[实用新型]分离装置及液体处理设备

说明书

一种分离装置及液体处理设备，电化学分离装置包括至少两个串联的电化学分离单元，每个电化学分离单元包括一个或至少两个并联的电化学分离组；在脱盐过程中，沿液流方向，一个电化学分离单元的脱盐的流道总数大于位于其后的一个电化学分离单元的脱盐的流道总数。电化学分离组由多张交替排列的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成。电化学分离组还可由至少一张双极膜构成。本实用新型通过在电化学分离装置中设置流道数目不同的电化学分离单元，使得流道内的液体流速增大，保持或增大电化学分离单元的极限电流密度，提高脱盐率，降低成本。

技术领域

本实用新型涉及一种电化学分离装置以及包括该电化学分离装置的工业用或家用水处理设备。

背景技术

电渗析(ED)、频繁倒极电渗析(EDR)、填充式电渗析(EDI)、填充式倒极电渗析(EDIR)和电容脱盐器(SCD)等电化学工艺被广泛地应用于溶液的脱盐淡化处理等分离过程。

在电化学分离过程中，以电渗析为例，物料，也称待处理液体(例如水溶液，原水或进水)在浓室和淡室中流动时，在直流电场的作用下，溶液中的溶质离子发生定向迁移。在离子交换膜和溶液之间存在一个滞留层，当工作电流增加到一定程度时，溶液中的离子不能迅速补充到膜的表面，使得膜表面的离子浓度趋近于零，引起滞留层中大量水分子电离生成H+和OH-离子来负载电荷，此现象称为极化。此时的电离密度也达到一个极限值，此值称为极限电流密度。一旦发生极化现象，将引起膜表面产生沉淀，膜电阻明显增大，电流效率、脱盐率也会随之下降，导致产水质量降低，还会缩短电渗析膜堆的使用寿命。因此，为了防止极化现象的发生，应确保电渗析膜堆的工作电流不高于该极限电流值。然而，由于工作电流受到限制，单个电渗析单元难以获得很高的脱盐率，因此，目前电渗析工艺往往采用多级膜堆串联的方式进行淡化脱盐处理，比如，为了达到85％左右的脱盐率，往往需要采用三个或三个以上的膜堆串联的电渗析装置和系统。多级膜堆的使用增加了电化学分离装置的成本，使得电化学分离方法与反渗透膜法相比不具有成本优势。

如何进一步优化电化学分离装置，保证较高的脱盐率，并降低成本，是本领域仍需解决的一大问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种电化学分离装置，以提高脱盐率，降低成本。

本实用新型的上述目的通过如下技术手段实现：

提供一种用于脱除待处理液体中的离子，包括至少两个串联的电化学分离单元，每个电化学分离单元包括一个或至少两个并联的电化学分离组；

在脱盐过程中，沿液流方向，一个电化学分离单元的脱盐的流道总数大于位于其后的一个电化学分离单元的脱盐的流道总数。

优选的，上述的电化学分离装置，电化学分离组设有阳离子交换膜和阴离子交换膜，由多张交替排列的阳离子交换膜和阴离子交换膜构成电化学分离组，交替排列的阳离子交换膜和阴离子交换膜形成对应的淡室流道和浓室流道；

在脱盐过程中，沿液流方向，一个电化学分离单元的淡室流道总数为该电化学分离单元的脱盐的流道总数。

另一优选的，上述的电化学分离装置，膜片为双极膜，电化学分离组设有至少一张双极膜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，上述的电化学分离装置，所述电化学分离单元中的至少两个位于同一对正负电极之间。

另一优选的，上述的电化学分离装置，所有串联的所述电化学分离单元均位于同一对正负电极之间。

另一优选的，上述的电化学分离装置，至少一个电化学分离单元包括至少两个并联的电化学分离组，每个电化学分离组位于一对正负电极之间。

另一优选的，上述的电化学分离装置，沿液流方向，串联的电化学分离单元的流道数目依次递减。