[发明专利]一种用于脱盐系统的膜-电吸附装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于脱盐系统的膜-电吸附装置，属于水处理除盐技术领域。

背景技术

电吸附技术是利用带电电极表面吸附水中离子，实现离子富集和盐分脱除的新兴技术。近年来成为除盐领域的研究热点。电吸附脱盐装置的核心单元是电吸附模块。传统的电吸附模块工作原理如下：当给一对电极加上直流电压后，阴、阳离子分别被模块的正极和负极吸附，当达到一定浓度时即饱和，此时停止通电，通过电极短接和再生，离子从电极内部的孔道中扩散到电极之间的流道中，通以原水，使含盐浓水排出、电极重复利用。

然而，传统电吸附模块普遍存在电流效率低的问题。传统的电吸附模块采用频繁倒极的工作方式，每一片电极的极性在每一个工作周期后改变一次，也即从负极变为正极或从正极变为负极。频繁倒极的运行方式，使得每一片电极内部积存的既有阳离子又有阴离子。在这种运行方式下，当一片电极在某一周期作为正极时，电极通电后，积存在电极内部的部分阳离子被排斥出来，并被对面的负极吸附。这部分阳离子从正极移动到负极，消耗一定的功，然而这部分阳离子并不是从原水中去除的，所以吸附这部分阳离子消耗的能量是无用功。正因为这部分无用功，所以会降低电极的电流效率。当电极短接后，正极表面双电层中的阴离子，扩散回到本体溶液中，然而部分阳离子由于双电层中阴离子的吸引，会被吸附到双电层中。尽管双电层会在电极再生结束时基本消失，但是由于电极表面存在一定数量的基团，这部分基团会吸附部分离子，这将会降低电极在下一工作周期的电吸附效率。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于脱盐系统的膜-电吸附装置，对现有技术进行改进，利用阴阳离子交换膜的选择透过性，提高电吸附装置的吸附和脱附效率，提高除盐效果，并减少电吸附装置运行成本。

本发明提出的用于脱盐系统的膜-电吸附装置，包括：前密封端板、一个或多个膜-电吸附单元、一个前导水板、一个后导水板、多个中导水板和后密封端板，所述的前密封端板、前导水板、膜-电吸附单元、中导水板、膜-电吸附单元、后导水板和后密封端板依次从左至右叠压后通过压紧螺杆和压紧螺母固定；所述的前密封端板的下部设有进水口，前导水板的下部设有下导水孔，中导水板的上部和下部分别设有上导水孔和下导水孔，后导水板的上部设有上导水孔，后密封端板的上部设有出水口；所述的膜-电吸附单元由第一中孔炭电极、第二中孔炭电极、阳离子交换膜、绝缘隔网和阴离子交换膜组成，所述的第一中孔炭电极、阳离子交换膜、绝缘隔网、阴离子交换膜、第二中孔炭电极依次从左至右叠压后通过框形密封橡胶圈固定，第一中孔炭电极和第二中孔炭电极上分别设有导电金属片。

本发明提出的用于脱盐系统的膜-电吸附装置，其优点是：

1、本发明的用于脱盐系统的膜-电吸附装置，引入了离子交换膜，因此提高了吸附时的离子选择透过性，从而增加了电流效率，降低了除盐的能耗。由于离子交换膜的作用，再生时可以施加反向电流，加速电极的再生，进一步降低除盐成本。

2、本发明的膜-电吸附装置，改变了传统电吸附装置中的“蛇形”水流通道，采用平行的通道，每个单元的进水均为下进上出，因此降低了吸附装置的水流阻力，从而降低了设备的运行成本。

3、本发明的膜-电吸附装置中使用的中孔炭电极，具有良好的中孔结构和导电性，因此可有效避免双电层重叠效应，提高电吸附容量。

附图说明

图1为本发明提出的用于脱盐系统的膜-电吸附装置的分解立体示意图。

图2为图1所示的膜-电吸附装置的A-A剖视图。

图1和图2中，1是进水口，2是前密封端板，3是前导水板，31是下导水孔，32是上导水孔，4是第一中孔炭电极（负极），5是阳离子交换膜，6是阴离子交换膜，7是框形密封橡胶圈，8是绝缘隔网，9是第二中孔炭电极（正极），10是中导水板，11是后导水板，12是出水口，13是压紧螺杆，14是压紧螺母，15是后密封端板，16是导电金属片。

具体实施方式