[发明专利]浓水分流设计的防结垢电除盐器及其电除盐方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电除盐器，尤其涉及一种浓水分流设计的防结垢电除盐器。

背景技术

现有工业用水除盐提纯的水处理的方法中，较为先进的方法是将电渗析技术和离子交换技术相结合来制取超纯水，即电除盐（EDI）。电除盐过程是在直流电场和电活性介质的作用下，使液体中所含离子发生定向迁移，同时利用阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性，使离子从一种溶液转移到另一种溶液，从而达到除盐目的的膜分离过程。在EDI组件中，对各种离子的脱出次序是不同的。首先是高价离子脱出，其次是低价易脱出离子被脱出，最后是弱离子化离子、氢离子和氢氧根离子。膜堆的结垢是影响EDI装置长期稳定运行的关键问题之一，结垢的位置主要发生在膜堆阴极室和浓水室靠近阴膜表面的碱性环境中。专利号为98223514的实用新型专利公开了一种螺旋卷式电除盐器水处理设备，它主要将阴阳离子交换膜与绝缘网隔板制成一特殊的膜袋式浓水流道单元，并与浓水配集管的侧壁相连通，每相邻的浓水流道单元之间夹入一张绝缘网隔板构成可充填入离子交换树脂的淡水流道单元，然后以浓水配集管为中心卷绕成圆柱体结构，再包以金属壳体。其中位于中心的浓水配集管兼作阴极，且中部阻断，上半段为集水管，下半段为配水管；金属壳体兼作阳极。该实用新型虽然具有结构简单，流道阻力小、更换离子交换树脂方便等优点，但是，整体的电除盐器的结构设计使得浓水流道过长，Ca²⁺、Mg²⁺离子和CO₃^2-、SO₄^2-离子在组件内停留的时间长，容易形成结垢；其次，由于浓水进水先经过阴极，导致进水呈碱性，浓水中形成结垢的倾向更加明显。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种浓水中不易结垢的浓水分流设计的防结垢电除盐器。

本发明的目的之二是提供一种浓水中不易结垢的浓水分流设计的防结垢电除盐器的电除盐方法。

本发明的第一技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

浓水分流设计的防结垢电除盐器，包括有阴阳离子交换膜，浓水室、淡水室，和正负电极的电除盐器主体构件，并在各淡水室内充填有离子交换树脂，其特征在于：还包括浓水分路分流结构，所述浓水分路分流结构由设置于电除盐器主体构件侧面中部的浓水进水口，设置于电除盐器主体构件上、下两端面的浓水出水口，和设置于浓水室内的隔离层组成。

浓水分路分流结构改变了原有电除盐器浓水的流道，使浓水从电除盐器的侧面中部进入，由于浓水室内设置的隔离层，浓水分开流入电除盐器中，由于EDI脱除淡水中各种离子的次序不同，使得易结垢的离子Ca²⁺、Mg²⁺离子和CO₃^2-、SO₄^2-离子，能够分开进入浓水中，然后分开流动的浓水分别通过设置在电除盐器上下端面的浓水出水口流出，这样的设计使淡水迁移到浓水中的阴、阳结垢离子能快速分开流动，不易产生结垢；从而解决了现有技术中由于结构设计导致的浓水流道过长，结垢离子在组件内停留时间长，使得浓水中容易形成结垢的技术问题。

作为优选，所述浓水室包括中心浓水管，所述阴阳离子交换膜之间设置有网隔板，所述阴阳离子交换膜和所述网隔板均以所述中心浓水管为中心轴制成圆柱体状。

本发明的浓水分流设计的防结垢电除盐器，适用于螺旋卷式电除盐器，以中心浓水管为中心轴的圆柱体状结构设计，结合浓水分路分流结构，使得浓水流道变短，易结垢离子在组件内部停留的时间缩短。

作为优选，所述中心浓水管为阴极，而包置于圆柱体外的金属壳体为阳极，两电极分别与直流电源相接。

本发明的电除盐器，在处理过程中，浓水从外侧阳极流进，经电解后形成酸性溶液，后流经组件内部时就不容易结垢；解决了浓水进水先经过阴极而导致进水呈碱性使得结垢更明显的技术问题。

作为优选，所述阴阳离子交换膜和设于浓、淡水室内的网隔板交替布置于正负电极之间，形成浓、淡水室；所述正负电极分别与直流电源相接。

本发明的浓水分流设计的防结垢电除盐器，适用于板框式电除盐器，阴阳离子交换膜和网隔板交替的布置，结合浓水分路分流结构，易结垢的离子Ca²⁺、Mg²⁺离子和CO₃^2-、SO₄^2-离子，能够分开进入浓水中。