专利名称：一种卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及含离子废水处理设备，尤其涉及一种用于电容吸附去离子技术的 装置以及与之配套的电极。
背景技术：
海水苦咸水的淡化、含盐废水脱盐、锅炉给水、纯水的制备、重金属废水的处理等 都需要预先去除水中的离子，传统的去离子方法存在着能耗高、成本高、再生麻烦、装置复 杂等问题。研究表明，电容去离子方法和传统的去离子方法相比具有相当的优势。电容去离 子法再生时不需要使用任何酸、碱或盐，只是通过电极的放电完成，因此没有额外的废物产 生，避免了二次污染；具有较高的能量利用率，而且不需用任何膜或高压泵，操作简单；在 低压下运行，排除了电解水产生的电流损失，电极上也不会发生氧化_还原反应产生气体， 如有必要还可以将所用的能量回收一部分过来，即将吸附饱和的模块上储存的电能再加到 另一再生好的模块上，也即所谓的“秋千式”供电的方式，降低了能耗。从理论上分析，电容 去离子技术具有能量利用率高、易操作、无二次污染等优点。可应用在很多方面，包括海水 脱盐、工业用水软化、废水净化、水溶性的放射性废物处理、核能电场废水处理、重金属废水 处理、印染废水脱色、半导体加工中高纯水的制备等，作为一种水中去离子联合系统的前处 理或后处理单元，甚至作为主处理单元，它具有广阔的应用前景。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能够实现连续自动运行和仪器状态实时监控、去离 子快速高效、能耗低、再生方便、结构简单、操作简便、不需要投药和加热、无二次污染的电 容吸附去离子装置，同时提供能与之配套的ACF电极。其电极制造的方法为采用的集电极为薄的导电石墨，厚度在< 1mm ；均勻涂上一 层过400目筛的石墨粉填充的导电胶，厚度< 0. 1mm ；再粘上厚度为1 1. 5mm的活性炭纤 维(ACF)，压紧，之后加热固化成型。本实用新型的目的可通过如下措施来实现1、装置为卡槽式结构，材质为非金属高分子有机物，呈长方体结构。装置两侧壁与 底部开有一定数目的凹槽，装置的凹槽宽2mm，深2mm，每相邻的凹槽间隔3mm。取一定数目 的电极插入凹形槽中，电极与凹形槽接触处密封处理，以防止水漏水。水流在装置以折流的 方式流经ACF电极，盐离子吸附于电极上，得到脱盐水。通过直流电源来供电使得ACF电极 间形成电场。ACF电极两侧各固定着一根铜线，用于传导电流于ACF电极上，节省了导电线， 简化了与电极的连接方式。2、在电极间填充了活性炭颗粒或活性炭纤维以形成三维电极，增大了吸附面积， 能够有效增大吸附量。3、出水处有一在线监测的电导率仪，可根据电导率变化来自动控制电极的正负极 实现电吸附-脱附，吸附周期中当电导率高于出水要求时电极反接进入脱附阶段，此时关闭脱盐水出水闸，打开浓水出水闸，脱附完全后关闭浓水出水闸，打开脱盐水出水闸，待脱 盐出水电导率高于出水要求时又将电极反接。如此循环。4、该装置只需电耗，不添加任何其他药剂。而电压应控制在< 2V以下的范围内， 防止原水发生电解而破坏电吸附。含各种离子的废水本实用新型去离子后，可以大大减少原水中离子含量，得到电 导率低的出水，同时可回收原水中的有用成分。实现在低能耗情况下去离子，保护了环境， 又达到了变害为利、变废为宝的目的。
图1为本实用新型的活性炭纤维电极电容吸附脱盐装置及其配套ACF电极的示意 图。
具体实施方式
本装置由电吸附装置、直流稳压电源(1)、电导率仪(12)和ACF电极(9)共四部 分组成，直流稳压电源(1)为ACF电极(9)供电，电压表⑵来控制输出电压，电流表(3) 则显示相应的电流，铜导电线分别一端连接直流稳压电源的正极(4)和负极(5)上，一端连 接在铜线⑶上，铜线⑶为ACF电极(9)传导电流，使得ACF电极(9)间形成电场吸附离 子。原水从进水口(7)流入电吸附装置中，以折流的方式流经ACF电极(9)，经电吸附脱盐 由出水口(10)流出，在出水口附近有一监测点(11)来测量出水电导率，通过电导率的变化 实现自动控制电吸附_脱附的循环过程。
权利要求一种卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置，其特征在于该装置由电吸附装置、直流稳压电源(1)、电导率仪(12)和活性炭纤维(ACF)电极(9)共四个部分组成，ACF电极通过铜线以及导电线与直流稳压电源(6)相连，电导率仪(12)在出水口处有一监测点(11)测量出水电导率。
2.根据权利要求1所述的卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置，其特征在于卡 槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置为卡槽式结构，其装置两侧壁与底部开有一定数 目与规格的凹槽，每个凹槽相对应平齐以固定ACF电极(9)，ACF电极(9)与凹槽接触处密 封处理。
3.根据权利要求1所述的卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置，其特征在于卡 槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置材质为非金属高分子有机物，呈长方体结构。
4.根据权利要求1所述的卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置，其特征在于凹 槽宽2mm，深2mm，每相邻的凹槽间隔3mm。
5.根据权利要求1所述的卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置，其特征在于卡 槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置的前端为进水口(7)，后端为出水口(10)，水以 折流的方式流经ACF电极(9)。
6.根据权利要求1所述的卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置，其特征在于 ACF电极两侧各固定着一根铜线(8)，用于传导电流于ACF电极(9)上，节省了导电线，简化 了与电极的连接方式。
7.根据权利要求1所述的卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子装置，其特征在于 ACF电极(9)之间填充了 ACF或者活性炭颗粒形成三维电极。
专利摘要本实用新型提供的一种卡槽式活性炭纤维电极电容吸附去离子的装置，主要由电吸附装置、直流稳压电源、电导率仪和ACF电极共四部分组成。直流稳压电源为ACF电极供电，ACF电极安装在电吸附装置的凹槽中，正负极相间分布，在电场作用下ACF电极能够有效的通过双电层效应吸附离子，而根据电导率仪来监测出水电导率变化，当吸附饱和后，将电极反接，进入脱附阶段。从而实现连续自动运行、低能耗、再生方便、不投药和加热、不产生二次污染、高效快速去离子的目的。
文档编号C02F1/46GK201581010SQ20092005607
公开日2010年9月15日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者钟颖, 雷恒毅 申请人:中山大学;广州珠江环保科技发展有限公司