[发明专利]一种磁场增强的电容去离子连续水净化装置及其方法

说明书

一种磁场增强的电容去离子连续水净化装置，包括设在封装外壳内的彼此绝缘的隔离腔室，隔离腔室与旋转驱动辊轮滚动连接；封装外壳固定与支撑废水注水管注水入隔离腔室；隔离腔室中设有沿侧壁的闭合磁场；封装外壳设有数组滑动接触电极；封装外壳底板上设有弹性隔离挡板，弹性隔离挡板的上端与隔离腔室外缘弹性碰触；包括以下步骤：废水注入进入加载电场区域的隔离腔室进行离子吸附；经电场吸附处理后的净化水通过导引槽排出；雾化冲洗机构冲洗脱附表面的离子，冲洗溶液进入沉降池；隔离腔室继续旋转进入加载电场区域，重复上述步骤可连续净化处理工业用水；具有低能耗、低成本、长寿命、高效率、无污染、环保节能的特点。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及工业用水处理的一种磁场增强的电容去离子(MECDI)连续水净化的方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，水体污染、环境保护相关的工业用水软化、水溶性的放射性废物、电厂循环冷却系统的排污水、钢厂综合废水、造纸废水、合成氨废水、钢厂冷轧废水及石化炼油废水等水处理的技术因为涉及国计民生受到广泛关注。目前，应用比较广泛的水处理技术包括离子交换法、反渗透法和电渗析法等，然而这些方法具有能耗高、产生二次污染、使用维护运行成本高等局限。

电容去离子(Capacitive Deionization,CDI)，是一种基于双电层电容理论的水处理净化技术，其于20世纪60年代提出后，在20世纪90年代后随着碳气凝胶材料的应用体现出极大的应用优势。电容去离子技术(CDI)通过施加电压强制离子向带有与自身所带相反电荷的电极处迁移，被电极产生的双电层吸附束缚而从溶液中去除，使水中的离子浓度大大降低，从而达到水净化的目的。目前，这种技术应用的关键技术在于通过孔隙材料获得尽可能大的电极比表面积，存在的主要问题电极的离子吸附存在饱和极限，需要周期性停机更换，不适于连续工作服役的工况、水体中离子浓度较大的工业级用水工况和水体中颗粒物、杂质粒子含量高的的工况，同时电极成本高也制约其在工业生产活动中的应用。

因此，针对工业用水纯化、去离子应用，研究开发一种适合连续工作服役工况和颗粒、杂质比较多工况下的高效快速水体去离子处理方法就成为当前的迫切需要。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磁场增强的电容去离子连续水净化的方法(MECDI)，采用轮盘模型或水车模型对电极板的周期性加载电场实现废水中正、负离子的吸附过程和吸附离子的脱附过程，解决了现有CDI技术中由于电极表面离子吸附饱和而需要周期性更换电极的问题，保证了连续水处理过程的可靠性；采用磁场增强原理，利用闭合磁场(磁力线)约束离子运动空间在电极表面，从而实现离子在电极表面的有效吸附，解决了现有CDI技术依赖电极高比表面积造成的电极成本过高、吸附离子难以脱附的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种磁场增强的电容去离子连续水净化装置，包括设在封装外壳内的轮毂、轮辐和侧壁组成的数个隔离腔室，隔离腔室的侧壁与旋转驱动辊轮滚动连接；封装外壳上部固定支撑废水注水管；相互独立的隔离腔室中设有沿侧壁的闭合磁场；在封装外壳的内壁上设有数组滑动接触电极；滑动接触电极一端与直流电源接口相连，另一端合隔离腔室的外侧壁滑动弹性压紧接触，形成加载电场区域，使进入该区域的隔离腔室的侧壁间形成电场；封装外壳底板上设有弹性隔离挡板，弹性隔离挡板固定在封装外壳上，其上端与隔离腔室的径向外缘弹性碰触，用以分隔水流避免混溅；封装外壳下部设有与外部的水泵相连的雾化冲洗机构；水泵的输入口与沉降池相连通；封装外壳底部设有相互隔离的沉降池和净化水导引槽。

所述的轮毂和轮辐采用耐腐蚀绝缘材料。

所述的轮辐上固定有扇形覆盖件，扇形覆盖件采用耐腐蚀的导电材料。

所述的隔离腔室采用轮盘或水车结构的腔室，材料采用耐腐蚀的导电材料。

所述的滑动接触电极弹性压紧扇形覆盖件构成电场加载区域。