[發明專利]基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器及方法

在審

• 申請號: 202010410040.9
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111606397A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 屈治國;朱黃祎;田地
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F101/12;C02F101/30
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

公開了基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器及方法，凈化器中，負介電泳凈化裝置的第一側連通進口泵以導入水，納米多孔膜的孔截面呈兩對稱圓弧且孔徑自上而下逐漸減少，來自進口泵的水在重力作用和非均勻電場作用下流經納米多孔膜以凈化，多個陰離子膜設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；多個陽離子膜設在第一電極和第二電極之間且每個陽離子膜與陰離子膜交替布置，當電滲析裝置工作時，三通閥控制排污口關閉，第四出口打開收集淡化水，倒極裝置設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極性。

技術領域

本發明涉及自來水、廢水或污水的多級凈化除污技術領域，特別是一種基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器及方法。

背景技術

水是地球上一切生命賴以生存，人類生活和生產活動不可缺少的重要物質，又是不可替代的重要自然資源。隨著經濟發展、人口增長和人們物質文化水平的提高，世界各地對水的需求日益增長。我國水資源總量較豐富，但人均擁有水量少，且分布不均。目前可供城市利用的淡水資源很少。城市水資源的短缺與城市經濟、文化發展的需要水量之間的矛盾，日益突出，城市缺水的形勢越來越嚴峻，已成為制約城市社會經濟發展的重要因素。

自來水中含有異色，異味，余氯，臭氧硫化氫，細菌，病毒，重金屬等物質，直接飲用會對人體細胞、器官造成嚴重影響，甚至存在致癌的風險。所以需要對飲用水進行凈化處理后再輸出，除掉自來水中的病毒和細菌并過濾掉自來水中異色，異味，余氯，臭氧硫化氫，重金屬；阻擋懸浮顆粒改善水質，同時保留對人體有益的微量元素，達到完全符合世界衛生組織公布的直接飲用健康水的標準。

介電泳指的是極化粒子在非均勻電場作用下在水溶液中發生的定向遷移。微粒的運動方向取決于微粒和介質溶液間的極化率，當微粒的極化率大于介質溶液的極化率時，微粒向電場強度大的方向運動稱為正介電電泳；反之則稱為負介電電泳。當下介電泳的應用較少，由于其需要較大的非均勻電場，微粒尺寸小，操縱困難，成本很高。

電滲析指的是在電場作用下利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質粒子時，溶液中的帶電的溶質粒子通過膜而遷移的現象。其主要應用與電滲析除鹽、海水淡化、電鍍廢液處理等領域。但是，電滲析在應用中容易產生極化現象，使得一部分電能浪費在水的電離上，使電流效率下降；電滲析裝置中的結垢與沉淀會大大影響膜的性能，使膜的電阻增大，機械強度下降，縮短膜的使用壽命。

背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器及方法。本發明的目的是通過以下技術方案予以實現。

一種基于介電泳納米膜及電滲析的水凈化器包括，

負介電泳凈化裝置，其包括第一側、相對于第一側的第二側、上極板、下極板以及設在上極板和下極板之間的納米多孔膜，負介電泳凈化裝置的第一側導入水，所述納米多孔膜的孔截面呈兩對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形成電場強度上小下大的非均勻電場，來自進口泵的水在重力作用和非均勻電場作用下流經所述納米多孔膜以凈化；

第一出口，其經由第二側連通所述負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，其經由第二側連通所述負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，其經由控制流量的閥連通所述第二出口，其包括，

多個入口，

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，