[发明专利]分离装置及其水处理设备

说明书

一种双极膜电去离子装置及具有该装置的水处理设备，双极膜电去离子装置包括至少一对特征电极组以及位于构成特征电极组的两个电极之间的一张以上的双极膜，该电极组至少包括一个多孔电极，每张双极膜由贴合在一起的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成。该双极膜电去离子装置采用多孔电极及双极膜的结构，能够避免现有技术中极室水水解产生气体及结垢的问题，且能够提高脱盐率，具有制水率高、水资源浪费少的特点。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种双极膜电去离子装置及具有该装置的水处理设备。

背景技术

传统电化学去离子装置中，电极与离子交换膜之间的流道为极水室，其中，阳极室内发生氧化反应，产生氧气，阳极水呈酸性，阳极容易被腐蚀；阴极室内发生还原反应，产生氢气，阴极水呈碱性，阴极上容易结垢。因此，气体和水垢的产生造成极水室电压降增大，使装置工作不稳定，总体效率较低。另外，电化学去离子装置的极室并没有脱盐的作用，一般设计时会把通过极室的液流单独引出，防止对纯水的污染。为了防止极室液流串入纯水液流，对膜堆流道的密封性要求较高，流道设计复杂，成本较高。此外，设计时需要考虑极室流道的排气问题，防止气体憋在流道里。总之，极室使得电化学去离子的结构设计变得很复杂，一旦控制不好，会造成脱盐性能下降甚至是水流堵塞，电极烧毁等严重问题。

因此，针对现有技术不足，提供一种双极膜电去离子装置及其水处理设备以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种双极膜电去离子装置及具有该装置的水处理设备，能够避免现有技术中极室水中的极室水水解产生气体及结垢的问题，且能够提高脱盐率，而且制水率高，水资源浪费少。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

提供一种双极膜电去离子装置，包括至少一对特征电极组以及位于构成特征电极组的两个电极之间的一张以上的双极膜，所述特征电极组至少包括一个多孔电极，每张双极膜由贴合在一起的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，构成同一张双极膜的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间无流道。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，所述多孔电极设置有多孔材料，多孔材料具有孔径在0.5至50纳米之间的多孔结构。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，所述多孔材料为活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨、碳纤维、碳布、碳气凝胶、金属粉末、金属氧化物和导电聚合物中的一种或多种。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，所述多孔电极还设置有集电体，集电体与多孔材料层叠设置。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，所述集电体的材料选自金属、金属合金、石墨、石墨烯、碳纳米管和导电塑料中的一种或多种。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，所述多孔电极还设置有离子交换膜，多孔材料和离子交换膜层叠设置。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，所述多孔电极中的离子交换膜为阴离子交换膜或阳离子交换膜。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，一个多孔电极具有阳离子交换膜，定义为阳膜电极；另一个多孔电极具有阴离子交换膜，定义为阴膜电极；

最靠近阳膜电极的双极膜中的阴离子交换膜面向阳膜电极；

最靠近阴膜电极的双极膜中的阳离子交换膜面向阴膜电极。

优选的，上述的双极膜电去离子装置，多孔材料中封装有盐液，所述盐液在所述多孔材料中的质量百分比不低于10％。

本发明同时提供一种水处理设备，具有上述的双极膜电去离子装置。