一种电渗化学反应水处理装置及方法与流程

文档序号:12157893阅读:298来源:国知局

本发明属于水处理技术领域,具体是涉及一种电渗化学反应水处理装置及方法。



背景技术:

电渗析(简称ED)水处理技术是一项比较成熟的技术,在ED基础上,结合传统混合离子交换除盐工艺(DI),产生了电子混床(EDI)除盐技术,提高了除盐效率,但EDI对进水水质要求十分严格,因此处理成本比较高。相对于EDI,进而衍生EDR技术,一种利用离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性,以直流电场为推动力的膜分离方法。所有与电渗析有关的水处理技术最后都会有浓盐水产生,对于这些浓盐水的处理又成为一个难题。

本发明提出了一种新的电渗析结合电解反应的水处理方法,即电渗化学反应(EDER)水处理方法,在传统EDR基础上,将一对阴阳极板变成多对,而每对极板之间包含一对阴阳离子交换膜,这样就能将透过阴阳离子交换膜的阴阳离子区隔开,并发生电解反应,不仅生成脱离子水,还形成碱性水和酸性水,碱性水和酸性水又有其各自的应用领域,从而解决了浓盐水处理问题。



技术实现要素:

本发明针对现有与电渗析有关的水处理技术都有浓盐水产生的问题,并在EDR基础上提出了一种新的水处理装置及方法,除了产生去离子水外,还产生碱性水和酸性水取代浓盐水。本发明通过以下技术方案达到上述目的:

一种电渗化学反应水处理装置,包括进水口1、产水口2、碱性水产水口3、酸性水产水口4、阴极板5以及阳极板6,其中,所述阴极板5和阳极板6至少分别设有两组,所述阴极板5和阳极板6交替设置,相邻的阴极板5和阳极板6之间均设有一组阳离子交换膜7和一组阴离子交换膜8。

本发明进一步的技术方案还包括:

所有阳离子交换膜7靠近阴极板5一侧,所有阴离子交换膜8靠近阳极板6一侧。

所有阴极板5与直流电源9的负极连接,所有阳极板6与直流电源9的正极连接。

所述阳离子交换膜7与阴极板5之间形成碱性水通道,所述阴离子交换膜8与阳极板6之间形成酸性水通道,所述阳离子交换膜7与阴离子交换膜8之间形成产水通道。

所述碱性水通道将进水口1和碱性水产水口3连通,所述酸性水通道将进水口1和酸性水产水口4连通,所述产水通道将进水口1和产水口2连通。

所述进水口1位于电渗析水处理装置的一侧,所述碱性水产水口3、产水口2以及酸性水产水口4位于电渗析水处理装置的另一侧。

本发明一种电渗化学反应水处理方法,包括以下步骤:

进水,待处理水由进水口1导入电渗析水处理装置;

分流,导入电渗析水处理装置中的待处理水被分为三股:一股流经碱性水通道,一股流经产水通道,一股流经酸性水通道;

分离,待处理水中的阳离子透过阳离子交换膜7向阴极板5一侧方向移动,发生阴极电解反应,生成碱性水;待处理水中的阴离子透过阴离子交换膜8向阳极板9一侧方向移动,发生阳极电解反应,生成酸性水;阳离子交换膜7与阴离子交换膜8之间的水失去阴阳离子,生成去离子水;

出水,分离出的碱性水经由碱性水通道从碱性水产水口3导出,酸性水经由酸性水通道从酸性水产水口4导出,去离子水经由产水通道从产水口2导出。

与现有技术相比,本发明的有益技术效果是:透过阴阳离子交换膜的阴阳离子被区隔开,不仅生成脱离子水,产生的碱性水和酸性水取代了浓盐水,而碱性水和酸性水又有其各自的应用领域,从而解决了浓盐水处理问题。

附图说明

图1为本发明一种电渗化学反应水处理装置的原理结构示意图;

其中:

1、进水口 2、产水口 3、碱性水产水口

4、酸性水产水口 5、阴极板 6、阳极板

7、阳离子交换膜 8、阴离子交换膜 9、直流电源

具体实施方式

下面将结合附图,进一步详细说明本发明的具体实施方式。

请参阅图1,本发明一种电渗化学反应水处理装置,包括进水口1、产水口2、碱性水产水口3、酸性水产水口4、阴极板5以及阳极板6,其中,阴极板5至少有两组,阳极板6也至少有两组,阴极板5和阳极板6交替设置,即一组阴极板5,一组阳极板6;再一组阴极板5,一组阳极板6,...,依此类推,相邻的阴极板5和阳极板6之间均设有一组阳离子交换膜7和一组阴离子交换膜8,即每对阴阳极板之间都有一对阴阳离子交换膜;所有阳离子交换膜7靠近阴极板5一侧,所有阴离子交换膜8靠近阳极板6一侧,这样每一对阴阳极板之间就形成了三股水通道,即阳离子交换膜7与阴极板5之间的通道、阴离子交换膜8与阳极板6之间以及阳离子交换膜7与阴离子交换膜8之间的通道。所有阴极板5与直流电源9的负极连接,所有阳极板6与直流电源9的正极连接。

本发明一实施例中,阳离子交换膜7与阴极板5之间的通道为碱性水通道、阴离子交换膜8与阳极板6之间的通道为酸性水通道,阳离子交换膜7与阴离子交换膜8之间的通道为产水通道;碱性水通道将进水口1和碱性水产水口3连通,酸性水通道将进水口1和酸性水产水口4连通,产水通道将进水口1和产水口2连通;进水口1位于电渗析水处理装置的一侧,碱性水产水口3、产水口2以及酸性水产水口4位于电渗析水处理装置的另一侧。

当直流电源9接通后,含有电解质的水同时通过所有通道时,在电场力的驱动下,阳离子就会透过阳离子交换膜7向阴极板5富集,阴离子就会透过阴离子交换膜8向阳极板6富集,并分别在极板放电而发生电解反应。这样阳离子交换膜7与阴离子交换膜8之间的水就会失去阴阳离子,生成去离子水。阴极板5与阳离子交换膜7之间的水得到阳离子并发生阴极电解反应,生成碱性水。阳极板6与阴离子交换膜8之间的水得到阴离子并发生阳极电解反应,生成酸性水。于是阴极板5与阳离子交换膜7之间的通道就形成了碱性水通道,阳极板6与阴离子交换膜8之间的通道就形成了酸性水通道,阳离子交换膜7与阴离子交换膜8之间的通道就形成了产水通道。

本发明电渗化学反应水处理方法大致可以分为以下步骤:

进水,待处理水由进水口1导入电渗析水处理装置;

分流,导入电渗析水处理装置中的待处理水被分为三股:一股流经碱性水通道,一股流经产水通道,一股流经酸性水通道;

分离,待处理水中的阳离子透过阳离子交换膜7向阴极板5一侧方向移动,发生阴极电解反应,生成碱性水;待处理水中的阴离子透过阴离子交换膜8向阳极板9一侧方向移动,发生阳极电解反应,生成酸性水;阳离子交换膜7与阴离子交换膜8之间的水失去阴阳离子,生成去离子水;

出水,分离出的碱性水经由碱性水通道从碱性水产水口3导出,酸性水经由酸性水通道从酸性水产水口4导出,去离子水经由产水通道从产水口2导出。

透过阴阳离子交换膜的阴阳离子被区隔开,不仅生成脱离子水,产生的碱性水和酸性水取代了浓盐水,而碱性水和酸性水又有其各自的应用领域,从而解决了浓盐水处理问题,由此达到了水处理目的。

以上仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明。凡在本发明的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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