一种卷式炭纤维电吸附除盐装置的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种卷式炭纤维电吸附除盐装置。

背景技术：

水是生命的源泉，是人类生存和社会发展不可或缺的最根本物质保障。随着全球人口的迅速增长，工业的突飞猛进，科技的高度发达，以及生活质量的大幅提高，人类对水的需求量也逐渐变大。此外，水量消耗的逐年上涨、水资源的浪费以及水环境的破坏，使水资源的供求矛盾日益突显。水资源短缺已经严重影响到我国的社会发展和经济建设，是我国无法回避的社会问题。面对我国水资源短缺的严峻形势，应努力实现污水的资源化，使水环境实现良性循环，以达到水资源的可持续利用。为了使目标成为现实，需从两方面着手努力——开源和节流。一是开源，即寻找新型的可供利用水源，比如污水的处理净化再利用、海水和苦咸水的淡化等；二是节流，即节约用水，尤其在工业生产方面。其中，纯水的制备，海水、苦咸水的淡化都是利用了除盐原理。而在污水处理再生方面，虽然水中大量的污染物可以通过传统的混凝、沉淀、过滤等方式去除，然而对于水有害的溶解盐类物质，比如钙镁离子的去除，却微乎其微，所以除盐在水质深度处理中至关重要。利用除盐工艺处理的净水可广泛应用于化工制药、电子电力、轻纺造纸、循环冷却水、及锅炉补给水处理等。鉴于除盐的作用如此重要，而目前RO膜除盐技术存在废水比1:1和运行高压泵的高消耗用电的缺陷，因此找到一种经济便捷实用的除盐方法势在必行。

技术实现要素：

本实用新型提供的一种卷式炭纤维吸附除盐的装置,解决目前RO膜除盐技术中废水比1:1和运行高压泵的高消耗用电缺陷。

为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种卷式炭纤维电吸附除盐装置，包括直流稳压电源和电吸附装置；所述电吸附装置包括内圆管、卷裹层和外圆管，所述卷裹层包括顺序卷裹在内圆管外的第一层十字塑料网绝缘层、第一活性炭纤维层、第一钛合金板、第二层十字塑料网绝缘层、第二活性炭纤维层、第二钛合金板，所述第一钛合金板与第一活性炭纤维层之间、第二钛合金板与第二活性炭纤维层之间分别设有ACF电极；所述卷裹层外壁采用密封胶密封固定，所述卷裹层外壁的两端与外圆管内壁之间分别设有密封圈，所述内圆管两端设有密封盖，所述电吸附装置两端分别设有出水口和进水口；所述直流稳压电源分别与ACF电极电连接，正负极相间分布。

所述ACF电极分别设于第一钛合金板与第一活性炭纤维层之间、第二钛合金板与第二活性炭纤维层之间的中段位置。

所述内圆管材质为PBT塑料(聚对苯二甲酸丁二醇酯) ，直径为10-30毫米。

所述第一钛合金板和第二钛合金板材质为TC6，厚度为1毫米。

所述第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层的厚度为2毫米。

所述第一层十字塑料网绝缘层和第二层十字塑料网绝缘层为塑料丝交叉编制网，厚度为2-3毫米，做为实施电吸附过程的水流通道。

所述外圆管材质为不锈钢管或塑料管。

所述直流稳压电源电压为2-3伏特。

电吸附装置的工作原理：

由第一钛合金板和第二钛合金板分别形成电极，直流稳压电源供电，使电极上分别带上负电和正电,原水从一端流入由正、负电极形成的通道中，原水在通道内流动时受到正电和负电形成的电场力的约束,离子和带电粒子在电场中分别向相反电荷的电极移动,随后被吸附在电极上,并储存在双电场中。随着离子和带电粒子在电极不断积累,导致原水里的溶解盐类、胶体和其他带电粒子的浓度明显下降，因而实现了原水的除盐、淡化等。随着被吸附的离子数越来越多，而过多的离子使电极达到饱和状态。此时去掉直流稳压电源供电，由于直流电场的消失,储存在双电场中的离子又重新回到了流道中,随水流排出,电极也由此得到再生。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。

电压是影响除盐的一个重要因素，电压的大小对极化现象的存在与否有很大的影响, 该技术适用常压运行（一般压力0.2-0.3PMa），低压工作（2-3伏特），且第一钛合金板和第二钛合金板之间的距离即正负电极之间的距离为4-5毫米，产生的电场能达到较强的吸附作用；ACF电极分别设于第一钛合金板和第二钛合金板的中部，使电场分布均匀；电吸附装置绝缘层即流道设计的宽度为2-3毫米，并且采用塑料丝交叉编制网材料，使水流在微通道中缓慢运动,受电场力的作用，实现原水的除盐。

本实用新型的工作流程：

前级过滤器可以采用PP棉过滤掉大颗粒的原水，经电磁阀和进水口电吸附装置，水流通过十字塑料网缓慢流动，在第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层的静电正负电场作用下，水中带电的正离子向静电负极板移动，负离子向正极板移动吸附在碳纤维上面。盐离子得到浓缩，淡化后的水经塑料十字网出水口和电磁水阀B进入净水容器。当第一活性炭纤维层和第一活性炭纤维层吸附饱和时，电磁水阀B自动关闭，同时关闭直流稳压电源一秒后，将其电极做反向输出三秒再次反转电极后暂停输出，为下次吸附周期做电源准备。这时，电磁水阀C打开，将电吸附装置内的高浓度盐离子水经排污口排出电吸附装置外，延时十秒后电磁水阀C关闭，直流稳压电源再次输出，电磁水阀B打开，系统进入下个处理周期。如此往复该系统便可自动不间断的完成原水除盐工作。

本实用新型的有益效果是：

1、节约用水：本实用新型采用正电和负电形成的电场力，使离子和带电粒子在电场中分别向相反电荷的电极移动,吸附在第一钛合金板和第二钛合金板形成的电极上,并储存在双电场中，实现了原水的除盐、淡化，电场消失后,储存在双电场中的离子又重新回到了流道中，随水流排出,电极也由此得到再生，从而实现连续自动运行、低能耗、高效快速去离子的目的，解决目前RO膜除盐技术中废水比1:1的高消耗的问题，废水只有RO膜的十分之一，节约大量的水资源，运行成本节约了四分之三，将给整个净水行业带来巨大的经济效益，同时也给国家节水工程带来不可估量的社会效益；

2、绿色环保：因为电吸附除盐技术是通过电极材料在电场作用下静电吸附钙镁离子,传统工艺中使用的像缓蚀剂、阻垢剂、还原剂之类等药剂在本工艺运行过程中不需要添加,反冲洗排放的浓水全部来自原水,因此新的污染物不会出现在排放的浓水中，解决了排放不达标的问题，这不但可节约运行成本,而且避免了二次污染；

3、节约用电：与其他除盐技术相比， 该技术属于常压运行（一般压力0.2-0.3PMa），低压工作（2-3伏特），电压是影响除盐的一个重要因素,电压的大小对极化现象的存在与否有很大的影响, 它所需能耗较少,其中离子迁移消耗的能量占据了一大半,总体来说该技术能耗低，解决了目前运行高压泵的高消耗的用电缺陷；

4、微通道设计：电吸附装置流道设计的宽度为2-3毫米，并且采用塑料丝交叉编制网材料，水流在微通道中缓慢运动, 使原水在通道内受电场力的作用,实现原水的除盐。该技术对预处理要求相对不高，而且系统很大程度上提髙了得水率，一般情况下产水率在85%以上；

5、适应性强,操作及维护简便：该技术可适应各种类型的水质，系统可自动控制充放电、浓淡水的收集排放及流量大小，操作简单容易掌握，该设备可组合使用，以满足不同的水量处理的要求，适应性强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构俯视图；

图3为本实用新型的工作流程图；

图中：1、内圆管，2、第一层十字塑料网绝缘层，3、第一活性炭纤维吸附层，4、第一钛合金板，5、第二层十字塑料网绝缘层，6、第二活性炭纤维吸附层，7、第二钛合金板，8、密封圈，9、外圆管，10、密封盖，11、前级预处理容器，12、电吸附装置，13、净水容器，14、直流稳压电源，15、电磁阀A，16、电磁阀B，17、电磁阀C，18、排污口。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

一种卷式炭纤维电吸附除盐装置，包括输出电压为2.5伏特的直流稳压电源14和电吸附装置；电吸附装置包括直径为20毫米的PBT塑料内圆管1、卷裹层和不锈钢外圆管9，卷裹层包括顺序卷裹在内圆管1外的2.5毫米厚的第一层十字塑料网绝缘层2、2毫米第一活性炭纤维层3、附着在第一活性炭纤维层3上作为直流电负极的1毫米厚的第一钛合金板4、2.5毫米厚的第二层十字塑料网绝缘层5、2毫米厚的第二活性炭纤维层6、附着在第二活性炭纤维层6作为直流电正极的1毫米厚的第二钛合金板7，第一钛合金板4与第一活性炭纤维层之间3、第二钛合金板7与第二活性炭纤维层6之间分别设有ACF电极；卷裹层外壁采用密封胶密封固定，卷裹层外壁的两端与外圆管9内壁之间分别设有密封圈8，内圆管1两端设有密封盖10，电吸附装置两端分别设有出水口和进水口；直流稳压电源14与ACF电极电连接，正负极相间分布；第一层十字塑料网绝缘层和2第二层十字塑料网绝缘层5做为电吸附过程中的水流通道。

直流稳压电源14供电，由第一钛合金板4和第二钛合金板7分别形成电极，电极上分别带上负电和正电。前级预处理容器11的过滤器可以采用PP棉过滤掉大颗粒的原水，经电磁阀A15和进水口流入电吸附装置12，在第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层的物理和电场双重吸附下盐离子得到浓缩，淡化后的原水经电吸附装置12的出水口和电磁水阀B16进入净水容器13。当第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层吸附饱和时，电磁水阀B16关闭，同时关闭直流电源一秒后，将其电极做反向输出三秒再次反转电极后暂停输出，为下次吸附周期做电源准备。这时，电磁水阀C17打开，将电吸除装置12内的高浓度盐离子水经排污口18排出电吸附装置12外，延时十秒后电磁水阀C17关闭，直流稳压电源14再次输出，电磁水阀B16打开，系统进入下个处理周期。如此往复该系统便可自动不间断的完成原水除盐工作。

本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地理解，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。