[发明专利]一种带有超声功能的电渗析器

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜分离技术领域，具体地，本发明涉及一种带有超声功能的电渗析器。

背景技术

电渗析技术是膜分离技术之一，是利用在直流电场作用下，阴阳离子可以选择性地通过阴阳离子交换膜，或水在双极膜中解离为H⁺和OH^-等原理，达到物质提纯、分离及酸碱再生目的的一种技术。因其不消耗药品，无废液产生等优点，被广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业等领域。

但是膜污染始终是限制电渗析技术应用的主要因素之一。在环境和生物技术工业领域，因待处理料液的成分复杂多样，其膜污染情况更为严重。引起膜污染的料液成分主要有腐植酸、表面活性剂、蛋白质、氨基酸、多价无机离子(Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等)，在膜内、膜面形成沉积物(任洪艳，电渗析膜污染及其控制方法研究进展[J]，现代化工，2007，27(7)：18～21；Hongyan Ren，J Chen Technol Biotechnol，2008，83：1551～1557)，从而增加电渗析的单位能耗，延长操作时间。

目前，电渗析膜污染的清洗主要有在线化学清洗和离线清洗两种。在线化学清洗需要使用一定的清洗剂的溶液，电渗析操作就必须停下；离线清洗需要把电渗析膜堆拆开，将离子交换膜取出后进行清洗。这两种方法耗时、耗力，影响电渗析操作的连续性(任洪艳，电渗析膜污染及其控制方法研究进展[J]，现代化工，2007，27(7)：18～21)。

本发明致力于延缓电渗析过程中膜污染的形成，更好地解决电渗析过程中膜污染的有效清洗问题，提出了一种带有在线超声功能的电渗析器。

发明内容

本发明的目的在于为了更好的解决膜污染以及清洗时的困难，提供了一种带有在线超声功能的电渗析器。

根据本发明的一种电渗析器，所述的电渗析器包括：电极板4、离子交换膜6、隔板5和直流稳压电源7；

所述的电极板4包括：主体支撑材料4-1、电极材料4-2、电极板内侧面支撑网4-3、膜堆料液进口螺栓4-4和金属板材料4-5；

所述的隔板5包括：隔板的主体支撑材料5-1；

所述的电渗析器还包括一超声波发生系统，用于对电渗析液混合，抑制、延缓离子交换膜的污染；所述的超声波发生系统包括：超声波发生器2和超声波换能器3。

作为上述方案的一种改进，所述的超声波发生系统包括定时器1，所述的超声波换能器3置于电极板的支撑材料4-1的圆柱形孔洞内，安装在电极材料4-2的外侧。

作为上述方案的又一种改进，所述的电渗析器的电极材料4-2为非均匀金属材料，则在其外侧还设置一层均匀金属板4-5，所述的超声波换能器3置于金属板4-5上。

作为上述方案的再一种改进，所述的超声波换能器3的导体裸露处和压电陶瓷片处通过涂覆防水胶，直接安装于隔板5内，超声波换能器3的连接导线通过隔板5侧面的孔引出；所述的隔板5还包括隔板两侧面的塑料支撑网5-2和金属壳5-3，所述的超声波换能器3设置在该金属壳5-3中，并将金属壳5-3安装在隔板5中。

作为上述方案的还一种改进，所述的超声波换能器3上还安装有变幅杆3-4，该变幅杆3-4形状为：棒形、锥形、阶梯形、圆台形、指数形、悬链形或高斯形；所述的变幅杆3-4设置在电极材料4-2和电极板内侧面支撑网4-3之间，或该变幅杆3-4设置在隔板的主体支撑材料5-1上；所述的变幅杆3-4与支撑材料4-1的接触面、变幅杆3-4与电极板的主体支撑材料5-1的接触面、超声波换能器3的连接导线与隔板的主体支撑材料5-1的接触面以及金属壳5-3与隔板的主体支撑材料5-1的接触面都进行密封处理，以防止膜堆的溶液泄漏。

作为上述方案的还一种改进，所述的超声波换能器3超声频率范围为20～100kHz，输出功率为20～100W；所述的金属板4-5、隔板5、金属壳5-3和变幅杆3-4采用耐腐蚀、有韧性和耐强度的金属材料。