專利名稱：等空隙填充床電滲析器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電去離子凈水器。
近年來，人們將離子交換技術(shù)與電滲析技術(shù)巧妙地結(jié)合起來，創(chuàng)造了一種新型的水處理方法，稱之為電去離子法(electrodeionization，簡稱EDI)，國內(nèi)稱之為填充床電滲析脫鹽法。電去離子凈水過程取離子交換和電滲析兩者之長，而又將其彌補(bǔ)對方之短，即利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析過程因發(fā)生極化而脫鹽不徹底；又利用電滲析極化而發(fā)生水電離產(chǎn)生H+和OH-離子實(shí)現(xiàn)樹脂自再生來克服樹脂失效后通常要用化學(xué)藥劑再生的缺陷。從而，使電去離子凈水過程達(dá)到一種比較完美的境界。
采用填充床電滲析器凈水有如下優(yōu)點(diǎn)1)能連續(xù)不斷地流出合格的脫鹽水；2)不需用化學(xué)藥劑(酸、堿、鹽)再生，從而不污染環(huán)境；3)可無人值守，從而為實(shí)現(xiàn)自動化創(chuàng)造條件；4)適應(yīng)性廣，從而可用于各行各業(yè)用水的脫鹽凈化；5)運(yùn)行成本低，耗電少，經(jīng)濟(jì)性好，從而易于普及推廣。
1987年，美國Millipore公司推出了世界上第一臺商品化填充床電滲析器，現(xiàn)已有不少這類凈水器在使用。我國在70～80年代也曾研制過這類設(shè)備，但由于種種原因未實(shí)現(xiàn)商品化。
在一般的填充床電滲析器中，大都采用普通的陰、陽離子交換混合樹脂作為填充物。這種球形樹脂的粒度范圍很寬，從0.3mm至1.2mm的球粒均有，最大粒徑約是最小粒徑的4倍，而且粒徑分布隨樹脂合成條件變化而變化。因此，用這種樹脂作為填充物的填充床，填充較密實(shí)，空隙小，因而流阻大。同時，各個淡水室填充床內(nèi)樹脂的粒度分布不同，結(jié)果造成相互間的流阻有差別，出現(xiàn)各淡水室水流量不同。從而，影響脫鹽效果，也影響填充床電滲析器出力的增大。
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的填充床電滲析器，這種填充床電滲析器稱為等空隙填充床電滲析器，它具有一般填充床電滲析器的一系列優(yōu)點(diǎn)外，還具有各淡水室填充床空隙均勻一致，流阻小，流速快，使用壽命長等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)電滲析器出力的大小，決定選用多少對膜對組成一個膜堆。將這個膜堆夾在兩個電極裝置之間，用端部夾緊裝置壓緊。離子交換填充物既可在鋪膜時放在淡水室中，也可在整個裝置做成后，用水力輸送樹脂的方法，將陰陽樹脂混合物填注入預(yù)先留好空的淡水室中。
附


圖1為等空隙填充床電滲析器外觀圖。
附圖2為三個膜對淡水室填充了均粒(球)或單一粒徑范圍的陰、陽離子交換混合樹脂的示意圖。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式及實(shí)例。
本實(shí)用新型是以均粒(球)或單一粒徑范圍陰、陽離于交換混合樹脂代替原用的普通寬粒徑范圍的混合樹脂來填充電滲析器淡水室制成的。等空隙填充床電滲析器主要包括膜堆5、電極裝置6和端部夾緊裝置7三部分。膜堆分成若干組膜對，每組膜對由陰膜1、空心淡水隔板2(厚4mm)、陽膜3和空心濃水隔板4(厚0.7mm)各一張組成，構(gòu)成一個淡水室(厚4mm)和一個濃水室(厚0.7mm)。淡水室內(nèi)填充有陰、陽離子交換混合樹脂填充物8，填充時可根據(jù)陰、陽兩種樹脂工作交換容量相等的原則來確定它們的混合比例。若干個膜對依次排列就構(gòu)成若干對交替排列的濃、淡水室。膜堆兩端為電極裝置，用端部夾緊裝置將這些組件壓成一個整體，保證電滲析器密封。
本實(shí)用新型采用均粒(球)或單一粒徑范圍的陰、陽離子交換混合樹脂作為填充物。均粒(球)樹脂是國際上最近采用物料噴射法新工藝制得的新產(chǎn)品，其粒徑約為0.5～0.7mm，從最小粒徑至最大粒徑的變化僅35％，即90％珠球其粒徑變化都位于10％平均珠球尺寸范圍內(nèi)，其粒徑分布很窄，均一系數(shù)S(或稱不均一系數(shù)，是指保留40％樹脂樣品的相應(yīng)試驗(yàn)篩篩孔孔徑與保留90％樹脂樣品的相應(yīng)試驗(yàn)篩篩孔孔徑的比值)＜1.3。此外，這種樹脂強(qiáng)度較高，容量也較大。上述陰、陽離子交換樹脂填充物也可用人工篩分的方法由普通寬粒徑范圍的陰、陽離子交換樹脂(其均一系數(shù)S＝1.5～1.9)篩得的單一粒徑范圍的樹脂，這種樹脂的均一系數(shù)S＜1.3。
等空隙填充床電滲析器可在如下兩種工況下應(yīng)用1)低含鹽量時工況當(dāng)該電滲析器發(fā)生濃差極化時使水電離，產(chǎn)生H+和OH-離子，自行再生離子交換樹脂。樹脂以H型和OH型工作。此時，該凈水器的進(jìn)水常為初級脫鹽水，其25℃時電導(dǎo)率＜5μS/cm，其出水為純水(其25℃時電導(dǎo)率為0.1～1μS/cm)或超純水(其25℃時電導(dǎo)率＜0.1μS/cm)。該凈水器可供火力發(fā)電廠和電子、醫(yī)藥等行業(yè)制備純水或超純水使用。
2)高含鹽時工況該凈水器的進(jìn)水為自來水或經(jīng)除懸浮物預(yù)處理的原水，其含鹽量一般在250～300mg/L左右(對于含鹽量更高的原水，建議用一般的倒極電滲析器降低含鹽量達(dá)此水平，以防結(jié)垢和充分發(fā)揮各種凈水設(shè)備的作用)。此時樹脂呈鹽基型。該凈水器可供工業(yè)鍋爐與有關(guān)工業(yè)及生活飲用水制備軟化水、部分脫鹽水或飲用水使用。
權(quán)利要求1.一種填充床電滲析器，它主要包括膜堆(5)、電極裝置(6)和端部夾緊裝置(7)三部分，膜堆分成若干組膜對，每組膜對由陰膜(1)、空心淡水隔板(2)、陽膜(3)和空心濃水隔板(4)各一張組成，構(gòu)成一個淡水室和一個濃水室，其特征是淡水室內(nèi)填充有陰、陽離子交換混合樹脂填充物(8)，若干個膜對依次排列就構(gòu)成若干對交替排列的濃、淡水室，膜堆兩端為電極裝置，用端部夾緊裝置將這些組件壓成一個整體。
2.按照權(quán)利要求1所述的等空隙填充床電滲析器，其特征是空心淡水隔板(2)和淡水室的厚度均為4mm。
3.按照權(quán)利要求1所述的等空隙填充床電滲析器，其特征是均粒(球)或單一粒徑范圍的陰、陽離子交換樹脂混合物的粒徑分布很窄，均一系數(shù)S＜1.3。
專利摘要一種等空隙填充床電滲析器,是一種利用電來除去水中離子雜質(zhì)的脫鹽水裝置。這種電去離子凈水器的特點(diǎn)是采用均粒陰、陽離子交換混合樹脂新產(chǎn)品作為填充物。本實(shí)用新型除具有能連續(xù)運(yùn)行,不用化學(xué)藥劑再生,不污染環(huán)境,無人值守,適應(yīng)性廣,運(yùn)行成本低等一系列原有優(yōu)點(diǎn)外,還具有填充床空隙均勻一致,流阻小,流速快,使用壽命長等特點(diǎn)。它既可供火力發(fā)電廠與電子、制藥等行業(yè)制備超純水或純水使用,也可供工業(yè)鍋爐與有關(guān)工作及生活飲用制備軟化水、部分脫鹽水及飲用水使用。
文檔編號C02F1/42GK2397102SQ9722136
公開日2000年9月20日 申請日期1997年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月22日
發(fā)明者王方 申請人:王方