磁电渗析水处理的方法技术

磁电渗析水处理的方法。可用于海水淡化、苦咸水淡化、海水浓缩制盐、工业给水脱盐等。它利用离子交换膜的选择透过性建立一个能在直流电场的作用下使水中的电解质离子作定向迁移的电渗析处理水的空间，其特征是：在电渗析处理水的空间内，加入一个其磁力线方向与水流方向和电流方向都垂直，以增强流动溶液中阴、阳离子作定向偏移的静磁场。从而解决现有电渗析器水处理量小、耗电量大、易结垢等问题。本发明专利技术方法不仅科学合理，而且所用设备也简单可行，它只要其壳体在与水流方向和电流方向都平行的两壳壁上分别贴有一块永磁板即可进行磁电渗析水处理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用电化学水处理的方法。尤其是一种在现有电渗析处理水的空间内加入能增强溶液中带电粒子定向偏移的磁场，以及水的磁处理除垢的方法。它可广泛用于海水淡化、苦咸水淡化、海水浓缩制盐、工业给水脱盐等。
技术介绍
现有的以电化学方法进行水处理的电渗析法，它是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的电解质离子作定向迁移，实现水的淡化或浓缩制盐。其具体过程是溶液中盐类水解成的正、负离子通过直流电场的作用在阴离子交换膜、阳离子交换膜上作定向迁移。用该方法制成的电渗析器可从图1和图2中看到，它是以海水淡化为例子加以说明。它包含有一个其上带有原水(海水)进口11(11a和11b)、电极冲洗水进口16(其中16b是阳极冲洗水进口、16a是阴极冲洗水进口)、电极冲洗液出口12(12b是阳极冲洗水出口，流出稀酸液氯水；12a是阴极冲洗水出口，流出稀碱液NaOH)、处理后的水的出口13(其中淡化水出口为13a、浓缩水的出口为13b)的壳体1；壳体内安装电极2(其中阳极为2a、阴极为2b)和在阴极和阳极之间安装一组呈交替且间隔设置的阳离子交换膜3和阴离子交换膜4。原水从海水进口11进入电渗析器，并在两电极上接通直流电，则来自海水溶液中的Na+离子、CL-离子在阳离子交换膜3、阴离子交换膜4上作选择性迁移(←□表示Na+离子的迁移，○→代表CL-离子的迁移)，最终从淡化室的出口13a供出淡化水，从浓缩水出口13b流出浓缩海水。在上述过程进行了一段时间后，因离子交换膜和两电极上出现结垢、电极极化，使海水淡化的速度逐渐放慢、出水质量降低、电耗增大。现有的电渗析方法及其设备的缺点是1)它是靠溶液中盐类水解成正、负离子通过电场作用在阴、阳离子交换膜上作自行选择的迁移而完成，正、负离子的迁移速度均取决电渗析器的结构、材料及电流密度、被处理水的性质等，一旦设备已制成、装妥，上述各参数均成定局，故水处理速度和处理质量也均无法再提高、电流效率无法再提高，耗电量就无法降低；2)如果在阴、阳离子交换膜和两电极出现了结垢和电极极化后，降低了膜、电极的电渗析性能和使用寿命，故必需对其进行冲洗处理，严重时还须进行拆洗，从而降低了水处理的能力，并且该操作麻烦又费时；如果采用频繁倒极的方法，虽可部分解决结垢和极化的问题，但每次倒极也必须停产、影响生产率。
技术实现思路
本专利技术是要解决上述现有技术中存在的问题，提供一种水处理效果好、速度快、处理能力大且方法简便可靠的，并使其具有科学合理、使用简单方便并省电等特点。本专利技术的，它利用离子交换膜的选择透过性建立一个能在直流电场的作用下使水中的电解质离子作定向偏移的电渗析处理水的空间，其特点是在电渗析处理水的空间内，加入一个其磁力线方向与水流方向和电流方向都垂直，以增强流动溶液中阴、阳离子作定向偏移的静磁场。该静磁场强度最好不小于0.5特斯拉。用本专利技术方法制成的磁电渗析器，它含有其上带有原水进口，电极冲洗水进口，电极冲洗水出口，淡化水出口和浓缩水出口的壳体，壳体内装有电极，在阳、阴两电极之间装有一组呈交替且间隔排列的阳离子交换膜和阴离子交换膜，其特征是它的壳体在与水流方向和电流方向都平行的两壳壁上分别贴合有一块永磁板。上述的磁电渗析器，它的壳体除了在与水流方向和电流方向都平行的两壳壁是高导磁材料板外，其余的壳壁均为导磁性比前两壳壁低的低磁导材料板。以克服因其余壳壁的磁场屏蔽作用，而降低了对外加磁场的作用。上述的磁电渗析器，它的两电极之间带有能使阴、阳两极进行互换的电源切换闸，同时在原水进口、淡化水出口、浓缩水出口、与原水供水管、淡化水导出管、浓缩液导出管上均装有可变换流体在壳体上的进、出状态的换向阀。上述的磁电渗析器，它还可在原水供水管上装有磁铁块。以提前对进水作磁化处理，清除进水内的铁磁性颗粒，有效地防止该颗粒进入本专利技术磁电渗析器、影响磁电渗析的水处理效果。本专利技术的有益效果是1)在对传统的电渗析水处理的方法进行改进之后，水流中的离子通过静磁场所产生的电磁感应力而增大了定向偏移力，从而提高设备的水处理能力，并节省电能；2)在加入磁场后，因溶液中离子的游离度加入而降低了离子的水合作用，从而增大离子在阴、阳离子膜上的选择通透性、降低液阻和膜阻，故使水处理效率更加提高、电能消耗更大幅降低；3)水的磁处理有利于电渗析设备的除垢，从而减少拆洗停顿或频繁倒极的频率，也提高了设备的使用效率及使用寿命；4)以本专利技术方法制成的磁电渗析器，它的结构简单合理、制造方便，并且与现有的电渗析器相比较，只是在其壳体上外加两块永磁板，因此可方便、广泛地对现有电渗析器进行更新改造。下面将通过实例并对照附图，对本专利技术作进一步的叙述。附图说明图1和图2、图3分别是一种为实现现有电渗析处理水的方法所用设备的结构示意图和立体透视图、主视图；图4是为实现本专利技术磁电渗析处理水的方法而要加到现有设备壳体上的两块永磁板；图5是一种为实现本专利技术磁电渗析处理水的方法所用的磁电渗析器的主视图；图6是本专利技术方法所用磁电渗析器上所带有的能实施频繁倒极而可变换水流方向和电极极性的管路、电路设置图。对各附图的标号说明如下1-壳体；11-原水进口(其中11a通向淡化室，11b通向浓缩室)；12-电极冲洗水出口(其中12b是阳极冲洗出口，12a是阴极冲洗水出口)；13a-淡化水出口；13b-浓缩水出口；14-阳极室；15-阴极室；16-电极冲洗水进口(其中16b是阳极冲洗水进口，16a是阴极冲洗水进口)；17-高导磁材料板；18-淡化室；19-浓缩室；2-电极(其中2a-阳极、2b-阴极)；3-阳离子交换膜；4-阴离子交换膜；5-电源切换闸；6-永磁板；7-低导磁材料板；8-换向阀；9-禁止符；10-磁铁块；20-本专利技术磁电渗析器；21-原水供水管；23-淡化水导出管；24-浓缩水导出管；B-永磁板产生的磁力线方向标记。具体实施例方式实施例1.本实施例的方法是它利用离子交换膜的选择透过性建立一个能在直流电场的作用下使水中的电解质离子作定向迁移的电渗析处理水的空间，然后在电渗析处理水的空间内，加入一个其磁力线方向与水流方向和电流方向都垂直，以增强流动溶液中阴、阳离子作定向偏移的静磁场。静磁场强度最好不小于0.5特斯拉。所谓电渗析空间，可从图1和图2中的现有电渗析器的结构示意图和立体透视图中看到，溶液中的正、负离子(图中分别以←□表示正离子的迁移，○→代表负离子的迁移)，在直流电场作用下，正离子向阴极偏移并选择性地透过阳离子交换膜，负离子向阳极偏移并选择性地透过阴离子交换膜，其电场对离子的偏移力Fe为Fe＝qE(q为离子的电量，E为电场强度)。如在该电渗析处理水的空间内加入一个由图4所示的两块永磁板6(它们被外贴到图3中的现有电渗析器前、后两壳体的外壁面上，亦即永磁板6上的aidc、efhg分别贴合到壳体1的外侧壁AIDC、EFHG上，永磁板产生的磁力线方向为B方向)，形成图5中所示的本实施例的磁电渗析器的结构，则在现有电渗析处理水的空间内加入一个能使流动溶液中的阴、阳离子定向偏移的静磁场，使离子还受到洛仑磁力Fm作用，该力的大小Fm＝qvB(q为离子的电量，v为水流速度，B为磁场强度)；由于Fm与Fe的方向一致，故离子所受的实际偏移力F＝Fe+Fm，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁电渗析水处理的方法，它利用离子交换膜的选择透过性建立一个能在直流电场的作用下使水中的电解质离子作定向迁移的电渗析处理水的空间，其特征是：在电渗析处理水的空间内，加入一个其磁力线方向与水流方向和电流方向都垂直，以增强流动溶液中阴、阳离子作定向偏移的静磁场。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树庆，张东红，
申请(专利权)人：陈树庆，张东红，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]