[實用新型]一種緊湊型電滲析裝置

有效

• 申請號: 201720268745.5
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN206289020U
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 連文玉;傅榮強;盧茂軍;劉兆明;婁玉峰;王炳春
• 申請（專利權）人: 山東天維膜技術有限公司
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469
• 代理公司: 濰坊鳶都專利事務所37215
• 代理人: 周帥

技術領域

本實用新型涉及電滲析技術領域，特別涉及一種液壓緊固的緊湊型電滲析裝置。

背景技術

電滲析是電場驅動的水溶液離子脫除/濃縮的分離技術，在電場的作用下可實現淡化室水溶液鹽分的脫除和濃縮室水溶液鹽分的富集。電滲析可應用于：（1）地表水純化、苦咸水淡化和海水淡化等飲用及生活用水的制備，（2）工業初級純水脫鹽、工業中水脫鹽、工業含鹽廢水治理、反滲透濃水脫鹽等工業用水制備、治理及循環利用，（3）化工/食品/醫藥生產過程中水溶液鹽分的脫鹽，確保產品品質或使生產過程可持續進行。電滲析的應用為生產生活提供了新水源，實現了水資源的循環利用，與生產工藝結合實現生產過程的節能減排，是一種重要的水處理及分離工藝。

電滲析裝置的核心部件是由多張陰離子交換膜、淡化室隔板、陽離子交換膜和濃縮室隔板交替排列組成的電滲析膜堆（membrane stack）。膜堆兩端分別放置電極、配水板和夾緊板，并通過螺桿和螺母緊固，形成了電滲析膜組件（membrane module）。通常電極固定于配水板，配水板有淡化液或濃縮液的進水口和出水口以及電極液的進水口和出水口，配水板的布水流道將淡化液或濃縮液導引到膜堆，將電極液導引到電極表面；夾緊板邊緣有螺桿孔，用于組件緊固。中國專利CN201320159281.6和CN201320286817.0、美國專利US8784632和US9359232中的電滲析膜組件均通過螺桿和螺母緊固。工業應用中往往要求設備具有更高的處理量，這通過增大設備的截面積和增加膜對數來實現（1個膜對包含1張陰離子交換膜、1張淡化室隔板、1張陽離子交換膜和1張濃縮室隔板）；比如典型的截面尺寸為400mm×1600mm的膜組件配制200-250膜對，典型的截面尺寸為800mm×1600mm的膜組件配制250-300膜對。大型膜組件需要10多套螺桿緊固，通常人力安裝，勞動強度大；各螺桿的壓緊力很難控制均勻，可能出現局部過緊或膜堆滲水問題；在使用過程中各螺桿需要定期再緊固，費時費力；并且單臺設備需要配備相應進出水管，當設備數量較多時占用很大用地面積。

中國專利CN201420589614.3和CN201620418557.1公開了采用液壓緊固的電滲析裝置，離子交換膜和隔板交替排列后通過帶有濃水和淡水進出水口的兩塊平板初步緊固形成膜堆，多個膜堆首尾相連放置于兩塊極板之間，極板上固定了電極并帶有電極液進出水口，然后整體通過液壓驅動的兩塊壓緊板緊固。液壓緊固克服了螺桿緊固伴隨的壓緊力不均勻問題，且能實現多個膜堆的集成。然而，這些液壓緊固的電滲析裝置采用多個膜堆放置于兩塊帶電極的極板之間，壓合單個膜堆的兩塊平板上沒有電極；所有膜堆只能有同樣的電流，無法實現各個膜堆電流的按需調整；緊固膜堆的兩塊平板類似隔板，邊沿壓合密封，中央挖空填充淡化液或者濃縮液，平板帶有進出水口從而厚度會超過30mm，導致平板本身的電阻很大，額外消耗電能，平板內溶液流速不同于臨近隔板，導致緊鄰平板的離子交換膜及隔板因兩側水壓不一致而變形；在一對電極之間放置多個膜堆，導致一對電極之間的膜對數過多，根據Yoshinobu Tanaka編輯出版的《Ion Exchange Membranes Fundamentals and Applications》（ISBN 978-0-444-51982-5）第12章的分析，過多并聯的膜對數會導致更多的電流從濃縮液和淡化液的布水流道中泄漏，即內部電流泄漏（internal electric current leakage），降低了電滲析裝置的電流效率，增加了運行能耗。

發明內容

本實用新型的目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種緊湊型電滲析裝置，該裝置采用液壓緊固，能夠放置多個電滲析膜組件，每個膜組件帶有獨立的電極和配水板，從而各個膜堆之間可以自由地串聯或并聯，各個膜堆可以獨立施加電流，靈活度高，占地面積小。

本實用新型所提供的緊湊型電滲析裝置，包括至少兩個電滲析膜組件和一套液壓裝置，所述的電滲析膜組件包括由離子交換膜和隔板構成的膜堆和置于膜堆兩端的固定有電極的配水板，電滲析膜組件通過液壓裝置緊固。

所述配水板上有淡化液或濃縮液的進水口和出水口以及電極液的進水口和出水口，配水板上有將淡化液或濃縮液導引到膜堆的布水流道和將電極液導引到電極表面的布水流道，配水板邊緣有多個貫穿孔，通過穿過所述貫穿孔的螺桿及與螺桿螺接的螺母將配水板、膜堆和另一塊配水板連接成一個整體單元。