CN101239746B - 高压电渗析*** - Google Patents

Abstract

本发明为高压电渗析***，涉及水处理领域，现有的电渗析装置的栅栏是用多对离子膜制成，使用寿命短，更换频繁，净水效率低，不适于硬度较高的地下水的净化，而且成本高，本发明采用滤布、多孔陶瓷板、通孔泡沫塑料板等制成，使用绝缘材料做成支撑体，正、负极间电压为100-2000V，电场强度为5-100V/cm，本发明具有净化效率高，技术简单，净化规模可大可小，能适合于污染程度较高水源的净化，运行费用低的有效效果。

Description

高压电渗析***

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其是电渗析***。

背景技术

已有的电渗式***，是建立在离子交换膜的基础上，或者将离子交换树脂夹在两层膜之间作为膜使用。阳离子膜只允许正离子通过而阻挡阴离子；阴离子膜只允许负离子通过而不允许正离子通过的特性设计，这样设计的电渗式海水淡化器结构简单，但只允许阳离子通过的阳离子膜易使高价阳离子在半透膜上积累成壳状垢，造成对膜的机械破坏，设备需要经常更换离子半透膜。膜的使用周期短。由于使用了离子膜或离子交换树脂，膜的复苏还需要用酸、碱，不利于环境保护。所以，即使在当今世界普遍缺乏淡水的情况，离子膜电渗式海水淡化器在上世纪中期发明以来，由于其固有缺点，没有在生产或生活中得到广泛应用。

另一个目前比较广泛实施的引用水净化技术是“压力反渗透法”，其优点是净化效率高，净化出的水的纯度高。最明显缺点是水的利用率低，每生产1吨纯水需要3-5吨未纯化的水。其次是压力反渗透膜易堵塞，每工作一段时间就需要清洗或更换。第三是设备价格高，不能广泛推广。第四是不能直接利用硬度较高的水进行淡化，需要利用离子交换树脂作初步净化。

发明内容

本发明的目的为提供一种结构简单、使用方便、净水效率高、不污染环境的高压电渗析***。

实现上述发明目的的技术方案如下：

高压电渗析***，具有一个或多个净水单元，在每个净水单元之中具有垂直的正、负两个极板，在两极板中间装有两个垂直多孔栅栏，两个多孔栅栏将净水单元分成正极室、净水室和负极室三个空间，在净水室的下端具有进水口，上端具有净水出水口，在正极室上端具有正极出水口，在负极室上端具有负极出水口，栅栏由滤布或通孔泡沫塑料板或多孔陶瓷板制成，在正、负极室和净水室中具有绝缘材料组成的支撑栅栏的支撑件，正、负电极间的电压为100-2000V，正、负极室和净水室中的工作电场强度为5-100V/cm。

由多个净水单元组成的***，净水单元之间的电连接采用并联连接或先串联，然后将每个串联组再并联连接。

所有进、出水管离开净水单元后采用金属管道，并用导线将这些金属管道连接起来，组成电场隔离屏。

本发明在使用过程中需要清洗的时候不需要拆卸设备，只须交换正负电极，以使凝结在电极上的水垢从电极上脱落。脱落的水垢可以随水流冲出。这样，设备的无拆卸使用周期进一步延长，运行费用进一步降低。

本发明与现在流行的压力反渗透式***相比，有以下优点：

1.原水的利用率高，压力反渗透***的净水回收率只有50-70％，本发明的利用率一般在70-95％之间。

2.设备重量轻，每小时生产1吨净化水的压力反渗透***重量为1吨，同等处理量的本发明的重量只有45kg。

3.耗能低，以处理地下水为引用水为例，每获1吨净水，压力反渗透式净

水器需要用电8千瓦小时，本发明耗电小于1千瓦小时。

本发明与现在离子膜电渗析相比，有以下优点：

1，由于所采用的电场度高5倍以上，所以效率高5倍以上。

2，结构更简单，故障率下降。

3，间隔采用孔径较大的多孔材料，不易结坂堵塞，不需要阻垢剂条件下净化任意硬度的水。

4，运行费用低：在净化硬度为400-1000mg/l(以碳酸钙计)的地下水为硬度为200mg/l时，每吨费用不超过1元人民币；在代替离子交换树脂沸腾床净化电导率100μS的水到电导率为10μS以下的水时，每吨费用不超过0.1元人民币。

鉴于上述，本发明提供了一种高纯度的净化水，对水能灭菌消毒和消除异味，去除水中的带电荷的微粒和盐类和降低水硬度的技术，方法简单、规模可大可小、可以再较高污染浓度的污水条件下工作，运行费用低廉，这样的水净化技术，有多种用途，可以广泛推广使用。

附图说明

图1为本发明高压电渗析***单元结构示意图

图中各序号对应的名称为：1-负电极、2-正电极、3-栅栏、4-正极室、5-负极室、6-净水室、7-进水口、8-净水出水口、9-正极出水口、10-负极出水口、11-支撑件。

具体实施方式

实施例1制备高纯度水的实施例

用腈纶编织物制作高压电渗析***栅栏，支撑件为不影响水流动的聚丙烯网格，入水口水源采用蒸馏水(或经过压力反渗透)，在流过进水室时，水中的正、负离子在高压电场中泳动，分别穿过腈纶编织栅栏进入正、负极室。因此，蒸馏水(经过压力反渗透净化的水)被进一步纯化成为超纯水。本实施例中，设备的极板面积为560×290mm，净水室的水流速度为1500L/小时，电极室的水流速度为2×100L/小时，设备总电压1800V，电场强度90V/cm，电流0.8A。

效果：进入设备的蒸馏水电导值为70μS，从净水室流出的超纯水的电导值为5μS。

实施例2，氟超标水净化成为合格的饮用水：

高压电渗析***的栅栏为腈纶编织物栅栏，支撑物为聚丙烯网格，净水室入水口水源采用氟超标水作为水源。在流过净水室时，水中的正、负离子在高压电场中泳动，分别穿过腈纶编织栅栏进入正、负极室。因此，高氟水被净化成氟含量达标的水。本实施例中，设备的极板面积为560×290mm，净水室的水流速度为500L/小时，电极室的水流速度为2×50L/小时，设备总电压250V，电场强度40V/cm.电流3.0-5.0A。

效果：进入设备的地下水硬度560mg/l，氟含量2.2mg/L，锰、铁离子超过饮用水指标，大肠杆菌550个/ml，从净水室流出的合格饮用水硬度170mg/l，氟含量0.7mg/L，锰、铁离子达到饮用水指标，大肠杆菌0个/ml。

实施例3，苦咸水净化成为合格的饮用水：

高压电渗析***的栅栏为滤布型栅栏，支撑物为聚丙烯网格，净水室入水口水源采用总盐浓度在500mg/L左右的水源。在流过净水室时，水中的正、负离子在高压电场中泳动，分别穿过滤布制作的栅栏进入正、负极室。因此，水中盐浓度降低达到合格水源的标准。本实施例中，设备的极板面积为560×290mm，净水室的水流速度为500L/小时，电极室的水流速度为2×40L/小时，设备总电压60V，电场强度5V/cm，电流10-20A。

效果：进入设备水的盐浓度500mg/L，其中镁离子浓度180mg/L。从净水室流出的合格饮用水的总盐浓度为150mg/L，镁离子浓度为15mg/L。

Claims (3)

1.高压电渗析***，具有一个或多个净水单元，在每个净水单元中具有垂直的正、负两个极板，在两极板中间装有两个垂直的多孔栅栏，两个多孔栅栏将净水单元分成正极室、净化室和负极室三个空间，在净化室的下端具有进水口，上端具有净水出水口，在正极室上端具有正极出水口，在负极室上端具有负极出水口，其特征为：所述栅栏由滤布或通孔泡沫塑料板或多孔陶瓷板制成，在正、负极室和净水室中具有由绝缘材料做成的支撑件，正、负极间电压为100-2000V，正、负极室和净水室中的工作电场强度为5-100V/cm。

2.根据权利要求1所述的高压电渗析***，其特征为由多个净水单元组成的***，净水单元之间的电连接采用并联连接或先串联，然后将每个串联组再并联连接。

3.根据权利要求1或2所述的高压电渗析***，其特征为所有进、出水管离开净水单元后采用金属管道，并用导线将这些金属管道连接起来，组成电场隔离屏。

Images