浓水充填的电除盐装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于水净化处理领域，涉及以直流电作为去离子驱动力的液体纯化装置，具体公开一种浓水充填的电除盐装置。该装置的特点是浓水室阴离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，浓水阳离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，正极室阴离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，正极板相邻侧充填阳离子导体，负极室阳离子交换膜相邻侧充填阳离子导体，负极板相邻侧充填阳离子导体。这种浓水充填的电除盐装置可以有效地避免浓水结垢问题，特别当这种装置以逆流方式运行时抗结垢能力更强。这一技术同时有明显的节能效果。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Electric desalting device with concentrated water filling

The utility model belongs to the field of water purification treatment, relating to a liquid purifying device with direct current as the driving force of deionization, and in particular discloses an electric desalting device with concentrated water filling. The device is characterized in concentrated water chamber and the anion exchange membrane adjacent side filling anion conductor, concentrated water cation exchange membrane adjacent side filling anion conductor, cathode chamber anion exchange membrane adjacent side filling anion conductor, positive plate adjacent side filling cationic conductor cathode chamber of cation exchange membrane adjacent side filling cationic conductor, negative plate adjacent side filling cationic conductor. The dense water filling electric desalting device can effectively avoid the scaling problem of concentrated water, especially when the device runs in a counter flow mode and has stronger anti fouling capacity. This technique has obvious energy saving effect at the same time.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种以直流电作为离子驱动力的溶液去离子装置，特别是一种以直流电 作为去离子驱动力的水纯化装置。
技术介绍
传统的流体脱盐主要方法是离子交换法。其中一级除盐主要通过阳离子交换床和阴离子 交换床实现，而二级除盐一般通过混合离子交换床来实现。离子交换法存在的最大问题是离 子交换树脂必须使用酸和碱再生，因此造成化学品的大量使用和环境污染；也造成了间断运 行和运行参数波动。传统的一级除盐可以用反渗透膜法代替，而二级除盐的混合离子交换床 则可以用电除盐膜法代替。与混合离子交换床不同，电除盐装置的优点是不需要化学再生， 不需要消耗酸和碱，脱盐液的纯度稳定、运行费用低、无污染物或污水排放。电除盐装置的 重要用途之一是水的脱盐。已知技术电除盐装置的基本结构如图6所示，除盐单元由阴离子交换膜20、阳离子交换 膜30和充填之间的混合离子交换树脂10组成。阴离子交换膜20只充许阴离子透过，不充许 阳离子透过；而阳离子交换膜30只充许阳离子透过，不充许阴离子透过。电除盐装置中将一 定数量的除盐单元罗列在一起，使阴离子交换膜20和阳离子交换膜30交替排列，并使用隔离 物40将每个除盐单元隔开，相邻的阴离子交换膜20和阳离子交换膜30之间的隔离物40占 据的空间形成浓水室3。除盐单元中阴离子交换膜20和阳离子交换膜30之间包括混合离子 交换树脂10的空间为淡水室2。在一系列淡水室2和浓水室3相间罗列的阳离子交换膜一端 设置负电极50，另一端设置正电极60。在给定的直流电推动下，淡水室2中的阳离子被负电 极50 (-)吸引，通过阳离子交换膜30进入到邻近的浓水室3中；而邻近的阴离子交换膜20 不充许其通过，这些离子即被阻隔在浓水室3中。阴离子则向相反的方向运动，同样的被阻 隔在浓水室3中。负电极50与相近的阳离子交换膜30之间包的空间称为负极室1，正电极 60与相近的阴离子交换膜20之间的空间称为正极室4。淡水室2中充填的混合离子交换树脂 IO从给水中不断地吸附给水中的离子，而这些被吸附的离子又在正电极60和负电极50的电 场作用下通过混合离子交换树脂10和阴离子交换膜20及阳离子交换膜30被转移到浓水室3 中，然后被排放。淡水室混合离子交换树脂10大大增加了淡水室2内离子的运动速度，因而 减小了淡水室2内的电阻。已知技术中电除盐装置可以以顺流或逆流方式运行。已知技术中电除盐装置中离子交换膜表面存在严重的极化现象，因此浓水结垢问题较为 严重。已知技术中通过浓水加盐或浓水充填离子导体来提高浓水的导电性。浓水充填的作用和 方法已经在美国专利2815320中得到了揭示和阐述，美国专利4465573(1984)也描述了电除 盐装置浓水室中充填离子交换树脂的技术方案，美国专利Re35741(1998)揭示了电除盐装置 浓水中充填均粒离子交换树脂的技术方案。为了给浓水中的离子提供连续的导体，浓水中充 填的离子导体颗粒之间和这些颗粒与阴阳膜之间必须是紧密接触的。最为常见的离子导体是 混合离子交换树脂或阴阳离子交换树脂中的一种。已知技术的浓水充填方式不可避免的使得 阴离子交换膜表面有与之紧密接触的阳离子交换树脂，在这一接触面上浓水流速几乎等于零， 透过这一接触面向对应的阴离子交换膜的阴离子和通过相关阳离子交换树脂迁移至此的阳离 子将无法被浓水冲离，这些离子在这一接触面结合而结垢。同样的原理，阳离子交换膜表面 有与之紧密接触的阴离子交换树脂时，在这一接触面上结垢倾向严重。已知技术中没有以减低电除盐装置中阴阳离子交换膜表面离子浓度的浓水充填技术。
技术实现思路
本技术要解决现有的电除盐装置由于浓水充填而增加结垢倾向的技术问题，提供一 种通过浓水充填降低浓水结始倾向的浓水充填电除盐装置。本技术浓水充填电除盐装置包括一正电极、 一负电极、至少一阴离子交换膜、至少 一阳离子交换膜和充填在阴离子交换膜和阳离子交换膜之间的离子导体，多组阴离子交换膜 和阳离子交换膜交替位于正电极和负电极之间， 一阴离子交换膜邻近正电极并与正电极隔开 一定距离形成正极室，这一阴离子交换膜与与之相邻的阳离子交换膜形成一淡水室，该阳离 子交换膜与下一个阴离子交换膜之间形成浓水室， 一邻近负电极的阳离子交换膜与负电极隔 开一定距离形成负极室，淡水室和浓水室均充填离子导体，其特征在于浓水室阴离子交换膜 相邻侧充填阴离子导体，浓水阳离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，正极室阴离子交换膜相 邻侧充填阴离子导体，正极板相邻侧充填阳离子导体，负极室阳离子交换膜相邻侧充填阳离 子导体，负极板相邻侧充填阳离子导体。本技术浓水充填电除盐装置浓水阴离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，使得透过阴 离子交换膜进入浓水室的阴离子可以通过与阴离子交换膜紧密接触的阴离子导体迅速离开阴 离子交换膜表面，再由离子导体表面进入浓水主体。同样透过阳离子交换膜的阳离子也会更 迅速地进入浓水主体。这样的充填方法可以迅速地分别将阴阳离子迁移离开阴阳离子交换膜 表面，同时避免将阴离子通过离子导体进一步迁移至同一浓水室阳离子交换膜的表面，避免 将阳离子通过离子导体进一步迁移至同一浓水室阴离子交换膜的表面。通过将阴阳离子迅速 迁移离子交换膜的表面可以有效地避免膜表面的结板问题。本技术浓水充填电除盐装置正极水室阴离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，正极板 相邻侧充填阳离子导体，这样的充填可以有效避免氯离子向负极板表面的扩善，减低极板表 面电解产生氯气的含量，有利于提高电除盐装置的寿命。本技术浓水充填电除盐装置负 极水室阳离子交换膜相邻侧充填阳离子导体，负极板相邻侧充填阴离子导体。这样的充填方 式可以减低负极板表面钙镁离子结垢问题。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术浓水充填电除盐装置的示意图，同时表示出各水流流向及各种离子迁 移的状况。图2是本技术浓水充填电除盐装置浓水充填的离子导体40的分布示意图，其中41 为阴离子导体，42为阳离子导体。图3是本技术浓水充填电除盐装置加厚的浓水充填的离子导体示意图，其中41为阴 离子导体，42为阳离子导体。图4是本技术浓水充填电除盐装置包括了中间隔网或网布的浓水充填的离子导体示 意图，其中41为阴离子导体，42为阳离子导体，43为隔网或网布。图5是本技术浓水充填电除盐装置包括了中间隔网或网布的加厚的浓水充填的离子 导体示意图，其中41为阴离子导体，42为阳离子导体，43为隔网或网布。图6是已知技术顺流电除盐装置示意图。具体实施方式图1和图4所示的是本技术浓水充填电除盐装置的-种特例，包括正电极柳、一 负电极50、至少一阴离子交换膜20、至少一阳离子交换膜30和充填在阴离子交换膜和阳离子交换膜之间的离子导体层10和40，多组阴离子交换膜20和阳离子交换膜30交替位于正 电极60和负电极50之间， 一邻近负电极50的阳离子交换膜30与负电极50隔开一定距离形 成负极室1， 一阴离子交换膜20邻近正电极60并与正电极隔开一定距离形成正极室4, 一阴 离子交换膜20与与之相邻的阳离子交换膜30形成一淡水室2,该阳离子交换膜30与下一个 阴离子交换膜20之间形成浓水室3。淡水室2、浓水室3、负极室1和正极室4均充填离子 导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浓水充填电除盐装置包括一正电极、一负电极、至少一阴离子交换膜、至少一阳离子交换膜和充填在阴离子交换膜和阳离子交换膜之间的离子导体，多组阴离子交换膜和阳离子交换膜交替位于正电极和负电极之间，一阴离子交换膜邻近正电极并与正电极隔开一定距离形成正极室，这一阴离子交换膜与与之相邻的阳离子交换膜形成一淡水室，该阳离子交换膜与下一个阴离子交换膜之间形成浓水室，一邻近负电极的阳离子交换膜与负电极隔开一定距离形成负极室，淡水室和浓水室均充填离子导体，其特征是浓水室阴离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，浓水阳离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，正极室阴离子交换膜相邻侧充填阴离子导体，正极板相邻侧充填阳离子导体，负极室阳离子交换膜相邻侧充填阳离子导体，负极板相邻侧充填阳离子导体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟广祯，
申请(专利权)人：孟广祯，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]