专利名称：连续电去离子器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种连续电去离子器，特别涉及制备纯水和高纯水的设备，可与反渗透装置连用。
现有一种电去离子纯水器，主要包括膜堆、电极装置和夹紧装置三部分构成。膜堆由阳膜、阴膜、浓淡水隔离板组成，在淡室中装填球状强酸性阳离子交换树脂。在电极板两侧的极室、浓室和淡室出入管道均采用单进单出管道，无自动倒极装置。这种装置结构的缺点是，由于在膜堆淡室中装填球状强酸性阳离子交换树脂，在直流电场作用下，阳离子交换树脂能加快阳离子迁移速度，减少阳膜两侧的浓差极化，减少淡室阳膜一侧的结垢。由于无阴离子交换树脂存在，阴离子迁移速度慢，不减少阴膜两侧浓差极化，在浓室中阴膜一侧易形成结垢，使产水水质下降，运行周期不能很长。膜堆电极装置中的多孔板由塑料板制成，在塑料板上开若干个孔。由于在孔与孔之间形成了实体部分，塑料板在与膜接触时，塑料板的实体部分会与膜紧贴，透水量受到限制，膜的有效面积下降，影响除盐率。电极装置的极室采用单道出入管道，对角布置，另一对角区域内水流速相对较慢，水浓度相对较高，易形成结垢，影响膜堆的使用寿命。该装置没有自动倒极装置，不能有效地抑制膜表面上的结垢，离子交换树脂一旦失效，设备必需停止运行，用电再生，不能做到连续长期运行。
本实用新型的目的是，克服上述装置结构的缺点，提供一种新结构的连续电去离子器。
本实用新型的目的是这样实现的。膜堆中的隔离板14厚2-20mm，两端开有交错排列的出入口8和过水孔19，出入口8连通布水道17；隔离板中部为空腔，布水道连通空腔，空腔内装填球状强酸性阳离子交换树脂和球状强碱性阴离子交换树脂的混合树脂，简称阴阳离子交换混合树脂18。
电极装置中的阴、阳两个电极板2的两端有过水孔19，每个电极板两端分别有淡室出入管道4和浓室出入管道5；电极板两端的过水孔分别连通淡室出入管道4和浓室出入管道5；极室20上下两端有出入管道3，极室20中装填有球状阴阳离子交换混合树脂。阳极电极板下端淡室出入管道4的两端接入口水管，阴极电极板上端淡室出入管道4的两端接产水管；阴极电极板下端浓室出入管道5的两端接入口水管或回水管。阳极电极板上端浓室出入管道5的两端接废水管或回水管。
在阴、阳电极板两个接线柱6之间串联自动控制倒极装置21；自动控制倒极装置由继电器和时间继电器组合成。倒极后，淡室出入管道4和浓室出入管道5互换，淡室16和浓室15互换；淡室出入管道4转换为浓室出入管道5′，浓室出入管道5转换为淡室出入管道4′；淡室16转换为浓室15′，浓室15转换为淡室16′。
电极装置中的塑料隔网10为网状。
本实用新型在隔离板14空腔和极室20中装填球状阴阳离子交换混合树脂，形成密堆积，树脂的骨架上含有大量固定的正负电荷，在直流电场的作用下，这些正负电荷形成离子导体。周围水中正负离子进入导体后，能迅速向阳膜12和阴膜13迁移，大大减少了膜的界面扩散层厚度，降低了膜两侧的浓差极化程度，大大降低了淡室16或倒极后淡室16′中阳膜12一侧的结垢和浓室15或倒极后浓室15′中阴膜13一侧的结垢。即使浓室因结垢而失效，在不影响淡室出水的条件下，可按常规法用氯化纳转型。阴阳离子交换混合树脂在直流电场作用下还能起催化作用，能加速水的离解，在阴阳离子交换混合树脂周围会产生大量的氢离子和氢氧根离子。这些离子能使阴阳离子交换混合树脂的钠型和氯型转换为氢型和氢氧根型，使失效的树脂获得再生。在电极室装填阴阳离子交换混合树脂除了上述特点外，还有支撑膜的作用，如果极室的水压改变，也不会引起邻近极室膜的位置移动。本实用新型带有自动控制倒极装置。倒极后，浓室15、淡室16互相转换，这样使产水能连续长期进行，克服了现有技术中由于严重的浓差极化而引起结垢，使产水不能连续长期进行和停产再生的缺点。
在电极板2两侧采用的极室出入管道3，淡室出入管道4、浓室出入管道5均为双进双出管道。这种双进双出管道结构使水的流量比单进单出管道结构增大两倍，有利于增加产水量。双进双出管道结构在极室中能加速稀释进入阴极室的钙、镁等结垢离子浓度，不会产生死角，有利于减缓在电极上产生的结垢；在浓、淡室中能增加产水流量和浓室回路中的循环水流量，稀释浓室中结垢离子浓度，使被处理的水更匀地流过各室，不会产生死角。被迁移的离子能在膜的表面上更均匀地透过膜，可以防止局部膜产生结垢，有利于延长膜的使用寿命。
电极装置中的多孔板为塑料隔网10，这种网状结构可使透水量不受限制，增加了膜的有效面积。
本实用新型可以使被处理的水质电导率＜0.20μs/cm，并且能长期连续运行。该装置可以替代电渗析淡化器、电去离子软水方法及所用装置。试验证明，利用本装置能代替二级除盐装置，用一级除盐水(7-10μs/cm)作为本装置的入口水，出口水的水质＜0.20μs/cm，连续运行达2000多小时，废水(6.5＜PH＜8.5)达标排放。制备纯水一吨仅需0.004元；相比之下，树脂失效后需要酸碱再生，制备纯水一吨需0.40元。(这里仅指用电再生和用化学药剂再生进行比较，不包括辅助设备及辅助用电)。
本实用新型由以下实施例及其附图给出。
附
图1是装填有阴阳离子混合树脂的隔离板。
附图2是水道双进双出电极板。
附图3是连续电去离子器结构示意图。
附图4是连续电去离子器外部结构示意图。
附图5是立式连续电去离子器内部水流程图。
1铝合金板或铁板、2电极板、3极室出入管道、4(4′)淡室出入管道、5(5′)浓室出入管道、6接线柱、7电极、8出入口、9橡皮垫、10塑料隔网、11膜堆、12阳膜、13阴膜、14隔离板、15(15′)浓室、16(16′)淡室、17布水道、18阴阳离子交换混合树脂、19过水孔、20极室、21倒极装置。
实施例本实用新型包括膜堆、电极装置和夹紧装置三部分构成。
膜堆中的隔离板14厚2-20mm，两端开有交错排列的出入口8和过水孔19，出入口8连通布水道17。过水孔19和出入口8成对，两端各有1-3对。隔离板中部为空腔，布水道连通空腔，空腔内装填球状强酸性阳离子交换树脂和球状强碱性阴离子交换树脂的混合树脂18，比例为1∶2-1∶4。
电极装置中的阴、阳两个电极板2的两端有过水孔19，每个电极板两端分别有淡室出入管道4和浓室出入管道5；电极板两端的过水孔分别连通淡室出入管道4和浓室出入管道5；电极板的极室内有电极7；极室上下两端有出入管道3，极室出入管道连通极室，极室中装填有球状强酸性阳离子交换树脂和球状强碱性阴离子交换树脂的混合树脂。阳极电极板下端淡室出入管道4的两端接入口水管，阴极电极板上端淡室出入管道4的两端接产水管；阳极电极板上端浓室出入管道5的两端接废水管或回水管，阴极电极板下端浓室出入管道5的两端接入口水管或回水管。
在阴、阳电极板两个接线柱6之间串联自动控制倒极装置21；自动控制倒极装置由继电器和时间继电器组合成；倒极后，淡室出入管道4和浓室出入管道5互换，淡室16和浓室15互换。淡室出入管道4转换为浓室出入管道5′，浓室出入管道5转换为淡室出入管道4′。淡室16转换为淡室16′，浓室15转换为浓室15′。
电极装置中的塑料隔网10为网状。
安装使用时，本实用新型两端的两块电极板2上的过水孔19互相错开，互不相通。阳膜12、隔离板14、阴膜13、隔离板14，依次互相重叠组成膜对，多个膜对组成膜堆11。在膜堆的两侧紧贴有橡皮垫9，橡皮垫两端也开有过水孔。橡皮垫中部带有塑料隔网10。在橡皮垫的两侧依次有电极板2和铝合金板1(也可采用铁板)，外用螺栓固定。装配后的本装置是呈立式，以便排气。立式结构见附图5。
在运行中，起富集离子作用的室称浓室15，起脱除离子作用的室称淡室16。倒极后浓室15转换为第二淡室16′；淡室16转换为第二浓室15′。出入口8使水流通过布水道17进出阴阳离子交换混合树脂层，过水孔19与邻室相通，避免浓室和淡室水流互相干扰。
本装置内部流程在膜堆中，各个隔离板的过水孔19与相邻的各个隔离板出入口8相通。由许多个过水孔、出入口互相叠加形成水的内通道。水道中的水仅能通过各个浓室15(15′)或各个淡室16(16′)。以浓室15为例，入口水通过阴极电极板2下端两边浓室出入管道5，进入装置内，流经阴极电极板2、橡皮垫9、膜堆11、隔离板(淡室)14和阴膜13各个过水孔19。通过隔离板(浓室)14下端出入口8向上进入浓室15，从隔离板(浓室)14上端出入口8流出，通过阳膜12、橡皮垫9和阳极板2上端各个过水孔19，从电极板上端两侧浓室出入管道5流出本装置。以淡室16为例，入口水通过阳极电极板2下端两边淡室出入管道4，进入装置内，流经阳极电极板2、橡皮垫9、阳膜12、隔离板(浓室)14和阴膜13各个过水孔19，通过隔离板(淡室)14下端出入口8向上进入淡室16，从隔离板(淡室)14上端出入口8流出，通过膜堆11、橡皮垫9和阴极板2上端各个过水孔19，从阴极板上端两边淡室出入管道4流出本装置。
权利要求1.一种连续电去离子器，包括膜堆、电极装置和夹紧机构，其特征在于膜堆中的隔离板(14)厚2-20mm，两端开有交错排列的出入口(8)和过水孔(19)，出入口(8)连通布水道(17)；隔离板中部为空腔，布水道连通空腔，空腔内装填球状强酸性阳离子交换树脂和球状强碱性阴离子交换树脂的混合树脂(18)，比例为1∶2-1∶4。
2.按照权利要求1所述的连续电去离子器，其特征在于电极装置中的阴、阳两个电极板(2)的两端有过水孔(19)，每个电极板两端分别有淡室出入管道(4)和浓室出入管道(5)；电极板两端的过水孔分别连通淡室出入管道(4)和浓室出入管道(5)；极室(20)上下两端有出入管道(3)，极室(20)中装填有球状强酸性阳离子交换树脂和球状强碱性阴离子交换树脂的混合树脂。
3.按照权利要求1、2所述的连续电去离子器，其特征在于在阴、阳电极板两个接线柱(6)之间串联自动控制倒极装置(21)；自动控制倒极装置由继电器和时间继电器组合成；倒极后，淡室出入管道(4)和浓室出入管道(5)互换，淡室(16)和浓室(15)互换；淡室出入管道(4)转换为浓室出入管道(5′)；浓室出入管道(5)转换为淡室出入管道(4′)；淡室(16)转换为浓室(15′)，浓室(15)转换为淡室(16′)。
4.按照权利要求1、2所述的连续电去离子器，其特征在于塑料隔网(10)为网状。
5.按照权利要求3所述的连续电去离子器，其特征在于塑料隔网(10)为网状。
专利摘要本实用新型是一种连续电去离子器,特别涉及制备纯水和高纯水的设备,可与反渗透装置连用。膜堆中的隔离板厚2—20mm,两端开有交错排列的出入口和过水孔,出入口连通布水道;隔离板中部装填阴阳离子交换填混合树脂,布水道连通腔体。电极装置中的电极板的两侧有浓室、淡室和极室的双进双出管道。自动倒极时,淡室出入管道和浓室出入管道及淡室和浓室可互换。本装置可加速离子迁移速度,减少结垢,能连续长期工作。
文档编号C02F1/42GK2375625SQ9922638
公开日2000年4月26日 申请日期1999年4月23日 优先权日1999年4月23日
发明者徐茂豫 申请人:徐茂豫