專利名稱：電除鹽edi裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水處理設(shè)備，具體地說是一種將電滲析與離子交換有機地結(jié)合在一起的電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
EDI凈水設(shè)備具有連續(xù)出水、無需酸堿再生和無人值守等優(yōu)點，已在制備純水的系統(tǒng)中逐步代替混床作為精處理設(shè)備使用。這種先進技術(shù)的環(huán)保特性好，操作使用簡便，愈來愈多地被人們所認可，也愈來愈多廣泛地在醫(yī)藥、電子、電力、化工等行業(yè)得到推廣，至今國際上已有3千多套EDI裝置在運行，總?cè)萘恳殉^3萬立方米/h。它的出現(xiàn)是水處理技術(shù)的一次革命性的進步，標志著水處理工業(yè)最終全面跨入綠色產(chǎn)業(yè)的行業(yè)。EDI是將離子交換樹脂填充在電滲析(ED)器的淡水室中，從而將離子交換與電滲析內(nèi)在有機結(jié)合，在直流電場作用下同時實現(xiàn)離子的深度脫除和濃縮，以及樹脂的連續(xù)電再生的復合分離過程。EDI既在分離性能方面突破了傳統(tǒng)ED過程受濃差極化因素的制約， 特別適用于低含鹽量原水的深度除鹽，又徹底摒棄了使用化學藥劑對離子交換樹脂的頻繁再生，環(huán)境友好，具有顯著優(yōu)越性。EDI的內(nèi)部構(gòu)造與傳統(tǒng)ED器基本相似，兩者的主要區(qū)別在于前者使用了厚度增大的淡水室隔板，并在淡化室中填充有混床離子交換樹脂。淡水室中可能的離子遷移路徑則有三種，一是在溶液相中的遷移；二是通過樹脂相的遷移，即離子交換吸附到樹脂顆粒上以后，再在電場作用下經(jīng)由樹脂顆粒構(gòu)成的導電傳遞路徑遷移到離子交換膜表面；三則是兩者兼而有之，既通過溶液相也通過樹脂相傳遞。當原水鹽濃度極低，如原水為RO產(chǎn)水時，樹脂相的導電能力較溶液相的要高出2-3個數(shù)量級，因此幾乎全部的離子遷移都是通過樹脂相進行，在溶液相中的遷移可忽略。此種工藝條件下，淡水側(cè)的陰、陽離子交換膜的表面，以及在接近于出口的樹脂床層中會發(fā)生水的解離。水解離產(chǎn)物H+與OH-離子使部分樹脂床層電化學地保持為H和OH型，過程相當于連續(xù)獲得再生的混床離子交換。當原水鹽濃度較高時，則離子傳遞同時在溶液相和樹脂相中進行，樹脂保持為鹽型。過程的去離子作用來自樹脂的增強遷移效應，即填充的樹脂顯著提高了淡水室離子交換膜間的導電性，從而增強了離子從溶液向膜面的遷移過程。在上述兩種工況下，離子交換樹脂都是承擔離子遷移的導電傳遞路徑作用，而并非離子遷移的終點，從而實現(xiàn)了連續(xù)的去離子過程?？梢姡珽DI既克服了離子交換需頻繁使用酸堿再生樹脂且間歇式操作的缺點，又發(fā)揮了離子交換可深度除鹽與ED過程能夠連續(xù)運行的優(yōu)點。EDI是迄今為止唯一的分離效率可突破“濃差極化”因素限制的膜技術(shù)。這一超高分離效率的技術(shù)特點使其成為了當今最具發(fā)展前途的深度脫鹽手段。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的技術(shù)任務是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種的電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)。[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)，分別在隔板兩端設(shè)有濃、淡水各一個進、出水孔，中間設(shè)有極水孔，將膜堆設(shè)計為有極水形式。與一般的ED器隔板所不同的是，該隔板進行了以下的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)布水道和集水道占據(jù)了全部的淡水室寬度部分，從而最大可能地提高了布 (集)水道的橫截面積，不僅減少了水力損失，而且保證了沿淡水室寬度方向的水流分布的均勻性，避免了室內(nèi)溝流與短路。(2)進出水孔與布(集)水道不是直接相連，而是分別在其中間設(shè)置了溢流式的布水和集水區(qū)域。淡水進水只有首先充滿了整個布水區(qū)域后才會經(jīng)布水道進入內(nèi)部隔室，這種設(shè)計進一步保證了水流分布的均勻性；(3)在整個布(集)水區(qū)域和布(集)水道上方設(shè)置特殊材質(zhì)的不透水不導電的覆蓋板，從而使連通的布水區(qū)域(集水區(qū)域)和布水道(集水道)成為暗道式結(jié)構(gòu)。在該覆蓋板的上方即為離子交換膜，因此覆蓋板保證了在該區(qū)域不會發(fā)生電滲析行為而使過程受到破壞。由于覆蓋板有足夠的強度，對水流有很好的密封性能，因此也為隔板進出口處的離子交換膜提供了良好支撐，防止了該區(qū)域的內(nèi)漏竄水和膜塌陷。(4)通過布水道(集水道)與覆蓋板間的優(yōu)化配合，可以將布水道與集水道的高度控制在合理的尺寸，從而徹底防止了樹脂顆粒的流失與堵塞，避免了使用尼龍網(wǎng)布等落后手段。(5)在淡水室中設(shè)置了三條肋板。肋板的主要作用為對大面積范圍的離子交換膜起到支撐作用，保證了不會因為淡水室較高的厚度而發(fā)生膜的塌陷變形；將淡水室分成了三個相互平行的亞室，因此將水流范圍的長寬比提高了三倍以上，使水流與樹脂接觸更充分、更均勻，避免了整個隔室內(nèi)可能產(chǎn)生的溝流現(xiàn)象。另外，肋板可在一定程度上提高水流線速度，借助填充的離子交換樹脂顆粒本身的攪拌作用，能夠促進湍流，減小樹脂表面滯流層厚度，強化傳質(zhì)。由于肋板與淡水室厚度等高，因此同樣避免了混床樹脂在運行中的沖擊抱團現(xiàn)象，不同亞室中的水流亦不會發(fā)生互竄。(6)在隔板的正反面設(shè)置長方形的下陷平臺，在膜對組裝時將陰陽離子交換膜嵌于其中。膜堆組裝后膜就完全被置于膜堆內(nèi)部而不外露，具有良好的外觀整體性。利用密封覆蓋板和離子交換膜本身的彈性作用，同時達到了密封水流和樹脂的雙重目的，密封性能得到進一步提高，同時避免了裝置經(jīng)較長期運行后離子交換膜四周邊緣的失水干裂。此項設(shè)計不僅避免了將膜和隔板粘為一體的復雜工藝，而且達到與之相同的密封效果。本實用新型的電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是1)本實用新型采用純聚丙烯材質(zhì)，經(jīng)模具注塑加工而成，充分保證了隔板的標準化和尺寸的精確度。在組裝中采取一般的ED器的組裝方式，膜對可拆分，膜堆可拆卸，因此隔板和膜可以反復多次利用。在使用中沒有發(fā)現(xiàn)樹脂的堵塞、流失和膜塌陷現(xiàn)象，通過水質(zhì)檢測可以確定設(shè)備中沒有發(fā)生內(nèi)漏竄水，同時水流分布的均勻性也得到確證。2)本實用新型經(jīng)數(shù)千小時的實驗，完全實現(xiàn)各項設(shè)計目的，證明了該隔板設(shè)計的合理性和EDI過程的適用性。

4[0019]附圖1為EDI的工作原理示意圖；附圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，1、隔板周邊，2、下陷平臺，3、布水道，4、淡水進水孔，5、布水溢流溝，6、濃水孔，7、肋板，8、亞室，9、離子交換膜，10、覆蓋板，11、淡水出水孔，12、極水孔，13、濃水孔。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖1、2對本實用新型的電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)作以下詳細地說明。如附圖1、2所示，本實用新型的電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)，分別在隔板兩端設(shè)有淡水進水孔4、濃水孔6和淡水出水孔11和濃水孔13，中間設(shè)有極水孔12，將膜堆設(shè)計為有極水形式。與一般的ED器隔板所不同的是，該隔板進行了以下的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)布水道3和集水道占據(jù)了全部的淡水室寬度部分，從而最大可能地提高了布 (集)水道的橫截面積，不僅減少了水力損失，而且保證了沿淡水室寬度方向的水流分布的均勻性，避免了室內(nèi)溝流與短路。(2)進出水孔與布(集)水道不是直接相連，而是分別在其中間設(shè)置了溢流式的布水和集水區(qū)域一布水溢流溝5。淡水進水只有首先充滿了整個布水區(qū)域后才會經(jīng)布水道進入內(nèi)部隔室，這種設(shè)計進一步保證了水流分布的均勻性；( 3 )在整個布(集)水區(qū)域和布(集)水道上方設(shè)置特殊材質(zhì)的不透水不導電的覆蓋板10，從而使連通的布水區(qū)域(集水區(qū)域)和布水道(集水道)成為暗道式結(jié)構(gòu)。在該覆蓋板 10的上方即為離子交換膜9，因此覆蓋板10保證了在該區(qū)域不會發(fā)生電滲析行為而使過程受到破壞。由于覆蓋板10有足夠的強度，對水流有很好的密封性能，因此也為隔板進出口處的離子交換膜9提供了良好支撐，防止了該區(qū)域的內(nèi)漏竄水和膜塌陷。(4)通過布水道(集水道)與覆蓋板間的優(yōu)化配合，可以將布水道3與集水道的高度控制在合理的尺寸，從而徹底防止了樹脂顆粒的流失與堵塞，避免了使用尼龍網(wǎng)布等落后手段。(5)在淡水室中設(shè)置了三條肋板7。肋板7的主要作用為對大面積范圍的離子交換膜9起到支撐作用，保證了不會因為淡水室較高的厚度而發(fā)生膜的塌陷變形；將淡水室分成了三個相互平行的亞室8，因此將水流范圍的長寬比提高了三倍以上，使水流與樹脂接觸更充分、更均勻，避免了整個隔室內(nèi)可能產(chǎn)生的溝流現(xiàn)象。另外，肋板7可在一定程度上提高水流線速度，借助填充的離子交換樹脂顆粒本身的攪拌作用，能夠促進湍流，減小樹脂表面滯流層厚度，強化傳質(zhì)。由于肋板與淡水室厚度等高，因此同樣避免了混床樹脂在運行中的沖擊抱團現(xiàn)象，不同亞室中的水流亦不會發(fā)生互竄。(6)在隔板的正反面設(shè)置長方形的下陷平臺2，在膜對組裝時將陰陽離子交換膜嵌于其中。膜堆組裝后膜就完全被置于膜堆內(nèi)部而不外露，具有良好的外觀整體性。利用密封覆蓋板和離子交換膜本身的彈性作用，同時達到了密封水流和樹脂的雙重目的，密封性能得到進一步提高，同時避免了裝置經(jīng)較長期運行后離子交換膜四周邊緣的失水干裂。此項設(shè)計不僅避免了將膜和隔板粘為一體的復雜工藝，而且達到與之相同的密封效果。本實用新型的電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)其加工制作簡單方便，按說明書附圖所示加工制作即可。[0033] 除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
權(quán)利要求1.電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)，分別在隔板兩端設(shè)有濃、淡水各一個進、出水孔，中間設(shè)有極水孔，將膜堆設(shè)計為有極水形式，其特征在于(1)布水道和集水道占據(jù)了全部的淡水室寬度部分；(2)進出水孔通過溢流式的布水和集水區(qū)域與布水道相連；(3)在整個布水區(qū)域和布水道的上方設(shè)置有不透水不導電的覆蓋板，從而使連通的布水區(qū)域和布水道成為暗道式結(jié)構(gòu)，在該覆蓋板的上方即為離子交換膜；(4)在淡水室中設(shè)置了三條肋板，將淡水室分成了三個相互平行的亞室(8);(5)在隔板的正反面設(shè)置長方形的下陷平臺，在膜對組裝時將陰陽離子交換膜嵌于其
專利摘要本實用新型提供一種電除鹽EDI裝置的淡水室隔板結(jié)構(gòu)，屬于水處理設(shè)備領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)是分別在隔板兩端設(shè)有濃、淡水各一個進、出水孔，中間設(shè)有極水孔，將膜堆設(shè)計為有極水形式，其創(chuàng)新點是布水道和集水道占據(jù)了全部的淡水室寬度部分；進出水孔通過溢流式的布水和集水區(qū)域與布水道相連；在整個布水區(qū)域和布水道的上方設(shè)置有不透水不導電的覆蓋板，在該覆蓋板的上方即為離子交換膜；在淡水室中設(shè)置了三條肋板，將淡水室分成了三個相互平行的亞室；在隔板的正反面設(shè)置長方形的下陷平臺，在膜對組裝時將陰陽離子交換膜嵌于其中。本實用新型經(jīng)數(shù)千小時的實驗，完全實現(xiàn)各項設(shè)計目的，證明了該隔板設(shè)計的合理性和EDI過程的適用性。
文檔編號C02F1/469GK202169141SQ20112025426
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者李運瑋 申請人:山東京魯水務集團有限公司