電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置及采用該裝置處理水的方法
【專利摘要】一種電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其包括：間隔設(shè)置的一陽(yáng)極及一陰極，陽(yáng)極和陰極之間定義一腔室；一填充層填充于該腔室，該填充層通過絕緣隔膜分別與陽(yáng)極和陰極絕緣設(shè)置；其中，所述填充層由具有電容性的導(dǎo)電顆粒組成。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種應(yīng)用該電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置處理水的方法。
【專利說明】電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置及采用該裝置處理水的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置及采用該裝置處理水的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 采用電化學(xué)方法處理水質(zhì)，特別是以電滲析、電吸附等為主的電驅(qū)動(dòng)方法，是目前 較常用的處理水質(zhì)的方法。電驅(qū)動(dòng)處理水質(zhì)的方法具有操作簡(jiǎn)單、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)，從而成 為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。電驅(qū)動(dòng)處理水質(zhì)的方法可以被用作處理含有離子的水溶液，將離子與 水進(jìn)行分離，從而得到較為純凈的水。電驅(qū)動(dòng)處理水質(zhì)的方法可以被用于如海水脫鹽處理、 水中的離子提純、硬水軟化等領(lǐng)域。
[0003] 現(xiàn)有的電驅(qū)動(dòng)處理水質(zhì)的方法中，如何加快離子遷移從而實(shí)現(xiàn)離子和水的快速分 離是目前研究要解決的主要問題之一。目前已有的加快電驅(qū)動(dòng)過程的方法是在電驅(qū)動(dòng)裝 置腔體中填充離子交換樹脂，利用離子交換的作用實(shí)現(xiàn)離子在脫離子過程的快速遷移和消 除。但是離子交換樹脂價(jià)格比較高，而且在生產(chǎn)制造過程中存在較為嚴(yán)重的污染，因此亟待 尋求一種新的提高電驅(qū)動(dòng)過程的裝置及方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，為克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置及采用該裝置處理水 的方法。
[0005] -種電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其包括：間隔設(shè)置的一陽(yáng)極及一陰極，陽(yáng)極和陰極之間定 義一腔室；一填充層填充于該腔室，該填充層通過絕緣隔膜分別與陽(yáng)極和陰極絕緣設(shè)置； 其中，所述填充層包括多個(gè)具有電容性的導(dǎo)電顆粒。
[0006] -種電驅(qū)動(dòng)處理水質(zhì)的方法，其包括以下步驟：提供一電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其包 括：間隔設(shè)置的一陽(yáng)極及一陰極，陽(yáng)極和陰極之間定義一腔室；一填充層填充于該腔室，該 填充層通過絕緣隔膜分別與陽(yáng)極和陰極絕緣設(shè)置，所述填充層包括多個(gè)具有電容性的導(dǎo)電 顆粒；將陽(yáng)極和陰極與一電源電連接，該電源使陽(yáng)極和陰極之間形成電場(chǎng)，待處理的水中的 離子在電場(chǎng)中發(fā)生遷移，流經(jīng)具有電容性的導(dǎo)電顆粒的表面，分別移向陰陽(yáng)極與水脫離。
[0007] 發(fā)明所提供的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置在使用時(shí)，由于填充層中具有電容性的導(dǎo)電顆粒 的存在，被處理的水中陰陽(yáng)離子在發(fā)生遷移的過程中，流經(jīng)具有電容性的導(dǎo)電顆粒的表面， 此時(shí)，由于具有電容性的導(dǎo)電顆粒本身的特性，其表面形成有雙電層，雙電層表面的電荷密 度較高使得離子在電場(chǎng)作用下遷移的阻力更小，從而提高離子的遷移速度，進(jìn)而提高水的 脫離子速度。因此，本發(fā)明提供的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置在對(duì)水進(jìn)行脫離子處理時(shí)，具有更快的 速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明提供的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 主要元件符號(hào)說明

【權(quán)利要求】
1. 一種電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其包括：間隔設(shè)置的一陽(yáng)極及一陰極，陽(yáng)極和陰極之間定 義一腔室；一填充層填充于該腔室，該填充層通過隔膜分別與陽(yáng)極和陰極絕緣設(shè)置；其特 征在于，所述填充層包括多個(gè)具有電容性的導(dǎo)電顆粒。
2. 如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其特征在于，所述填充層由具有電容性的 導(dǎo)電顆粒組成。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其特征在于，所述具有電容性的導(dǎo)電顆 粒為活性碳顆粒、碳纖維或碳納米管。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其特征在于，所述具有電容性的導(dǎo)電顆 粒的粒徑為100微米至0. 5厘米。
5. 如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其特征在于，所述具有電容性的導(dǎo)電顆粒 之間緊密接觸。
6. 如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其特征在于，所述隔膜為離子交換膜或絕 緣多孔隔膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其特征在于，所述電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置用 作電滲析或電吸附中。
8. -種電驅(qū)動(dòng)處理水的方法，其包括以下步驟： 提供一電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置，其包括：間隔設(shè)置的一陽(yáng)極及一陰極，陽(yáng)極和陰極之間定義 一腔室；一填充層填充于該腔室，該填充層通過絕緣隔膜分別與陽(yáng)極和陰極絕緣設(shè)置，所述 填充層由具有電容性的導(dǎo)電顆粒組成； 將待處理的水注入該電驅(qū)動(dòng)脫離子裝置的腔室中，被處理的水中含有需要去除的離 子； 將陽(yáng)極和陰極與一電源電連接，該電源使陽(yáng)極和陰極之間形成電場(chǎng)，待處理的水中的 離子在電場(chǎng)中發(fā)生遷移，流經(jīng)具有電容性的導(dǎo)電顆粒的表面，分別移向陰陽(yáng)極與水脫離。
9. 如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)處理水的方法，其特征在于，電容性的導(dǎo)電顆粒的表面 形成有雙電層，雙電層表面的電荷密度較高使得離子在電場(chǎng)作用下遷移的阻力更小。
10. 如權(quán)利要求1電驅(qū)動(dòng)處理水的方法，其特征在于，所述水為含有離子的溶液，所述 脫離子過程為溶液的脫離子過程。
【文檔編號(hào)】C02F1/469GK104250035SQ201410477119
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】梁鵬, 卞艷紅, 黃霞 申請(qǐng)人:清華大學(xué)