电渗析装置的制作方法

本发明涉及，具体地，涉及一种电渗析装置。

背景技术：

电渗析器通常由布水板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成，例如，布水板、阴离子交换膜(阴膜)和阳离子交换膜(阳膜)依次交替布置在正电极和负电极之间以形成多层隔室。在正负电极之间的外加电场的作用下，进入到隔室内的水溶液中的阴、阳离子会分别向阳极和阴极定向迁移，由于阳膜只允许阳离子通过并阻止阴离子通过，阴膜只允许阴离子通过并阻止阳离子通过(即如果离子交换膜上的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过，如果它们的电荷相同，则离子被排斥)，因此淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去，从而使含盐水淡化。

电渗析器长久使用后，离子交换膜会出现表面结垢的情况，从而降低离子交换膜的使用寿命并影响含盐水的淡化效果。为此，为了延长离子交换膜的使用寿命，现有技术中通常采用正负电极极性相互倒换的方法，即每隔一定时间，正负电极极性相互倒换，以自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电渗析装置，该电渗析装置能够提高离子交换膜的使用寿命，并提升脱盐效率。

为此，本发明提供一种电渗析装置，该电渗析装置包括电离过滤装置、进液管段和出液管段，其中，所述电离过滤装置包括位于一侧的第一接口和第二接口以及位于另一侧的第三接口和第四接口，所述第一接口、所述第二接口、所述第三接口和所述第四接口中的每个接口连接有接口管段，每个所述接口管段并联有所述进液管段和所述出液管段，每个所述进液管段上设置有进液控制阀，每个所述出液管段上设置有出液控制阀，其中，各个所述进液控制阀和各个所述出液控制阀能够开启和关闭以使得所述电离过滤装置内能够形成流向相反的正流状态和倒流状态。

在该技术方案中，由于每个接口连接有接口管段，每个接口管段并联有进液管段和出液管段，每个进液管段上设置有进液控制阀，每个出液管段上设置有出液控制阀，这样，该电渗析装置在实际使用中，可以控制一部分进液控制阀开启另一部分进液控制阀关闭，同时控制一部分出液控制阀开启另一部分出液控制阀关闭，以使得电离过滤装置内的液体流动处于正流状态，这样运行一段时间后，电渗析装置的离子交换膜、布水网以及接口管段上会粘附有顺着正流方向的结垢。然后可以控制一部分进液控制阀关闭另一部分进液控制阀开启，同时控制一部分出液控制阀关闭另一部分出液控制阀开启，以使得电离过滤装置内的液体流动处于倒流状态，倒流状态的液体流向与正流状态的液体流向相反，并且倒流状态的液体流向与顺着正流方向粘附的结垢相反，因此，倒流状态的液体流将会反向不断地切入冲刷结垢，以将结垢剥离，这样，可以避免或减少电渗析装置内的表面结垢，同时还可以对接口管段进行清洗。这样，该电渗析装置能够提高离子交换膜的使用寿命，减少电流的损耗，并提升脱盐效率。

进一步地，所述第一接口连接的所述进液管段和所述第三接口连接的所述进液管段并联于第一进液总管段，所述第一进液总管段上设置有第一进液总控制阀。

进一步地，所述第二接口连接的所述进液管段和所述第四接口连接的所述进液管段并联于第二进液总管段，所述第二进液总管段上设置有第二进液总控制阀。

进一步地，沿着出液方向，每个所述出液管段上设置有位于所述出液控制阀下游的tds检测装置。

进一步地，所述电渗析装置包括同向流动模式，在所述同向流动模式，所述正流状态的各条流路的流向相同，所述倒流状态的各条流路的流向相同。

更进一步地，在所述正流状态，所述第一接口和所述第二接口各自处连接的所述进液控制阀开启并且所述出液控制阀关闭，所述第三接口和所述第四接口各自处连接的所述进液控制阀关闭并且所述出液控制阀开启；在所述倒流状态，所述第一接口和所述第二接口各自处连接的所述进液控制阀关闭并且所述出液控制阀开启，所述第三接口和所述第四接口各自处连接的所述进液控制阀开启并且所述出液控制阀关闭。

另外，所述电渗析装置包括错向流动模式，在所述错向流动模式，所述正流状态的各条流路的流向相反，所述倒流状态的各条流路的流向相反。

更进一步地，在所述正流状态，所述第一接口和所述第四接口处各自并联的所述进液控制阀关闭并且所述出液控制阀开启，所述第二接口和所述第三接口处各自并联的所述进液控制阀开启并且所述出液控制阀关闭；在所述倒流状态，所述第一接口和所述第四接口处各自并联的所述进液控制阀开启并且所述出液控制阀关闭，所述第二接口和所述第三接口处各自并联的所述进液控制阀关闭并且所述出液控制阀开启。

进一步地，所述电渗析装置还包括电控装置，所述电控装置能够控制各个所述进液控制阀和各个所述出液控制阀的开启和关闭。

进一步地，所述电控装置能够接收各个所述出液管段处流出的液体中溶解性固体总量的检测信号，并根据该检测信号控制各个所述进液控制阀和各个所述出液控制阀的开启和关闭；或者，所述电控装置能够按照设定时间来控制各个所述进液控制阀和各个所述出液控制阀的开启和关闭。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明具体实施方式提供的一种电渗析装置的示意图；

图2是图1的电渗析装置处于同向流动模式时的正流状态示意图；

图3是图2的电渗析装置处于同向流动模式时的倒流状态示意图；

图4是图1的电渗析装置处于错向流动模式时的正流状态示意图；

图5是图4的电渗析装置处于错向流动模式时的倒流状态示意图。

附图标记说明

1-第一接口，2-第二接口，3-第三接口，4-第四接口，5-电离过滤状态，6-第一进液总管段，7-第一进液总控制阀，8-第二进液总管段，9-第二进液总控制阀，11-第一进液控制阀，12-第一出液控制阀，13-第一接口管段，21-第二进液控制阀，22-第二出液控制阀，23-第二接口管段，31-第三进液控制阀，32-第三出液控制阀，33-第三接口管段，41-第四进液控制阀，42-第四出液控制阀，43-第四接口管段，121-第一tds检测装置，221-第二tds检测装置。321-第三tds检测装置，421-第四tds检测装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

第一方面，参考图1，本发明提供的电渗析装置包括电离过滤装置5、进液管段和出液管段，其中，电离过滤装置5包括位于一侧的第一接口1和第二接口2以及位于另一侧的第三接口3和第四接口4，第一接口1、第二接口2、第三接口3和第四接口4中的每个接口连接有接口管段，即第一接口1连接有第一接口管段13，第二接口2连接有第二接口管段23，第三接口3连接有第三接口管段33，第四接口4连接有第四接口管段43，每个接口管段并联有进液管段和出液管段，即第一接口管段13并联有第一进液管段和第一出液管段，第二接口管段23并联有第二进液管段和第二出液管段，第三接口管段33并联有第三进液管段和第三出液管段，第四接口管段43并联有第四进液管段和第四出液管段，每个进液管段上设置有进液控制阀，每个出液管段上设置有出液控制阀，即第一进液管段上设置有第一进液控制阀11，第一出液管段上设置有第一出液控制阀12，第二进液管段上设置有第二进液控制阀21，第二出液管段上设置有第二出液控制阀22，第三进液管段上设置有第三进液控制阀31，第三出液管段上设置有第三出液控制阀32，第四进液管段上设置有第四进液控制阀41，第四出液管段上设置有第四出液控制阀42，其中，各个进液控制阀(第一进液控制阀11、第二进液控制阀21、第三进液控制阀31和第四进液控制阀41)和各个出液控制阀(第一出液控制阀12、第二出液控制阀22、第三出液控制阀32和第四出液控制阀42)能够开启和关闭以使得电离过滤装置5内能够形成流向相反的正流状态和倒流状态。

另外，电离过滤装置5包括阴离子交换膜(阴膜)、阳离子交换膜(阳膜)以及正负电极，阴膜和阳膜依次交替布置在正电极和负电极之间以形成多层隔室，而第一接口1、第二接口2、第三接口3和第四接口4则与各自对应的隔室连通。

在该电渗析装置中，由于每个接口连接有接口管段，每个接口管段并联有进液管段和出液管段，每个进液管段上设置有进液控制阀，每个出液管段上设置有出液控制阀，这样，该电渗析装置在实际使用中，可以控制一部分进液控制阀开启另一部分进液控制阀关闭，同时控制一部分出液控制阀开启另一部分出液控制阀关闭，以使得电离过滤装置内的液体流动处于正流状态，这样运行一段时间后，电渗析装置的离子交换膜、布水网以及接口管段上会粘附有顺着正流方向的结垢。然后可以控制一部分进液控制阀关闭另一部分进液控制阀开启，同时控制一部分出液控制阀关闭另一部分出液控制阀开启，以使得电离过滤装置内的液体流动处于倒流状态，倒流状态的液体流向与正流状态的液体流向相反，并且倒流状态的液体流向与顺着正流方向粘附的结垢相反，因此，倒流状态的液体流将会反向不断地切入冲刷结垢，以将结垢剥离，当从倒流状态切换到正流状态时，正流状态的液体也将会反向不断地切入冲刷结垢，以将结垢剥离，这样，可以避免或减少电渗析装置内的表面结垢，同时还可以对接口管段进行清洗。这样，该电渗析装置能够提高离子交换膜的使用寿命，减少电流的损耗，并提升脱盐效率。

当然，在该电渗析装置中，第一种实施例中，第一进液管段、第二进液管段、第三进液管段和第四进液管段可以分别用于连接进液源，或者，第二种实施例中，第一进液管段和第二进液管段并联于一个进液总管段，第三进液管段和第四进液管段并联于另一个进液总管段，或者，第三种实施例中，如图1所示的，第一接口1连接的进液管段和第三接口3连接的进液管段并联于第一进液总管段6，第一进液总管段6上设置有第一进液总控制阀7，也就是，第一进液管段和第三进液管段并联于第一进液总管段6。这样，在该第三种实施例中，第一进液总控制阀7开启后，如果第一进液控制阀11开启并且第三进液控制阀31关闭，则进液通过第一接口1进入到电离过滤装置5内，出液则可以通过第二出液控制阀22、第三出液控制阀32或第四出液控制阀42流出，如果第一进液控制阀11关闭并且第三进液控制阀31开启，则进液通过第二接口2进入到电离过滤装置5内，出液则可以通过第一出液控制阀12、第二出液控制阀22或第四出液控制阀42流出。

另外，在第四种实施例中，如图1所示的，第二接口2连接的进液管段和第四接口4连接的进液管段并联于第二进液总管段8，第二进液总管段8上设置有第二进液总控制阀9，也就是，第二进液管段和第四进液管段并联于第二进液总管段8。这样，在该第四种实施例中，第二进液总控制阀9开启后，如果第二进液控制阀21开启并且第四进液控制阀41关闭，则进液通过第二接口2进入到电离过滤装置5内，出液则可以通过第一出液控制阀12、第三出液控制阀32或第四出液控制阀42流出，如果第二进液控制阀21关闭并且第四进液控制阀41开启，则进液通过第四接口2进入到电离过滤装置5内，出液则可以通过第一出液控制阀12、第二出液控制阀22或第三出液控制阀32流出。

另外，该电渗析装置的进液控制阀和出液控制阀的开启和关闭可以通过操作人员来操作，或者在运行到一定时间段后自动开启和关闭，或者可以根据出液例如出水中的溶解性固定总量(tds)来确定，也即是，实时检测出水中的溶解性固定总量，在溶解性固定总量达到设定值时，可以向操作人员报警以使得操作人员来操作，或者向电控装置发送检测信号，以使得电控装置根据接收到的检测信号来控制各个进液控制阀和出液控制阀的开启和关闭。

因此，一种实施例中，如图1所示的，沿着出液方向，每个出液管段上设置有位于出液控制阀下游的tds检测装置，即第一出液管段上设置有位于第一出液控制阀12下游的第一tds检测装置121以检测第一出液管段的出液的tds，第二出液管段上设置有位于第二出液控制阀22下游的第二tds检测装置221以检测第二出液管段的出液的tds，第三出液管段上设置有位于第三出液控制阀32下游的第三tds检测装置321以检测第三出液管段的出液的tds，第四出液管段上设置有位于第四出液控制阀42下游的第四tds检测装置421以检测第四出液管段的出液的tds。这样，如上所述的，各个出液管段出液时，处于出液状态的出液管段上的tds检测装置将实时检测出液的tds，在溶解性固定总量达到设定值时，可以向操作人员报警以使得操作人员来操作，或者向电控装置发送检测信号，以使得电控装置根据接收到的检测信号来控制各个进液控制阀和出液控制阀的开启和关闭，以使得电渗析装置在正流状态和倒流状态之间切换。

另外，参考图2和图3，该电渗析装置包括同向流动模式，在同向流动模式，正流状态的各条流路的流向相同，倒流状态的各条流路的流向相同。根据电渗析装置内正负电极和离子交换膜的布置位置不同，第一接口1和第三接口3之间形成的流路与第二接口2和第四接口4之间形成的流路的流向相同。或者，第一接口1和第二接口2之间形成的流路与第三接口3和第四接口4之间形成的流路流向相同。

例如，一种实施例中，如图2所示的，在正流状态，第一接口1和第二接口2各自处连接的进液控制阀开启并且出液控制阀关闭，第三接口3和第四接口4各自处连接的进液控制阀关闭并且出液控制阀开启，即第一进液控制阀11和第二进液控制阀21开启，第二出液控制阀12和第二出液控制阀22关闭，第三进液控制阀31和第四进液控制阀41关闭，第三出液控制阀32和第四出液控制阀42开启，这样，第一进液总管段6内的进液通过第一进液控制阀11和第一接口1进入到电离过滤装置5内，并在电离后(例如淡水)通过第三接口3和第三出液控制阀32排出，第二进液总管段8内的进液通过第二进液控制阀21和第二接口2进入到电离过滤装置5内，出液(例如浓水)则从第四接口4和第四出液控制阀42排出，此时，第一进液总管段6内的进液和第二进液总管段8内的进液可以相同，也可以不同。而在倒流状态时，如图3所示的，第一接口1和第二接口2各自处连接的进液控制阀关闭并且出液控制阀开启，第三接口3和第四接口4各自处连接的进液控制阀开启并且出液控制阀关闭，即第一进液控制阀11和第二进液控制阀21关闭，第二出液控制阀12和第二出液控制阀22开启，第三进液控制阀31和第四进液控制阀41开启，第三出液控制阀32和第四出液控制阀42关闭，这样，第一进液总管段6内的进液通过第三进液控制阀31和第三接口3进入到电离过滤装置5内，并在电离后(例如淡水)通过第一接口1和第一出液控制阀12排出，第二进液总管段8内的进液通过第四进液控制阀41和第四接口4进入到电离过滤装置5内，出液(例如浓水)则从第二接口2和第二出液控制阀22排出，此时，第一进液总管段6内的进液和第二进液总管段8内的进液可以相同，也可以不同。这样，如上所述的，通过正流状态和倒流状态的流向的切换，液体流将会反向不断地切入冲刷结垢，以将结垢剥离，这样，可以避免或减少电渗析装置内的表面结垢，同时还可以对接口管段进行清洗。这样，该电渗析装置能够提高离子交换膜的使用寿命，减少电流的损耗，并提升脱盐效率。

另外，电渗析装置包括错向流动模式，在错向流动模式，正流状态的各条流路的流向相反，倒流状态的各条流路的流向相反，这样，不论是正流状态，还是倒流状态，电离过滤装置5内的各条流路的流向相反，因此，能够更进一步减缓膜表面的结垢，提升离子交换膜的使用寿命，提升脱盐效率。根据电渗析装置内正负电极和离子交换膜的布置位置不同，第一接口1和第三接口3之间形成的流路与第二接口2和第四接口4之间形成的流路的流向相反以形成错向流动。或者，第一接口1和第二接口2之间形成的流路与第三接口3和第四接口4之间形成的流路流向相反以形成错向流动。例如，一种实施例中，如图4所示的，在正流状态，第一接口1和第四接口4处各自并联的进液控制阀关闭并且出液控制阀开启，第二接口2和第三接口3处各自并联的进液控制阀开启并且出液控制阀关闭，即第一进液控制阀11和第四进液控制阀41关闭，第二进液控制阀21和第三进液控制阀31开启，第一出液控制阀12和第四出液控制阀42开启，第二出液控制阀22和第三出液控制阀32关闭，这样，第一进液总管段6内的进液通过第三进液控制阀31和第三接口3进入到电离过滤装置5内，并在电离后(例如淡水)通过第一接口1和第一出液控制阀12排出，第二进液总管段8内的进液通过第二进液控制阀21和第二接口2进入到电离过滤装置5内，出液(例如浓水)则从第四接口4和第四出液控制阀42排出，此时，第一进液总管段6内的进液和第二进液总管段8内的进液可以相同，也可以不同；而在倒流状态，如图5所示的，第一接口1和第四接口4处各自并联的进液控制阀开启并且出液控制阀关闭，第二接口2和第三接口3处各自并联的进液控制阀关闭并且出液控制阀开启，即第一进液控制阀11和第四进液控制阀41开启，第二进液控制阀21和第三进液控制阀31关闭，第二出液控制阀12和第四出液控制阀42关闭，第二出液控制阀22和第三出液控制阀32开启，这样，第一进液总管段6内的进液通过第一进液控制阀11和第一接口1进入到电离过滤装置5内，并在电离后(例如淡水)通过第三接口3和第三出液控制阀32排出，第二进液总管段8内的进液通过第四进液控制阀41和第四接口4进入到电离过滤装置5内，出液(例如浓水)则从第二接口2和第二出液控制阀22排出，此时，第一进液总管段6内的进液和第二进液总管段8内的进液可以相同，也可以不同。

此外，该电渗析装置还包括电控装置(图中未显示)，电控装置能够控制各个进液控制阀和各个出液控制阀的开启和关闭以实现正流状态和倒流状态的切换。例如，在运行到一定时间段后，电控装置可以控制各个进液控制阀和各个出液控制阀自动开启和关闭以实现正流状态和倒流状态的切换。

另外，电控装置能够接收各个出液管段处流出的液体中溶解性固体总量的检测信号，并根据该检测信号控制各个进液控制阀和各个出液控制阀的开启和关闭。也就是，实时检测出水中的溶解性固定总量并向电控装置发送检测信号，电控装置在接收到的溶解性固定总量的检测信号达到设定值时，电控装置将控制各个进液控制阀和出液控制阀开启和关闭以实现正流状态和倒流状态的切换。

或者，电控装置能够按照设定时间来控制各个进液控制阀和各个出液控制阀的开启和关闭，例如，可以通过电控装置来设定各个进液控制阀和各个出液控制阀的开启时间和闭合时间，当设定时间达到后，电控装置将控制各个进液控制阀和各个出液控制阀的开启和关闭，以实现正流状态和倒流状态的切换。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。