[發(fā)明專利]基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010410040.9
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN111606397A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈治國;朱黃祎;田地
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/469
• 分類號(hào): C02F1/469;C02F101/12;C02F101/30
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其包括，

負(fù)介電泳凈化裝置，其包括第一側(cè)、相對(duì)于第一側(cè)的第二側(cè)、上極板、下極板以及設(shè)在上極板和下極板之間的納米多孔膜，負(fù)介電泳凈化裝置的第一側(cè)導(dǎo)入水，所述納米多孔膜的孔截面呈兩對(duì)稱圓弧且孔徑自上而下逐漸減少，通電的上極板和下極板在孔內(nèi)形成電場(chǎng)強(qiáng)度上小下大的非均勻電場(chǎng)，來自進(jìn)口泵的水在重力作用和非均勻電場(chǎng)作用下流經(jīng)所述納米多孔膜以凈化；

第一出口，其經(jīng)由第二側(cè)連通所述負(fù)介電泳凈化裝置且位于納米多孔膜上方以排出極化率小于水的污染物；

第二出口，其經(jīng)由第二側(cè)連通所述負(fù)介電泳凈化裝置且位于納米多孔膜下方以排出凈化后的水；

電滲析裝置，其經(jīng)由控制流量的閥連通所述第二出口，其包括，

多個(gè)入口，

第一電極，其位于電滲析裝置左端，

第二電極，其位于電滲析裝置右端且極性與第一電極相反，

多個(gè)陰離子膜，其設(shè)在第一電極和第二電極之間，在通電后的第一電極和第二電極生成的電場(chǎng)作用下，水中的陰離子透過陰離子膜而陽離子不可透過陰離子膜；

多個(gè)陽離子膜，其設(shè)在第一電極和第二電極之間且每個(gè)陽離子膜與陰離子膜交替布置，在通電后的第一電極和第二電極生成的電場(chǎng)作用下，水中的陽離子透過陽離子膜而陰離子不可透過陽離子膜，基于多個(gè)陽離子膜與陰離子膜交替布置，電滲析裝置在其底部形成濃縮通道和淡化通道；

第三出口，其連通電滲析裝置的濃縮通道以收集濃縮后的水；

三通閥，其連接電滲析裝置的淡化通道以及連接第四出口和排污口且控制第四出口和排污口；

第四出口，其收集來自淡化通道的淡化水；

排污口，其與第四出口并列以排污，當(dāng)電滲析裝置工作時(shí)，三通閥控制排污口關(guān)閉，第四出口打開收集淡化水，在電滲析裝置清洗時(shí)，三通閥控制第四出口關(guān)閉，排污口打開進(jìn)行排污。

2.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，優(yōu)選的，水凈化器還包括，

電源，其分別連接上極板和下極板以及第一電極和第二電極以供電；

倒極裝置，其設(shè)在電滲析裝置與電源的電路之中以更換第一電極和第二電極正負(fù)極性。

3.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，水凈化器還包括用以預(yù)定流量供應(yīng)待凈化的水的進(jìn)口泵，負(fù)介電泳凈化裝置的第一側(cè)連通所述進(jìn)口泵以導(dǎo)入水。

4.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，所述入口設(shè)在陽離子膜與陰離子膜之間。

5.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，所述濃縮通道和淡化通道交替布置。

6.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，上極板和下極板相對(duì)于所述納米多孔膜對(duì)稱布置。

7.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，上極板或下極板材料包括活性碳纖維。

8.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，所述倒極控制器周期地切換第一電極和第二電極的極性。

9.如權(quán)利要求1所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器，其中，電流表設(shè)在電滲析裝置與電源的電路之中以監(jiān)測(cè)電滲析裝置的工作電流密度。

10.一種權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器的凈化方法，其包括以下步驟，

進(jìn)口泵以預(yù)定流量供應(yīng)待凈化的水；

上極板和下極板通電在孔內(nèi)形成電場(chǎng)強(qiáng)度上小下大的非均勻電場(chǎng)，來自進(jìn)口泵的水在重力作用和非均勻電場(chǎng)作用下流經(jīng)所述納米多孔膜以凈化；

電滲析裝置工作，第一電極和第二電極通電生成電場(chǎng)，水中的陰離子透過陰離子膜而陽離子不可透過陰離子膜，水中的陽離子透過陽離子膜而陰離子不可透過陽離子膜，三通閥控制排污口關(guān)閉，第四出口打開收集去離子淡化水；

倒極裝置周期性更換第一電極和第二電極正負(fù)極性以清洗電滲析裝置，三通閥控制第四出口關(guān)閉，排污口打開進(jìn)行排污。