专利名称：纯水制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水处理技术领域，具体地说它是一种用于制备纯水(或淡化水)的装置。
背景技术：
现有纯水制备有采用离子交换方法，此法需用酸碱再生、运行费用高、污染环境；而有将反渗透技术应用于纯水制备，反渗透对原水的处理要求严格，总投资大，水利用率低。电渗析是一种成熟的电去离子技术，其淡水间在整个流程中离子浓度逐渐变小，离子迁移能力也愈来愈低，导致该技术去除率低，水的利用率低，上述是电渗析不能用作纯水生产的主要原因。现有EDI技术，它是在纯水间填充阴、阳混合树脂，是一种生产高纯水装置，它的进水必须是普通纯水。混合填充树脂有利于高的去除率，它防止了H+及OH-的逆交换，从而达到高纯水目的。但是，填充混合树脂的电阻率大，因为阳离子遇到阴树脂或者阴离子遇到阳树脂，无异于绝缘体。电阻大、电流小，离子迁移总量就小，普通纯水制备比高纯水制备离子迁移总量要大两个数量级，故其不适用于普通纯水的制备。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种投资省、运行费用低、水的利用率高的纯水制备装置。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是基于以下原理设计的①在电渗析淡水间中采用分离式填充离子交换树脂，填充的树脂上离子浓度远大于自然水体中所含离子浓度，且其浓度是均匀的，在以离子迁移形成电流中，电阻与离子浓度成反比，故填充树脂后在电压与其它条件相同情况，填充树脂的电流远大于未填充者，而电流大说明迁移离子数量大，故提高了其离子去除率，提高了水的利用率；②所谓分离式填充离子交换树脂，是将阴树脂和阳树脂分别填充在电渗析淡水间中，有面分离填充和带分离填充两种，将填有树脂的淡水间叫做纯水间，进入纯水间的原水在电场作用下，阳树脂上的阳离子向阴极方向迁移、阴树脂上阴离子向阳极方向迁移，通过阴膜和阳膜分别进入废水框，原水中阴、阳离子不断被吸附至阴树脂和阳树脂离子迁移后的离子空穴上，又不断迁移至废水框，采用分离式填充，阳离子全部在阳树脂间迁移，阴离子完全在阴树脂间迁移，与混合式填充树脂相比，极大地减少了电阻；③带分离填充是将阴阳树脂交替分带填充，树脂带垂直于纯水间的水流方向；面分离填充是在纯水间加隔离物，在隔离物与阳膜之间填充阳树脂，在隔离物与阴膜之间填充阴树脂，填充阳树脂者叫阳框，填充阴树脂者叫阴框；④带分离填充的纯水间中，水不断交替通过阴、阳树脂，阴、阳离子在同名树脂带交替被吸收，即能产生纯水；面分离填充的纯水间中，阳框出水要接到下一阴框进水，上一阴框出水要接到下一阳框进水，经过阳框时去除阳离子，经过阴框时去除阴离子，即能产生纯水。
一种纯水制备装置，其特征在于其两外侧依次为压紧板、绝缘板、极板及左右极框，在左、右极框中间夹着数十个乃至上百个产水单元，通过紧固件叠压组装在一起；所述产水单元是由废水框、纯水间依序排列，阴膜与阳膜分别夹在废水框与纯水间之间，废水框阳极方向一侧为阳膜，阴极方向一侧为阴膜，纯水间阳极方向一侧为阴膜，阴极方向一侧为阳膜；纯水间包括纯水框、阴树脂、阳树脂及滤网，阴、阳树脂分离填充在纯水间的框室中，在纯水框上开有原水、盐水的进孔和纯水、废水的出孔，只有原水进孔和纯水出孔与其框室相通，纯水框室进出孔处装有防树脂流失的滤网；废水框也对应开有纯水框上的孔，只有废进孔、废出孔与其框室相通；阴膜、阳膜也对应开有纯水框上的孔；左极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔；右极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔，还对应开有纯水框上的孔；将左右极框、废水框、纯水框、阴膜、阳膜上开的各对应孔对准叠压组装在一起，同名孔形成对应通道，在左、右极框的各孔接上对应的管道；所述左右极框、纯水框、废水框均由绝缘材料制成，各框包括框边与框室。
上述纯水间由纯水框、阴树脂、阳树脂及滤网组成，在纯水框上开有纯进孔、废进孔、纯出孔和废出孔四孔，只有纯进孔与纯出孔与其框室相通，阴、阳树脂交替填充在纯水间框室的互相平行带中，树脂带与水流方向垂直，阴、阳树脂交界处设有防止树脂混合的滤网，废水框也对应开有纯水框上的四孔，只有废进孔、废出孔与其框室相通；阴膜、阳膜也对应开有纯水框上的四孔；左极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔；右极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔，还对应开有纯水框上的四孔；将左右极框、废水框、纯水框、阴膜、阳膜上开的各对应孔对准叠压组装在一起，同名孔形成对应通道，在左、右极框的各孔接上对应的极进管、纯进管、废进管、极出管、纯出管和废出管，构成一种带分离填充树脂的纯水制备装置。
上述纯水间的纯水框分为阳框和阴框，它们与隔离物、滤网及阴阳树脂组成纯水间，阳框与阴框中间夹着隔离物，阳框内填充阳树脂在阴极方向一侧，阴框内填充阴树脂在阳极方向一侧；在阴框、阳框及废水框上开有阳进孔、阴进孔、废进孔、阳出孔、阴出孔及废出孔六孔，在阳框上只有阳进孔、阳出孔与其框室相通，阴框上只有阴进孔、阴出孔与其框室相通，废水框只有废进孔、废出孔与其框室相通；隔离物、阴膜及阳膜在对应位置上亦开有上述六孔；右极框对应位置开有上述六孔外，还开有与其框室相通的极进孔与极出孔；左极框开有与其框室相通的极进孔与极出孔；将左右极框、阳框、阴框、废水框、隔离物、阴膜、阳膜上开的各对应孔对准叠压组装在一起，同名孔叠压在一起形成对应通道，在左、右极框的各孔接上对应的极进管、阳进管、阴进管、废进管、极出管、阳出管、阴出管和废出管，构成一种面分离填充树脂的纯水制备装置。
本实用新型提供的上述纯水制备装置，利用在电渗析淡水间分离填充树脂的方式，填充的树脂上离子浓度远大于自然水体中所含离子的浓度，且其纯水间在整个流程中离子浓度是均匀的，离子迁移主要在同名树脂间迁移，增大了以离子迁移形成的电流，提高了其去除离子的能力和水的利用率。该纯水制备装置与现有技术相比，投资省、运行费用低、水的利用率高。
图1为带分离填充树脂方式的方法与装置全貌示意图图2为带分离填充树脂方式的纯水间结构示意图图3为图2的侧剖图图4为带分离填充树脂方式的纯水框结构示意图图5为带分离填充树脂方式的废水框结构示意图图6为带分离填充树脂方式的右极框结构示意图图7为两种方式共用的左极框结构示意图图8为面分离填充方式的方法与装置全貌示意图图9为面分离填充方式的纯水间结构示意图图10为图9的侧剖图图11为面分离填充方式的阴框结构示意图图12为面分离填充方式的阳框结构示意图图13为面分离填充方式的废水框结构示意图图14为面分离填充方式的右极框结构示意图图中1-阴膜；2-阳膜；3-纯水间；4-废水框；5-压紧板；6-绝缘板；7-极板；8-右极框；9-左极框；10-极进管；11-废出管；12-纯出管；13-极出管；14-废进管；15-纯进管；16-紧固件；17-阳出管；18-阴出管；19-阳进管；20-阴进管；21-阴树脂；22-阳树脂；23-滤网；24-纯水框；25-框边；26-框室；27-纯进孔；28-废进孔；29-纯出孔；30-废出孔；31-极进孔；32-极出孔；33-阳框；34-阴框；35-隔离物；36-阴进孔；37-阳进孔；38-阴出孔；39-阳出孔。
具体实施方式
实施例一图1至图7所示为带分离填充树脂方式的纯水制备装置如图1所示，本实用新型实施例一中，装置两外侧依次为压紧板5、绝缘板6、极板7、左右极框9和8，两侧极板7左接阴极，右接阳极。左右极框9、8中间夹着数十个乃至上百个产水单元，通过紧固件16叠压在一起。左极框9上接有极进管10和极出管13，右极框8各孔上接有对应的极进管10、废出管11、纯出管12、极出管13、废进管14及纯进管15。所谓产水单元，是由纯水间3及废水框4依序排列，废水框4阴极方向(左侧)为阴膜1，阳极方向(右侧)为阳膜2，纯水间3阴极方向(左侧)为阳膜2，阳极方向为阴膜1。
各种框、阴膜1、阳膜2的平面尺寸在同一装置中相同，各框均由绝缘材料制成，包括边框和框室。
如图2、图3所示，纯水间3由纯水框24、阴树脂21、阳树脂22及滤网23组成。将其框室26按垂直水流方向分成十几个平行带，将阴树脂21、阳树脂22交替填在各带上，在阴树脂21与阳树脂22的分界面上设有防止树脂混合的滤网23。树脂带的断面可以是矩形、三角形、以梯形为更好。阴树脂21的梯形大底边在阴膜1这一面，阳树脂22的梯形大底边在阳膜2这一面，其框室26进出水端装有防树脂流失的滤网23。
如图4所示，纯水框24的边框25上开有纯进孔27、废进孔28、纯出孔29及废出孔30四孔，只有纯进孔27、纯出孔29与其框室26相通。
如图5所示，废水框4的边框25的对应位置上开有纯水框24上的四孔，但只有废进孔28及废出孔30与其框室26相通。
如图6所示，右极框8的边框25的对应位置上开有纯水框24上四孔外，还开有与其框室26相通的极进孔31与极出孔32。
如图7所示，左极框9的边框25上开有与其框室26相通的极进孔31与极出孔32。
按图1所示位置关系将左右极框9和8、阴阳膜1和2、纯水框24、废水框4各孔对准叠压组装在一起，各孔形成对应的通道，然后将压紧板5，绝缘板6、极板7加在外侧，通过紧固件16组装在一起成为一台装置，各孔叠压形成的通道分别接同名管道。
工作时，原水由纯进管15、经纯进孔27叠压形成的通道进入其框室26，自上而下交替流经阴阳树脂21、22，在电场作用下，阳树脂22上的阳离子向阴极方向迁移，阴树脂21上阴离子不断向阳极迁移，穿过阴阳膜1、2进入废水框4随废水排除。原水中的阴阳离子不断补充到离子迁移后树脂上的离子空穴上，经纯出孔29叠压形成的通道、由纯出管12产出之水，即为纯水。
浓度为0.5％的盐水由废进管14、经废进孔28叠压形成的通道进入其框室26自上而下，再经废出孔30叠压形成的通道从废出管11流出。
极水由各自的极进管10、极进孔31进入左右极框9、8的框室26，从各自的极出孔32、极出管13排出，极水在框室26中为自下而上流动。
实施例二图8至图14所示为面分离填充树脂方式的纯水制备装置如图8所示，本实用新型实施例二中，装置两外侧同样依次为压紧板5、绝缘板6、极板7、左右极框9和8，两侧极板7左接阴极，右接阳极。左右极框9、8中间夹着数十个乃至上百个产水单元，通过紧固件16叠压在一起。左极框9上接有极进管10和极出管13。右极框8各孔上所接管道与实施例一有所不同，它接有对应的极进管10、废出管11、阳出管17、阴出管18、极出管13、废进管14、阳进管19和阴进管20。所谓产水单元，同样是由纯水间3及废水框4依序排列，废水框4阴极方向(左侧)为阴膜1，阳极方向(右侧)为阳膜2，纯水间3阴极方向(左侧)为阳膜2，阳极方向为阴膜1。
各种框、阴膜1、阳膜2的平面尺寸在同一装置中相同，各框均由绝缘材料制成，包括边框和框室。
如图9、图10所示，纯水间3由阳框33、阴框34、隔离物35、滤网23、阴树脂21及阳树脂22组成，阳框33与阴框34中间夹着隔离物35，隔离物35可以是滤网、阴膜或阳膜，阳框33在左(阴极方向)、阴框34在右(阳极方向)，阳框33填充阳树脂22，阴框34填充阴树脂21。阴阳框34、33的框室26开孔两端装有防止树脂流失的滤网23。
如图11至图13所示，在阴框34、阳框33、废水框4的边框25对应位置上均开有废进孔28、阴进孔36、阳进孔37、废出孔30、阴出孔38及阳出孔39六孔，在阴框34上只有阴进孔36、阴出孔38与其框室26相通，阳框33上只有阳进孔37、阳出孔39与其框室26相通，在废水框4上只有废进孔28、废出孔30与其框室26相通。
上述纯水间3中的隔离物35、阴膜1、阳膜2上对应位置也开有上述六孔。
如图14所示，右极框8的边框25对应位置上开有上述六孔外，尚开有与其框室26相通的极进孔31、极出孔32。
如图7所示，左极框9的边框25上只开有与其框室26相通的极进孔31、极出孔32。
按图8所示位置关系，将上述左右极框9和8、阳框33、阴框34、废水框4、阴膜1、阳膜2及隔离物35上各孔对准叠压形成六通道，然后将压紧板5、绝缘板6、极板7加在两外侧通过紧固件16组装成装置，叠压形成的各通道分别接同名管道。
工作时，废水与极水的流程与带分离填充装置相同。
原水由阳进管19、阴进管20，经阳进孔37、阴进孔36叠压形成的通道分别进入阳框33和阴框34的框室26。进入阳框33的框室26中的原水在电场作用下被除去阳离子，进入阴框34的框室26中的原水被除去阴离子，然后经阳出孔39、阴出孔38叠压形成的通道分别从阳出管17、阴出管18流出。离子去除过程及原理与带分离填充装置相同。
将上一装置阳出管17接到下一装置阴进管20，上一装置阴出管18接引下一装置阳进管19上。第二装置阳出管17、阴出管18出水均为纯水。
需要说明的是本实用新型亦可用于海水脱盐及苦咸水淡化，用于海水脱盐时，纯进管或阴阳进管、废进管进的都是海水；苦咸水淡化时，纯进管或阴阳进管、废进管进的都是苦咸水。纯水间应称之淡化间，出水为淡化水。凡将上述纯水制备装置用于海水脱盐及苦咸水淡化，均在本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种纯水制备装置，其特征在于其两外侧依次为压紧板、绝缘板、极板及左右极框，在左、右极框中间夹着数十个乃至上百个产水单元，通过紧固件叠压组装在一起；所述产水单元是由废水框、纯水间依序排列，阴膜与阳膜分别夹在废水框与纯水间之间，废水框阳极方向一侧为阳膜，阴极方向一侧为阴膜，纯水间阳极方向一侧为阴膜，阴极方向一侧为阳膜；纯水间包括纯水框、阴树脂、阳树脂及滤网，阴、阳树脂分离填充在纯水间的框室中，在纯水框上开有原水、盐水的进孔和纯水、废水的出孔，只有原水进孔和纯水出孔与其框室相通，纯水框室进出孔处装有防树脂流失的滤网；废水框也对应开有纯水框上的孔，只有废进孔、废出孔与其框室相通；阴膜、阳膜也对应开有纯水框上的孔；左极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔；右极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔，还对应开有纯水框上的孔；将左右极框、废水框、纯水框、阴膜、阳膜上开的各对应孔对准叠压组装在一起，同名孔形成对应通道，在左、右极框的各孔接上对应的管道；所述左右极框、纯水框、废水框均由绝缘材料制成，各框包括框边与框室。
2.根据权利要求1所述的纯水制备装置，其特征在于上述纯水间由纯水框、阴树脂、阳树脂及滤网组成，在纯水框上开有纯进孔、废进孔、纯出孔和废出孔四孔，只有纯进孔与纯出孔与其框室相通，阴、阳树脂交替填充在纯水间框室的互相平行带中，树脂带与水流方向垂直，阴、阳树脂交界处设有防止树脂混合的滤网，废水框也对应开有纯水框上的四孔，只有废进孔、废出孔与其框室相通；阴膜、阳膜也对应开有纯水框上的四孔；左极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔；右极框上开有与其框室相通的极进孔及极出孔，还对应开有纯水框上的四孔；将左右极框、废水框、纯水框、阴膜、阳膜上开的各对应孔对准叠压组装在一起，同名孔形成对应通道，在左、右极框的各孔接上对应的极进管、纯进管、废进管、极出管、纯出管和废出管，构成一种带分离填充树脂的制备纯水的装置。
3.根据权利要求2所述的纯水制备装置，其特征在于上述纯水间中交替填充的互相平行的阴阳树脂带，其树脂带的断面可以是矩形、三角形或梯形。为了充分利用阴阳膜通过离子的面积，优选梯形断面，阴树脂带的梯形大底边在阴膜一面，阳树脂带的梯形大底边在阳膜一面。
4.根据权利要求1所述的纯水制备装置，其特征在于上述纯水框分为阳框和阴框，它们与隔离物、滤网及阴阳树脂组成纯水间，阳框与阴框中间夹着隔离物，阳框内填充阳树脂在阴极方向一侧，阴框内填充阴树脂在阳极方向一侧；在阴框、阳框及废水框上开有阳进孔、阴进孔、废进孔、阳出孔、阴出孔及废出孔六孔，在阳框上只有阳进孔、阳出孔与其框室相通，阴框上只有阴进孔、阴出孔与其框室相通，废水框只有废进孔、废出孔与其框室相通；隔离物、阴膜及阳膜在对应位置上亦开有上述六孔；右极框对应位置开有上述六孔外，还开有与其框室相通的极进孔与极出孔；左极框开有与其框室相通的极进孔与极出孔；将左右极框、阳框、阴框、废水框、隔离物、阴膜、阳膜上开的各对应孔对准叠压组装在一起，同名孔叠压在一起形成对应通道，在左、右极框的各孔接上对应的极进管、阳进管、阴进管、废进管、极出管、阳出管、阴出管和废出管，构成一种面分离填充树脂的制备纯水的装置。
5.根据权利要求4所述的纯水制备装置，其特征在于上述隔离物为阴膜、阳膜或滤网。
专利摘要一种纯水制备装置，将阴、阳树脂分别填充在电渗析淡水间中，有面分离填充和带分离填充两种，将填有树脂的淡水间称纯水间，纯水间与废水框依序排列构成产水单元，带分离填充的纯水间中，水不断交替通过阴、阳树脂，阳树脂上的阳离子向阴极方向迁移、阴树脂上阴离子向阳极方向迁移，通过阴、阳膜分别进入废水框，原水中阴、阳离子不断被吸附至阴、阳树脂离子迁移后的离子空穴上，即能产生纯水；面分离填充的纯水间中，阳框出水要接到下一阴框进水，上一阴框出水要接到下一阳框进水，经过阳框时去除阳离子，经过阴框时去除阴离子，即能产生纯水。该纯水制备装置投资省、运行费用低、水的利用率高，亦可用于海水脱盐及苦咸水淡化。
文档编号C02F1/469GK2835219SQ20052013580
公开日2006年11月8日 申请日期2005年11月8日 优先权日2005年11月8日
发明者邓佑 申请人:邓佑