[實用新型]一種利用膜電容去離子連續廢水處理裝置

有效

• 申請號: 201420293684.4
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN203904046U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 李桂菊;白楊
• 申請（專利權）人: 北京立德清科技有限公司;天津科技大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本實用新型屬于環保設備技術領域，涉及廢水中離子去除、鍋爐水回用，尤其是一種利用膜電容去離子連續廢水處理裝置。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展和人口的迅速增加，水資源短缺(工業及生活用水緊缺)是全世界面臨的一個長期的，趨勢性的問題，成為制約經濟發展的一大瓶頸，人們才逐漸意識到水資源的寶貴，而污水回用、海水和苦咸水淡化是解決水資源短缺的有效途徑。

目前公開的去離子技術中，常見的脫鹽方法有離子交換法、電滲析法、反滲透法等，這些方法均存在著許多局限性，如采用反滲透法，系統對水的預處理要求很高，高壓泵能耗高，得水率較低，制水成本高；采用離子交換法，再生酸堿費用高，再生廢液很容易對環境造成二次污染，系統操作要求高；采用電滲析法，運行過程中陰極和陽極膜上容易結垢，從而影響出水水質，并縮短儀器的使用壽命且耗電量、耗水量都很高。

近年來，一種頗有前景的新型水處理脫鹽技術受到了廣泛重視——電容去離子(CDI)除鹽技術。電容去離子又稱電吸附除鹽，是在電場作用下通過在電極和溶液之間形成一雙電層，極性分子或離子被儲存在雙電層中被去除，當電極飽和后可以通過加上一反向電場使電極再生。與傳統的除鹽方法相比，電吸附能耗小、成本低，且再生容易，無需化學藥劑，是一種既經濟又有效的方法。但該技術在市場運行幾年后，又暴露出來新的問題，體現在如下幾方面：

1、水流直接沖刷碳電極，碳顆粒掉落的情況會持續發生；

2、電源反接脫附時，脫附下來的離子又有部分被吸附到對面電極，脫附不徹底，導致低運行效率及除鹽率較低；

3、達到出水要求需要電吸附模塊多，投資大，占地面積大；

4、處理效率低下，一般只能處理離子濃度200-2000毫克/升的液體；

5、反沖濃度變化平緩，一般無法用于濃縮，產水率不高，提高產水率，只能增加模塊。

此外，現有的已成型的離子交換膜通過壓力作用覆蓋在電極表面會提高電極和離子交換膜的接觸電阻，也會增加離子擴散層的厚度的問題，當待處理溶液的濃度較低時，離子交換膜的厚度相對來說就太大了，因此離子的透過性變差，膜的接觸電阻也變大。

通過檢索，發現如下兩篇相關公開專利文獻：

1、一種高效率節能型隔膜電容去離子裝置(CN101337717)，其特征在于：在隔板(1)與電極(3)之間加入離子交換膜(2)，所述的上下支撐板(6)上均設有水口(7)，上下兩個水口的位置相錯排列。本實用新型同現有技術相比，采用致密多孔的碳基材料作為電容去離子電極，并加入離子交換膜，使器件薄而輕，結構得以優化，提高了吸附的性能，降低了電極工作時所加電壓，從而大大降低了器件的能耗以及制造和使用成本，離子吸附效率高、穩定性好、壽命長、功耗低、響應速度快和可重復使用等。

2、一電極板堆疊結構(CN101624229)，該電極板堆疊結構是由多個第一電極板及多個第二電極板間隔穿插配置而成，其中每一該第一電極板上配置有多個穿孔所形成的一第一圖案且每一該第一電極板的邊緣配置一O形環，而每一該第二電極板上配置有多個穿孔所形成的一第二圖案且每一該第二電極板的邊緣配置一O形環；及一鎖固裝置，配置于該電極板堆疊結構的頂端及底端，用以鎖固該電極板堆疊結構；其中該電極板堆疊結構的一最上層電極板及一最下層電極板與一第一極性的電極連接，而該堆疊結構的一中間電極板與一第二極性的電極連接，而該第一極性及該第二極性為相反的極性。

通過技術特征對比，上述兩篇公開專利文獻雖然也設置了離子交換膜，但其結構及原理與本實用新型申請有較大不同。

實用新型內容

本實用新型克服現有技術不足之處，提供一種利用膜電容去離子連續廢水處理裝置，該裝置可有效解決老式電容去離子裝置產業化過程中除鹽效率低、易結垢以及達到出水要求需要電吸附模塊多、投資大、占地面積大等問題。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：