能等自然綠色能源；2)操作水壓低，無需耐高壓耐腐蝕的金屬和機(jī)械設(shè)備，使用廉價(jià)的塑料管道即可滿足要求，無需防腐，硬件投資非常節(jié)??；3)對(duì)預(yù)處理要求寬松；4)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，極大的減少維護(hù)。
[0006]這種電容去離子模塊的在上述反充電脫附的過程中存在以下問題:當(dāng)電容去離子模塊在反充電脫附時(shí)(即電極施加反向電壓)，吸附在負(fù)極上的陽離子，以及吸附在正極上的陰離子脫離并穿過相應(yīng)的多孔炭薄膜回到溶液中，由正負(fù)極之間的間距很小，有些脫附的陽、陰離子被對(duì)面的電極(極性相反)吸附過去，這就影響了電容去離子模塊正、負(fù)電極的清洗和再生效果，降低了工作效率。另外，現(xiàn)有的技術(shù)的極間距離達(dá)1mm以上，使離子向帶相反電荷的電極表面定向迀移的路徑較長(zhǎng)，也降低了工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于直流電場(chǎng)作用下電容式污水和廢水處理設(shè)備，提高工作效率，最大限度地降低污水或廢水處理的投資成本和運(yùn)行成本。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于直流電場(chǎng)作用下電容式污水和廢水處理設(shè)備，包括通過管道先后串聯(lián)的預(yù)處理裝置和電容去離子模塊，在該電容去離子模塊設(shè)有間隔設(shè)置的陰電極和陽電極，其特征在于，在所述的陰電極和陽電極相對(duì)的一側(cè)分別設(shè)有陰電極多孔炭薄膜和陽電極多孔炭薄膜，在兩個(gè)多孔炭薄膜的相對(duì)一偵吩別設(shè)有陰離子格柵和陽離子格柵，在陰、陽離子格柵之間設(shè)有網(wǎng)布，陰電極和陽電極的外側(cè)用夾緊板相互加緊固定；所述的陰、陽離子隔柵分別采用均相的或非均相陰、陽離子交換膜。
[0009]所述網(wǎng)布的厚度為1_?5_。
[0010]所述的陰電極和陽電極采用鈦、石墨或其他耐腐蝕導(dǎo)體制成；多孔炭薄膜的材質(zhì)包括石墨、活性炭、活性炭纖維、炭氣凝膠或碳納米管；所述的網(wǎng)布包括聚丙烯網(wǎng)布、滌綸、丙綸無紡布。
[0011]采用兩級(jí)或多級(jí)所述的電容去離子模塊串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)污水或廢水的除鹽過程。
[0012]所述的預(yù)處理裝置包括依次連接的絮凝沉淀用污水水箱、砂濾器和超濾器。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:電容去離子模塊中的離子格柵能夠有效阻止反充電脫附過程中陰、陽離子被電極吸附，提高了電極的清洗、再生效果和工作效率；采用兩級(jí)電容去離子模塊處理污水，降低了操作壓力，這使得能夠使用PVC塑料材質(zhì)替代昂貴的雙相不銹鋼，徹底解決了污水或廢水中鹽分對(duì)金屬管道的腐蝕問題，且水利用率顯著高于反滲透膜法。此外，系統(tǒng)運(yùn)行壓力的降低還可省去昂貴的反滲透膜法濃縮水能量回收裝置的投資。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型電容式污水或廢水處理設(shè)備的構(gòu)成示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的電容去離子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明:
[0017]I 一污水水箱；2 —加壓栗；3 —砂濾器；4 一超濾器；41_超濾器排水口 ；5 —直流電源；6 —第一級(jí)電容去離子模塊；7 —中間水箱；8 —加壓栗；9 一直流電源；10 —第二級(jí)電容去離子模塊；11 一產(chǎn)品水箱；12_主管線；13_反沖洗濃水排放口 ；14_污水入口 ；15-回流管道；61_陰電極；62_陰電極上的多孔炭薄膜；63_正離子格柵；64_網(wǎng)布；65_負(fù)離子格柵；66_陽電極上的多孔炭薄膜；67_陽電極。
【具體實(shí)施方式