連續電去離子器的製作方法
2023-06-29 12:13:46
專利名稱：連續電去離子器的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種連續電去離子器，特別涉及製備純水和高純水的設備，可與反滲透裝置連用。
現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成。膜堆由陽膜、陰膜、濃淡水隔離板組成，在淡室中裝填球狀強酸性陽離子交換樹脂。在電極板兩側的極室、濃室和淡室出入管道均採用單進單出管道，無自動倒極裝置。這種裝置結構的缺點是，由於在膜堆淡室中裝填球狀強酸性陽離子交換樹脂，在直流電場作用下，陽離子交換樹脂能加快陽離子遷移速度，減少陽膜兩側的濃差極化，減少淡室陽膜一側的結垢。由於無陰離子交換樹脂存在，陰離子遷移速度慢，不減少陰膜兩側濃差極化，在濃室中陰膜一側易形成結垢，使產水水質下降，運行周期不能很長。膜堆電極裝置中的多孔板由塑料板製成，在塑料板上開若干個孔。由於在孔與孔之間形成了實體部分，塑料板在與膜接觸時，塑料板的實體部分會與膜緊貼，透水量受到限制，膜的有效面積下降，影響除鹽率。電極裝置的極室採用單道出入管道，對角布置，另一對角區域內水流速相對較慢，水濃度相對較高，易形成結垢，影響膜堆的使用壽命。該裝置沒有自動倒極裝置，不能有效地抑制膜表面上的結垢，離子交換樹脂一旦失效，設備必需停止運行，用電再生，不能做到連續長期運行。
本實用新型的目的是，克服上述裝置結構的缺點，提供一種新結構的連續電去離子器。
本實用新型的目的是這樣實現的。膜堆中的隔離板14厚2-20mm，兩端開有交錯排列的出入口8和過水孔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，空腔內裝填球狀強酸性陽離子交換樹脂和球狀強鹼性陰離子交換樹脂的混合樹脂，簡稱陰陽離子交換混合樹脂18。
電極裝置中的陰、陽兩個電極板2的兩端有過水孔19，每個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中裝填有球狀陰陽離子交換混合樹脂。陽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、陽電極板兩個接線柱6之間串聯自動控制倒極裝置21；自動控制倒極裝置由繼電器和時間繼電器組合成。倒極後，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轉換為濃室出入管道5′，濃室出入管道5轉換為淡室出入管道4′；淡室16轉換為濃室15′，濃室15轉換為淡室16′。
電極裝置中的塑料隔網10為網狀。
本實用新型在隔離板14空腔和極室20中裝填球狀陰陽離子交換混合樹脂，形成密堆積，樹脂的骨架上含有大量固定的正負電荷，在直流電場的作用下，這些正負電荷形成離子導體。周圍水中正負離子進入導體後，能迅速向陽膜12和陰膜13遷移，大大減少了膜的界面擴散層厚度，降低了膜兩側的濃差極化程度，大大降低了淡室16或倒極後淡室16′中陽膜12一側的結垢和濃室15或倒極後濃室15′中陰膜13一側的結垢。即使濃室因結垢而失效，在不影響淡室出水的條件下，可按常規法用氯化納轉型。陰陽離子交換混合樹脂在直流電場作用下還能起催化作用，能加速水的離解，在陰陽離子交換混合樹脂周圍會產生大量的氫離子和氫氧根離子。這些離子能使陰陽離子交換混合樹脂的鈉型和氯型轉換為氫型和氫氧根型，使失效的樹脂獲得再生。在電極室裝填陰陽離子交換混合樹脂除了上述特點外，還有支撐膜的作用，如果極室的水壓改變，也不會引起鄰近極室膜的位置移動。本實用新型帶有自動控制倒極裝置。倒極後，濃室15、淡室16互相轉換，這樣使產水能連續長期進行，克服了現有技術中由於嚴重的濃差極化而引起結垢，使產水不能連續長期進行和停產再生的缺點。
在電極板2兩側採用的極室出入管道3，淡室出入管道4、濃室出入管道5均為雙進雙出管道。這種雙進雙出管道結構使水的流量比單進單出管道結構增大兩倍，有利於增加產水量。雙進雙出管道結構在極室中能加速稀釋進入陰極室的鈣、鎂等結垢離子濃度，不會產生死角，有利於減緩在電極上產生的結垢；在濃、淡室中能增加產水流量和濃室迴路中的循環水流量，稀釋濃室中結垢離子濃度，使被處理的水更勻地流過各室，不會產生死角。被遷移的離子能在膜的表面上更均勻地透過膜，可以防止局部膜產生結垢，有利於延長膜的使用壽命。
電極裝置中的多孔板為塑料隔網10，這種網狀結構可使透水量不受限制，增加了膜的有效面積。
本實用新型可以使被處理的水質電導率＜0.20μs/cm，並且能長期連續運行。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。試驗證明，利用本裝置能代替二級除鹽裝置，用一級除鹽水(7-10μs/cm)作為本裝置的入口水，出口水的水質＜0.20μs/cm，連續運行達2000多小時，廢水(6.5＜PH＜8.5)達標排放。製備純水一噸僅需0.004元；相比之下，樹脂失效後需要酸鹼再生，製備純水一噸需0.40元。(這裡僅指用電再生和用化學藥劑再生進行比較，不包括輔助設備及輔助用電)。
本實用新型由以下實施例及其附圖給出。
附
圖1是裝填有陰陽離子混合樹脂的隔離板。
附圖2是水道雙進雙出電極板。
附圖3是連續電去離子器結構示意圖。
附圖4是連續電去離子器外部結構示意圖。
附圖5是立式連續電去離子器內部水流程圖。
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接線柱、7電極、8出入口、9橡皮墊、10塑料隔網、11膜堆、12陽膜、13陰膜、14隔離板、15(15′)濃室、16(16′)淡室、17布水道、18陰陽離子交換混合樹脂、19過水孔、20極室、21倒極裝置。
實施例本實用新型包括膜堆、電極裝置和夾緊裝置三部分構成。
膜堆中的隔離板14厚2-20mm，兩端開有交錯排列的出入口8和過水孔19，出入口8連通布水道17。過水孔19和出入口8成對，兩端各有1-3對。隔離板中部為空腔，布水道連通空腔，空腔內裝填球狀強酸性陽離子交換樹脂和球狀強鹼性陰離子交換樹脂的混合樹脂18，比例為1∶2-1∶4。
電極裝置中的陰、陽兩個電極板2的兩端有過水孔19，每個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酸性陽離子交換樹脂和球狀強鹼性陰離子交換樹脂的混合樹脂。陽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的兩端接產水管；陽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、陽電極板兩個接線柱6之間串聯自動控制倒極裝置21；自動控制倒極裝置由繼電器和時間繼電器組合成；倒極後，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轉換為濃室出入管道5′，濃室出入管道5轉換為淡室出入管道4′。淡室16轉換為淡室16′，濃室15轉換為濃室15′。
電極裝置中的塑料隔網10為網狀。
安裝使用時，本實用新型兩端的兩塊電極板2上的過水孔19互相錯開，互不相通。陽膜12、隔離板14、陰膜13、隔離板14，依次互相重疊組成膜對，多個膜對組成膜堆11。在膜堆的兩側緊貼有橡皮墊9，橡皮墊兩端也開有過水孔。橡皮墊中部帶有塑料隔網10。在橡皮墊的兩側依次有電極板2和鋁合金板1(也可採用鐵板)，外用螺栓固定。裝配後的本裝置是呈立式，以便排氣。立式結構見附圖5。
在運行中，起富集離子作用的室稱濃室15，起脫除離子作用的室稱淡室16。倒極後濃室15轉換為第二淡室16′；淡室16轉換為第二濃室15′。出入口8使水流通過布水道17進出陰陽離子交換混合樹脂層，過水孔19與鄰室相通，避免濃室和淡室水流互相干擾。
本裝置內部流程在膜堆中，各個隔離板的過水孔19與相鄰的各個隔離板出入口8相通。由許多個過水孔、出入口互相疊加形成水的內通道。水道中的水僅能通過各個濃室15(15′)或各個淡室16(16′)。以濃室15為例，入口水通過陰極電極板2下端兩邊濃室出入管道5，進入裝置內，流經陰極電極板2、橡皮墊9、膜堆11、隔離板(淡室)14和陰膜13各個過水孔19。通過隔離板(濃室)14下端出入口8向上進入濃室15，從隔離板(濃室)14上端出入口8流出，通過陽膜12、橡皮墊9和陽極板2上端各個過水孔19，從電極板上端兩側濃室出入管道5流出本裝置。以淡室16為例，入口水通過陽極電極板2下端兩邊淡室出入管道4，進入裝置內，流經陽極電極板2、橡皮墊9、陽膜12、隔離板(濃室)14和陰膜13各個過水孔19，通過隔離板(淡室)14下端出入口8向上進入淡室16，從隔離板(淡室)14上端出入口8流出，通過膜堆11、橡皮墊9和陰極板2上端各個過水孔19，從陰極板上端兩邊淡室出入管道4流出本裝置。
權利要求1.一種連續電去離子器，包括膜堆、電極裝置和夾緊機構，其特徵在於膜堆中的隔離板(14)厚2-20mm，兩端開有交錯排列的出入口(8)和過水孔(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，空腔內裝填球狀強酸性陽離子交換樹脂和球狀強鹼性陰離子交換樹脂的混合樹脂(18)，比例為1∶2-1∶4。
2.按照權利要求1所述的連續電去離子器，其特徵在於電極裝置中的陰、陽兩個電極板(2)的兩端有過水孔(19)，每個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)中裝填有球狀強酸性陽離子交換樹脂和球狀強鹼性陰離子交換樹脂的混合樹脂。
3.按照權利要求1、2所述的連續電去離子器，其特徵在於在陰、陽電極板兩個接線柱(6)之間串聯自動控制倒極裝置(21)；自動控制倒極裝置由繼電器和時間繼電器組合成；倒極後，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)轉換為濃室出入管道(5′)；濃室出入管道(5)轉換為淡室出入管道(4′)；淡室(16)轉換為濃室(15′)，濃室(15)轉換為淡室(16′)。
4.按照權利要求1、2所述的連續電去離子器，其特徵在於塑料隔網(10)為網狀。
5.按照權利要求3所述的連續電去離子器，其特徵在於塑料隔網(10)為網狀。
專利摘要本實用新型是一種連續電去離子器,特別涉及製備純水和高純水的設備,可與反滲透裝置連用。膜堆中的隔離板厚2—20mm,兩端開有交錯排列的出入口和過水孔,出入口連通布水道;隔離板中部裝填陰陽離子交換填混合樹脂,布水道連通腔體。電極裝置中的電極板的兩側有濃室、淡室和極室的雙進雙出管道。自動倒極時,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,減少結垢,能連續長期工作。
文檔編號C02F1/42GK2375625SQ9922638
公開日2000年4月26日 申請日期1999年4月23日 優先權日1999年4月23日
發明者徐茂豫 申請人:徐茂豫