[实用新型]一种分离装置及工业用或家用水处理设备

说明书

本实用新型公开了一种分离装置及工业用或家用水处理设备，分离装置至少含有一个特征电极组和位于构成特征电极组的两个电极之间交替排列的阳离子交换膜和阴离子交换膜，特征电极组至少含有一个多孔电极，多孔电极包括由多孔材料和离子交换膜层叠形成的层状结构，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。每个所述多孔电极包括由多孔材料和离子交换膜层叠形成的层状结构，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。本实用新型还涉及包括该分离装置的工业用或家用水处理设备。

技术领域

本实用新型涉及一种分离装置以及包括该分离装置的工业用或家用水处理设备。

背景技术

利用电渗析(ED)和频繁倒极电渗析(EDR)脱除待处理液体中的离子性物质是现有技术中公知的。电渗析装置是利用具有选择透过性的阴、阳离子交换膜，在直流电场的作用下，把一路液体中的电解质转移到另一路液体中去，以达到去离子或脱盐目的的系统。电渗析装置的主要部件有电极、离子交换膜、流道隔网、进出水管路等。频繁倒极电渗析装置的原理与电渗析基本相同，只是在运行过程中，每隔一定时间，正负电极相互倒换一次，以清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保系统的分离效率。

传统电渗析或频繁倒极电渗析装置中，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。

为解决上述问题，已有人提出采用多孔电极取代电渗析或频繁倒极电渗析装置中的普通电极。通过使多孔电极接触离子性溶液，当充电时电极的表观电容会非常大。当多孔电极用作负极时，阳离子在静电力作用下被吸引到多孔电极表面，通过这种方式在电极/溶液界面处可形成双层电容器，该静电过程不产生气体，因此无需除气装置。但这样的设计仍存在结垢问题。当通过施加电压，多孔电极吸附一定数量的离子后，进入静置阶段，这时，一些吸附的离子因为自放电而自动解吸附回到溶液中。在接下来施加反向电压进行解吸附时，由于吸附和解吸附时间相同，在自放电过程导致多孔电极处的离子不足以完成解吸附过程的情况下，可发生水的电解。当发生水的电解时，负极处产生很多氢氧根离子，当与负极相邻的溶液中有易于沉淀的例如钙镁等阳离子时，在电极表面和溶液中产生沉淀，导致结垢。

另外，中国专利申请CN102600726A揭示了一种采用涂覆有离子交换涂层的电极的电渗析和/或频繁倒极电渗析系统，能够减轻系统结垢风险，具体地，当电极处的离子的量不足以完成解吸附过程时，通过在离子交换涂层中的离子被释放出来以帮助完成解吸附过程，使电极上的过量电荷得到缓冲。然而，该方案仍存在很大的缺点，根据CN102600726A中的描述，这种离子交换涂层是通过将含有单体的溶液涂覆在电极上，然后加热使单体发生聚合反应得到的，这样的制备方法使离子交换涂层中存在未聚合的单体，在使用该涂覆电极时，单体或低聚体会释放至所处理的流体中，对流体造成二次污染。

因此，仍然需要一种改进的分离装置及工业用或家用水处理设备。

实用新型内容

一方面，本实用新型提供一种新型的分离装置，包括一个或多个电极组，其至少含有一个特征电极组和位于构成特征电极组的两个电极之间交替排列的阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述特征电极组至少含有一个多孔电极，多孔电极包括由多孔材料和离子交换膜层叠形成的层状结构，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。

作为本实用新型的一种实施方式，所述特征电极组具有两个多孔电极，两个多孔电极包括一个含有阴离子交换膜的多孔电极和一个含有阳离子交换膜的多孔电极，与含有阴离子交换膜的多孔电极相邻的为阳离子交换膜，与含有阳离子交换膜的多孔电极相邻的为阴离子交换膜。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述特征电极组的两个多孔电极均为含有阴离子交换膜的多孔电极，与含有阴离子交换膜的多孔电极相邻的为阳离子交换膜。