[实用新型]一种处理高硬高盐量苦咸水的电渗析器

说明书

本发明属于水的淡化处理领域。

目前水的淡化处理有许多方法，主要有离子交换法、蒸馏法、反渗透法和电渗析法等。就是采用电渗析法的电渗析器也有许多规格，形式以及不同的适用范围。

本发明的目的在于发明一种在淡化高含盐量（达10，000毫克／升）和高硬度水（达200德度）的情况下，不易结垢、不堵气，电极耐腐蚀且电耗低的一种新型电渗析器。

电渗析器是薄膜技术的一种装置形式，其原理如图1所示，其中：A为电渗析器的阳极、B为阴极，C为极水入口，F为极水出口，E为原水至淡水室入口，D为原水至浓水室入口，K为浓水室，U为淡水室，1为阳膜，2为阴膜，H为浓水总出口，G为淡水总出口。该电渗析器由阴离子、阳离子交换膜交替排列，其间置一带网隔板组成许多隔室。在外加直流电场的作用下，水中的阴阳离子发生定向迁移，即水中的阳离子向阴极迁移，水中的阴离子向阳极迁移，利用离子交换膜的选择透过性，即水中的阴离子只能通过阴膜而不能通过阳膜，水中的阳离子只能通过阳膜而不能通过阴膜，从而使水中的阴阳离子分别通过阴阳膜脱离一个隔室进入另一个隔室，而形成淡水室和浓水室。将所有的淡水室和浓水室分别联通起来引出，便可得浓水和淡水。现以水中的两种离子Na^＋和CL^－为例，CL^－离子向A极移动，通过阴膜2，脱离U室而进入左K室，Na^＋离子向B极移动，通过阳膜1也脱离U室而进入右K室，这样U室变成了淡水室，K室中离子增多而变成浓水室。

电渗析器是由许多膜和带网隔板组成，如图5所示。一张阳膜和一张阴膜其间夹一带网隔板构成一个“膜对”。许多膜对构成“膜堆”，如图4中25所示。在膜堆的最下面和最上面各设一块电极板叫“端电极”。在膜堆之间加设一块或多块电极板，叫“中间电极”。水在一组并联的隔室中的流程叫“一段”。水流往返流经几个并联的隔室，就叫“几段”。在整机的两个端电极的顶底面各设一块钢板，然后用螺杆将膜堆，电极锁紧而形成一个整体，即为电渗析器。

关于水在膜堆间的流动情况见图3所示，其中1为阳膜，2为阴膜，13为带网隔板，14为倒向隔板。带网隔板分甲乙两种形式，安装时将隔板甲翻面一下即成乙板。图3中E为淡水室水流，D为浓水室水流，g为流经过一个或多个隔室的浓水，h为流经过一个或多个隔室的淡水。图3为含有倒向隔板的膜堆组成的一部分。4为中部过水孔，15为过水边孔。

下面具体说明本发明的各个部件及其特点：

本发明的电极构造如图2所示。11为硬塑板框，12为极水出水管，3为极水入水管、4为中部过水孔，5，6为原水至浓淡室入水管，7为橡胶内垫，8为石墨板，9为填充网，10为外橡胶垫圈。本电极构型的特点是：这里的电极采用合理防腐处理的石墨板，这较之普通电渗析器所采用的钛涂镣丝为电极不仅价格低廉很多，使用寿命长，且表面平整光滑，导电面积大，电流分布均匀极水在石墨板面上的鱼鳞网层9内迂回曲折地流动时，产生激烈紊流，真流速较大，板面上水流分布均匀，不会出现边界滞流现象和死水区。由于激烈紊流和较大的真流速，使电极反映产物如CL₂，H₂气体和泥垢等物得以随水流顺利排出，从而消除了极室结垢、堵气和电极腐蚀等问题。而且极室电阻也减小了，降低了电耗，普通电渗析器的电极室电压损失一般为15－30伏，而本发明的电极室电压损失只为5－8伏。填充网9可用聚乙烯或其他材料制成为鱼鳞网多层结构，其作用是既要保证水流在其中畅通，无死水区又要起到支承膜堆的作用。电极板的过水孔构型与膜，隔板的过水孔相同，其形状如图中所示，过水边孔15为中部过水孔4的一半。

带网隔板如图5所示，28为进水槽，29为出水槽，是用聚丙烯材料制成，网为双层。进出水槽采用这种形状，其特点是：可减少水流阻力，水流分布均匀，无死水区，可防止普通电渗析器多易在进出水槽处产生结垢堵塞情况的弊病。

倒向隔板如图6所示，用聚丙烯板制成，仅有一端设过水孔，形状如图示，板间空无网。

倒向隔板的组装方法如图3所示，在倒向隔板14之上设置一块带网隔板，其特点是可防止结垢。本倒向隔板的合理设计，解决了电渗析器内部多段串联的问题。