[发明专利]用于液流处理的离子交换系统

权利要求书

1.一种离子交换系统，用于从待处理液流中提取或去除离子，其特征在于，所述系统包括至少一个离子交换单元，所述离子交换单元包括：

依次排列的阴极、阳离子交换膜、阴离子交换膜和阳极；

阴极室，位于所述阴极与所述阳离子交换膜之间，包括两个开口；

离子交换室，位于所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜之间，包括两个开口，所述离子交换室包括至少一个阳离子交换区和至少一个阴离子交换区，分别填充有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，所述阳离子交换区和所述阴离子交换区间隔排列，所述阳离子交换区和所述阴离子交换区的分界面与所述阳离子交换膜或所述阴离子交换膜大致上垂直；以及

阳极室，位于所述阴离子交换膜与所述阳极之间，包括两个开口，

所述离子交换系统具有液流处理和树脂再生两种运行工况，

在液流处理工况下，待处理液流流经所述离子交换室中的阳离子树脂和阴离子树脂，得到去离子液流；

在树脂再生工况下，对所述阴极和所述阳极施加电压形成直流电场，所述阴离子交换膜与阳离子交换树脂界面处的水解离生成H⁺与OH^-，H⁺在直流电场作用下迁移至所述阳离子交换区对所述阳离子交换树脂进行再生，OH^-在直流电场作用下迁移到所述阳极室，所述阳离子交换膜与阴离子交换树脂界面处的水解离生成H⁺与OH^-，H⁺在直流电场作用下迁移至所述阴离子交换区对所述阴离子交换树脂进行再生，OH^-在直流电场作用下迁移到所述阴极室，同时，将所述待处理流体流经所述阳极室和所述阴极室，得到树脂再生浓液。

2.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，在所述树脂再生工况下，向所述待处理液流中加入阻垢剂，然后再将所述待处理液流流经所述阳极室和所述阴极室。

3.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，所述离子交换单元还包括至少一个隔网，位于离子交换室内部，允许液流及液流中的离子透过，用于固定离子交换树脂或分隔所述阳离子交换区和所述阳离子交换区。

4.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，所述阴极、阳离子交换膜、阴离子交换膜和阳极平行排列。

5.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，所述离子交换单元中，所述阴极室的一个开口与所述阳极室的一个开口相连通。

6.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，所述离子交换系统包括两个或两个以上串联的所述离子交换单元，

前一级离子交换单元的离子交换室连接后一级离子交换单元的离子交换室，形成一条离子交换流道；

前一级离子交换单元的阴极室连接后一级离子交换单元的阴极室，前一级离子交换单元的阳极室连接后一级离子交换单元的阳极室，最后一级离子交换单元的阴极室与阳极室连通，形成一条极室流道；

在所述液流处理工况下，一股待处理液流流经每个离子交换单元的离子交换室，得到去离子液流，在树脂再生工况下，一股待处理液流流经每个离子交换单元的阳极室和阴极室，得到树脂再生浓液。

7.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，所述离子交换系统包括两个或两个以上串联的所述离子交换单元，

前一级离子交换单元的离子交换室连接后一级离子交换单元的离子交换室，形成一条离子交换流道；

前一级离子交换单元的阴极室连接后一级离子交换单元的阳极室，前一级离子交换单元的阳极室连接后一级离子交换单元的阴极室，形成两条极室流道；

在所述液流处理工况下，一股待处理液流流经每个离子交换单元的离子交换室，得到去离子液流，在树脂再生工况下，两股待处理液流分别由第一级离子交换单元的阳极室和阴极室进入，在最后一级离子交换单元的阳极室和阴极室出口，得到两股树脂再生浓液。

8.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，所述待处理液流包括自来水、海水、苦咸水、工业废水、糖液、矿物浸出液、发酵液中的一种或多种。