一种流通电容器模块和具有该模块的水处理系统技术方案

一种流通电容器模块和具有该模块的水处理系统，包括：水流道板、阳离子处理部和阴离子处理部；阳离子处理部包括第一电极板和阳离子交换膜，阴离子处理部包括第二电极板和阴离子交换膜；阳离子交换膜和阴离子交换膜位于水流道板的两侧；第一电极板朝向阳离子交换膜的一侧设有第一平面螺旋形流道；第二电极板朝向阴离子交换膜的一侧设有第二平面螺旋形流道。本实用新型专利技术中，电极板上采用平面螺旋形流道，使得电极液在平面螺旋形流道中流动平稳，避免了蛇形等具有急转弯的流道内可能发生的堵塞情况，从而保证了电极液在第一电极板和第二电极板上流动的可靠性，保证流动电极的可靠性，即保证了电极液所在电场的稳定性，从而保证了对水处理腔中补给水的处理效率。水处理腔中补给水的处理效率。水处理腔中补给水的处理效率。

A circulating capacitor module and a water treatment system with the module

【技术实现步骤摘要】
一种流通电容器模块和具有该模块的水处理系统


[0001]本技术涉及水处理设备领域，尤其涉及一种流通电容器模块和具有该模块的水处理系统。

技术介绍

[0002]电容去离子技术，是在利用超级电容器的电吸附能力将水中的盐离子吸附完全，从而获得淡水资源。相对于市场存在的其他技术而言，电容去离子技术利用电能，这种可以高效利用的能量作为驱动能源，不仅对环境友好，不会产生污染，而且能量利用率高，合理的装置结构可以甚至可以回收电能，做到节能环保的效果。另外，与反渗透和多级闪蒸和多级蒸馏技术相比，电容去离子技术不需要化学物质进行电极的清洗，电极通过反接，可以将表面吸附的盐离子进行脱附，实现电极再生，不会产生二次污染。就能耗方面而言，相对于反渗透技术的高压和多级闪蒸、多级蒸馏技术的高温环境，电容去离子技术可以在常温常压环境中进行补给水的淡化，能量消耗小。在生产相同体积、相同水质的水产品时，电容去离子技术的耗能仅是反渗透技术能耗的三分之一。此外，电容去离子技术的另一突出有点就是可以选择性吸附目标离子，实现溶液中物质的提纯，该优势可以从废弃水中或者具有和放射性元素的溶液提取有价值的贵重元素，不仅可以生产淡水，而且可以生产带有附加价值的水产品。
[0003]电容去离子技术目前已有三十年的历史，最初的电容去离子技术以碳气凝胶材料作为离子吸附材料。后来，随着技术的发展，逐渐演变为碳布，最终变为碳基材料。随着新型电极材料的出现，越来越多的电极采用导电剂、粘结剂和活性材料按照一定配比的条件制成吸附电极。电容去离子技术的原理为在电极材料通电的条件形成垂直于电极方向的电场，而补给水中的带电离子在电场的作用下，阴离子朝着阳极迁移，阳离子朝着阴极迁移，最终落到电极上被纳米材料吸附。此外，与电极
[0004]而相对于电容去离子装置而言，最初的电容去离子装置为固定电极，但是由于固定电极吸附量有限，而且电极需要原位再生，无法做到连续脱盐，故发展了流动电极电容去离子技术。流动电极电容去离子技术是将固定电极变为流动电极。相比于固定电极的原位脱附，流动电极在装置外中和使得盐离子从吸附上自行脱附，从而做到伪无限吸附量。
[0005]而对于流动电极电容去离子装置而言，装置结构和工艺参数对装置脱盐性能的影响至关重要。传统的流动电极电容去离子装置采用堆叠结构，由蛇形流道电极板、离子交换膜和水流道板组成。补给水从电极板上的一侧穿孔中流入，直至流到水流道板中，再从另一侧的电极板的穿孔中流出。由于堆叠的密封性较差，组件之间会存在缝隙，加上水流需要穿过各个组件导致容易出现串流和漏液问题，影响装置脱盐的稳定性。另外，电极板的电极液流道为蛇形流道，蛇形流道在拐角处半径较小，电极液在此处流速减小，电极液中的吸附材料容易在此处出现淤积，影响吸附效率。

技术实现思路

[0006]为了解决上述现有技术中流动电机的电容去离子装置中电极液易堵塞的缺陷，本技术提出了一种流通电容器模块和具有该模块的水处理系统。
[0007]本技术的目的之一提供了一种流通电容器模块，使得电极液的流动更加平稳，可避免堵塞。
[0008]一种流通电容器模块，包括：水流道板、阳离子处理部和阴离子处理部；阳离子处理部包括第一电极板和阳离子交换膜，阴离子处理部包括第二电极板和阴离子交换膜；阳离子交换膜和阴离子交换膜位于水流道板的两侧，且三者相互配合形成水处理腔；水流道板上设置有均与水处理腔连通的进水端和出水端；
[0009]第一电极板位于阳离子交换膜背离水处理腔的一侧，第一电极板朝向阳离子交换膜的一侧设有第一平面螺旋形流道，且第一平面螺旋形流道的两端分别作为第一电极板的电极液进口和电极液出口；
[0010]第二电极板位于阴离子交换膜背离水处理腔的一侧，第二电极板朝向阴离子交换膜的一侧设有第二平面螺旋形流道，且第二平面螺旋形流道的两端分别作为第二电极板的电极液进口和电极液出口；
[0011]第一电极板连接有第一接线端子，第二电极板连接有第二接线端子。
[0012]优选的，水流道板两侧分别设有第一台阶槽和第二台阶槽，且第一台阶槽和第二台阶槽相连通；第一电极板和阳离子交换膜设置在第一台阶槽内，第二电极板和阴离子交换膜设置在第二台阶槽内。
[0013]优选的，阳离子处理部还包括第一保护板，阴离子处理部还包括第二保护板；第一保护板位于第一电极板背离阳离子交换膜的一侧，第二保护板位于第二电极板背离阴离子交换膜的一侧。
[0014]优选的，第一保护板设置在第一台阶槽中，第二保护板设置在第二台阶槽中。
[0015]优选的，第一保护板上设有连接第一电极板的电极液进口的第一进液端子和连接第一电极板的电极液出口的第一出液端子；第二保护板上设有连接第二电极板的电极液进口的第二进液端子和连接第二电极板的电极液出口的第二出液端子。
[0016]优选的，第一接线端子设置在第一保护板上，且第一接线端子与第一电极板电连接，第一接线端子、第一进液端子和第一出液端子均位于第一保护板背离阳离子交换膜的一侧，第二接线端子设置在第二保护板上，且第二接线端子与第二电极板电连接，第二接线端子、第二进液端子和第二出液端子均并位于第二保护板背离阴离子交换膜的一侧。
[0017]优选的，阳离子交换膜的两侧分别设有第一密封弹性垫和第二密封弹性垫，阴离子交换膜的两侧分别设有第三密封弹性垫和第四密封弹性垫；第一密封弹性垫和第二密封弹性垫均设有包围第一平面螺旋形流道的通孔，第三密封弹性垫和第四密封弹性垫均设有包围第二平面螺旋形流道的通孔；阳离子交换膜和阴离子交换膜平行设置，水流道板上设有用于连接第一台阶槽和第二台阶槽的通孔，所述水流道板上的通孔所围区域覆盖第一平面螺旋形流道和第二平面螺旋形流道。
[0018]优选的，还包括多个螺纹紧固件，多个螺纹紧固件依次穿过第一保护板、第一电极板、第一密封弹性垫、阳离子交换膜、第二密封弹性垫、水流道板、第三密封弹性垫、阴离子交换膜、第四密封弹性垫、第二电极板和第二保护板。
[0019]本专利技术的目的之二提供了一种电容去离子水处理系统。
[0020]一种电容去离子水处理系统，包括所述的流通电容器模块，还包括电极液存储器和补给水存储器；电极液存储器分别连通第一平面螺旋形流道的两端以形成第一电极液循环回路，电极液存储器还分别连通第二平面螺旋形流道的两端以形成第二电极液循环回路，第一电极液循环回路和第二电极液循环回路上均设有电极液循环泵；补给水存储器分别连接进水端和出水端，补给水存储器和水处理腔形成水循环回路，且水循环回路上设有水泵。
[0021]优选的，第一电极端子和第二电极端子之间接入2.4V供电电源，电极液采用12.5wt％活性炭电极液。
[0022]本技术的优点在于：
[0023](1)本技术中，通过流动电极的电吸附作用，驱使补给水中的盐离子渗透过离子交换膜，被吸附在流动电极中，获得纯净淡水。随后，在施加反向电压或者短路的情况下，阴阳离子自行中和，从吸附电极的表面脱附到水中，实现电极再生。本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流通电容器模块，其特征在于，包括：水流道板(1)、阳离子处理部和阴离子处理部；阳离子处理部包括第一电极板(21)和阳离子交换膜(22)，阴离子处理部包括第二电极板(31)和阴离子交换膜(32)；阳离子交换膜(22)和阴离子交换膜(32)位于水流道板(1)的两侧，且三者相互配合形成水处理腔；水流道板(1)上设置有均与水处理腔连通的进水端(11)和出水端(12)；第一电极板(21)位于阳离子交换膜(22)背离水处理腔的一侧，第一电极板(21)朝向阳离子交换膜(22)的一侧设有第一平面螺旋形流道，且第一平面螺旋形流道的两端分别作为第一电极板(21)的电极液进口和电极液出口；第二电极板(31)位于阴离子交换膜(32)背离水处理腔的一侧，第二电极板(31)朝向阴离子交换膜(32)的一侧设有第二平面螺旋形流道，且第二平面螺旋形流道的两端分别作为第二电极板(31)的电极液进口和电极液出口；第一电极板(21)连接有第一接线端子，第二电极板(31)连接有第二接线端子。2.如权利要求1所述的流通电容器模块，其特征在于，水流道板(1)两侧分别设有第一台阶槽(13)和第二台阶槽，且第一台阶槽(13)和第二台阶槽相连通；第一电极板(21)和阳离子交换膜(22)设置在第一台阶槽(13)内，第二电极板(31)和阴离子交换膜(32)设置在第二台阶槽内。3.如权利要求2所述的流通电容器模块，其特征在于，阳离子处理部还包括第一保护板(23)，阴离子处理部还包括第二保护板(33)；第一保护板(23)位于第一电极板(21)背离阳离子交换膜(22)的一侧，第二保护板(33)位于第二电极板(31)背离阴离子交换膜(32)的一侧。4.如权利要求3所述的流通电容器模块，其特征在于，第一保护板(23)设置在第一台阶槽(13)中，第二保护板(33)设置在第二台阶槽中。5.如权利要求4所述的流通电容器模块，其特征在于，第一保护板(23)上设有连接第一电极板(21)的电极液进口的第一进液端子(231)和连接第一电极板(21)的电极液出口的第一出液端子(232)；第二保护板(33)上设有连接第二电极板(31)的电极液进口的第二进液端子(331)和连接第二电极板(31)的电极液出口的第二出液端子(332)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏建，张欣源，刘文文，张海民，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：新型
国别省市：