高盐特种循环电渗析装置的制作方法

本实用新型属于水处理装置技术领域，具体涉及高盐特种循环电渗析装置。

背景技术：

随着科学技术的发展，水处理技术越来越先进，逐渐趋向于经济、环保、高效，目前的水处理技术中，电渗析的应用越来越广泛。电渗析是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，即阳膜理论上只允许阳离子通过，阴膜理论上只允许阴离子通过，使水中阴、阳离子作定向迁移，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。电渗析机构主要包括两块极板、位于两块极板之间的阴离子膜和阳离子膜，以及位于阴离子膜和阳离子膜之间的隔板，隔板构成的隔室为液体流经的通道。物料经过的隔室为脱盐室，浓水经过的隔室为浓缩室。在直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，阳离子只透过阳离子膜，阴离子只透过阴离子膜，脱盐室的离子向浓缩室迁移，浓缩室的离子由于膜的选择透过性而无法向脱盐室迁移。这样淡室的盐分浓度逐渐降低，相邻浓缩室的盐分浓度相应逐渐升高，从而形成交替排列的淡水和浓水以及在电极周围产生的极水，即把物料的盐分脱除和浓缩。在其运行过程中由于一定的电压会迫使膜液界面上的水离解为H⁺与OH^-，将中性水离解为H⁺与OH^-以后，会透过膜迁移，引起浓、淡水液流的中性紊乱，这种现象称为电渗析的极化现象。极化时电渗析效率下降，并且生成的沉淀、结垢使膜的性能发生了变化，导致膜易裂，机械强度下降，膜电阻增大，缩短了膜的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：旨在提供高盐特种循环电渗析装置，用来解决现有电渗析装置容易产生极化现象导致电渗析效率下降、膜易裂、机械强度下降、膜电阻增大、膜的使用寿命缩短等诸多问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

高盐特种循环电渗析装置，包括电渗析器，所述电渗析器包括阳极板、阴极板，以及位于阳极板和阴极板之间的阳离子膜、阴离子膜，所述阳离子膜和阴离子膜交错设置、且阳离子膜和阴离子膜之间设有隔板，还包括分别与电渗析器管路连接的淡水箱、浓水箱、极水箱，所述淡水箱连接有原水箱，所述原水箱与淡水箱之间的管路上设有增压泵，所述淡水箱与电渗析器的进口之间的管路上依次设有第一循环泵、过滤器，所述淡水箱、第一循环泵、过滤器和电渗析器构成淡水循环回路，所述浓水箱与电渗析器的进口之间的管路上依次设有第二循环泵、第一换热器，所述浓水箱、第二循环泵、第一换热器和电渗析器构成浓水循环回路，所述极水箱与电渗析器的进口之间的管路上依次设有第三循环泵、第二换热器，所述极水箱、第三循环泵、第二换热器和电渗析器构成极水循环回路，所述过滤器与电渗析器之间、第一换热器与电渗析器之间、第二换热器与电渗析器之间、电渗析器的出口与淡水箱之间、电渗析器的出口与浓水箱之间和电渗析器的出口与极水箱之间均设有第一球阀，所述电渗析器的进出管路上均设有浓水淡水倒极机构，所述浓水淡水倒极机构包括第一换水管和第二换水管，所述第一换水管和第二换水管上均设有第二球阀，所述第一换水管的进口与浓水管路连通、出口与淡水管路连通，所述第一换水管的进口位于浓水管路上的第一球阀的进口管路上、出口位于淡水管路上的第一球阀的出口管路上，所述第二换水管的进口与淡水管路连通、出口与浓水管路连通，所述第二换水管的进口位于淡水管路上的第一球阀的进口管路上、出口位于浓水管路上的第一球阀的出口管路上。

采用上述技术方案的实用新型，原水首先通过增压泵输送进入淡水箱内，启动第一循环泵、第二循环泵和第三循环泵，使淡水、浓水和极水得以循环，后将电渗析器的阳极板和阴极板加电，淡水箱中的原水经第一循环泵泵送至过滤器过滤后进入电渗析器，在电渗析器内产生浓水和淡水，从电渗析器流出的淡水进入淡水箱中与原水混合再次进入电渗析器进一步淡化；浓水箱中的浓水通过第二循环泵泵送至第一换热器换热后，进入电渗析器浓缩，从电渗析器流出的浓水再次进入浓水箱中；极水箱中的极水经第三循环泵泵送至第二换热器换热后，进入电渗析器，在阳极板和阴极板的外侧流动，从电渗析器流出的极水再次进入极水箱中，此时便可实现高盐水的脱盐。浓水淡水倒极机构可实现浓水淡水的管路切换，此时需要打开第二球阀，关闭淡水循环回路和浓水循环回路上的第一球阀，使得电渗析器中原来的浓水室变成淡水室，淡水室变成浓水室，避免产生浓差极化现象，有效地提高了电渗析效率，防止阳离子膜和阴离子膜膜表面结构裂化，提高机械强度，减少膜电阻，延长了阳离子膜和阴离子膜的使用寿命。

进一步限定，所述增压泵与淡水箱之间的管路上依次设有止逆阀和第一流量计，这样的结构设计，避免管路中的水回流，方便控制管路，便于统计送水量。

进一步限定，所述淡水循环回路、浓水循环回路、极水循环回路于电渗析器的进、出口均设有阀门，这样的结构设计，方便控制，操作具有灵活性。

进一步限定，所述阀门为旋塞阀，这样的结构设计，操作简单方便，还可以调节流量大小。

进一步限定，所述淡水循环回路、浓水循环回路于电渗析器的进、出口，以及所述极水循环回路于电渗析器的进口设有第二流量计，这样的结构设计，便于随时观察淡水、浓水和极水的流量。

进一步限定，所述第二流量计位于阀门的出口管路上，这样的结构设计，流量的测量更加准确。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型高盐特种循环电渗析装置实施例的结构示意图；

图2为图1中电渗析器的结构示意图；

主要元件符号说明如下：

电渗析器1、阳极板111、阴极板112、阳离子膜121、阴离子膜122、隔板13、淡水箱21、第一循环泵22、过滤器23、浓水箱31、第二循环泵32、第一换热器33、极水箱41、第三循环泵42、第二换热器43、原水箱5、增压泵6、第一球阀7、第一换水管81、第二换水管82、第二球阀83、止逆阀9、第一流量计10、阀门11、第二流量计12。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型的高盐特种循环电渗析装置，包括电渗析器1，电渗析器1包括阳极板111和阴极板112，以及位于阳极板111和阴极板112之间的阳离子膜121和阴离子膜122，阳离子膜121和阴离子膜122交错设置、且阳离子膜121和阴离子膜122之间设有隔板13，还包括分别与电渗析器1管路连接的淡水箱21、浓水箱31、极水箱41，淡水箱21连接有原水箱5，原水箱5与淡水箱21之间的管路上设有增压泵6，淡水箱21与电渗析器1的进口之间的管路上依次设有第一循环泵22、过滤器23，淡水箱21、第一循环泵22、过滤器23和电渗析器1构成淡水循环回路，浓水箱31与电渗析器1的进口之间的管路上依次设有第二循环泵32、第一换热器33，浓水箱31、第二循环泵32、第一换热器33和电渗析器1构成浓水循环回路，极水箱41与电渗析器1的进口之间的管路上依次设有第三循环泵42、第二换热器43，极水箱41、第三循环泵42、第二换热器43和电渗析器1构成极水循环回路，过滤器23与电渗析器1之间、第一换热器33与电渗析器1之间、第二换热器43与电渗析器1之间、电渗析器1的出口与淡水箱21之间、电渗析器1的出口与浓水箱31之间和电渗析器1的出口与极水箱41之间均设有第一球阀7，电渗析器1的进、出管路上均设有浓水淡水倒极机构，浓水淡水倒极机构包括第一换水管81和第二换水管82，第一换水管81和第二换水管82上均设有第二球阀83，第一换水管81的进口与浓水管路连通、出口与淡水管路连通，第一换水管81的进口位于浓水管路上的第一球阀7的进口管路上、出口位于淡水管路上的第一球阀7的出口管路上，第二换水管82的进口与淡水管路连通、出口与浓水管路连通，第二换水管82的进口位于淡水管路上的第一球阀7的进口管路上、出口位于浓水管路上的第一球阀7的出口管路上。

优选地，增压泵6与淡水箱21之间的管路上依次设有止逆阀9和第一流量计10，这样的结构设计，避免管路中的水回流，方便控制管路，便于统计送水量。实际上，也可以根据具体情况具体考虑，只要可以避免水回流，能够统计送水量即可。

优选地，淡水循环回路、浓水循环回路、极水循环回路于电渗析器1的进出口均设有阀门11，这样的结构设计，方便控制，操作具有灵活性。需要指出的是，可以根据具体情况具体考虑阀门11设置的位置。

优选地，阀门11为旋塞阀，这样的结构设计，操作简单方便，还可以调节流量大小。需要指出的是，可以根据具体情况考虑阀门11的种类，只要可以控制流量大小即可。

优选地，淡水循环回路、浓水循环回路于电渗析器1的进出口，以及极水循环回路于电渗析器1的进口设有第二流量计12，这样的结构设计，便于随时观察淡水、浓水和极水的流量。实际上，也可以根据具体情况具体考虑第二流量计12设置的位置。

优选地，第二流量计12位于阀门11的出口管路上，这样的结构设计，流量的测量更加准确。实际上，也可以根据具体情况具体考虑第二流量计12与阀门11的位置关系。

原水首先通过增压泵6输送进入淡水箱21内，启动第一循环泵22、第二循环泵32和第三循环泵42，使淡水、浓水和极水得以循环，后将电渗析器1的阳极板111和阴极板112加电，淡水箱21中的原水经第一循环泵22泵送至过滤器23过滤后进入电渗析器1，在电渗析器1内产生浓水和淡水，从电渗析器1流出的淡水进入淡水箱21中与原水混合再次进入电渗析器1进一步淡化；浓水箱31中的浓水通过第二循环泵32泵送至第一换热器33换热后，进入电渗析器1浓缩，从电渗析器1流出的浓水再次进入浓水箱31中；极水箱41中的极水经第三循环泵42泵送至第二换热器43换热后，进入电渗析器1，在阳极板111和阴极板112的外侧流动，从电渗析器1流出的极水再次进入极水箱41中，此时便可实现高盐水的脱盐。通过独特的极内循环增加产水量，提高了除盐率，在进水含盐量2％-5％的工况下，浓水出水含盐量可达到15％以上。

浓水淡水倒极机构可实现浓水淡水的管路切换，通过频繁倒极有效防止膜表面污染和浓差极化。运行时，每进行一小时切换浓水淡水管路，此时需要打开第二球阀83，关闭淡水循环回路和浓水循环回路上的第一球阀7，使得电渗析器1中原来的浓水室变成淡水室，淡水室变成浓水室；一小时后，打开淡水循环回路和浓水循环回路上的第一球阀7，关闭第二球阀83，避免产生浓差极化现象，有效地提高了电渗析效率，防止阳离子膜121和阴离子膜122膜表面结构，提高机械强度，减少膜电阻，延长了阳离子膜121和阴离子膜122的使用寿命。该电渗析装置在实际使用中，能够稳定处理含盐量为10g/L-100g/L的高盐水，且浓缩水的最高浓度可以达到160g/L-180g/L，处理每吨来水，电耗仅为8-10kWH，比常规电渗析低30％左右。

以上对本实用新型提供的高盐特种循环电渗析装置进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。