申请日2014.03.24
公开(公告)日2014.06.25
IPC分类号C02F1/469
摘要
本发明公开一种去离子纯水处理装置，有若干个方形的正极基板和若干个方形的负极基板间隔交错布置，每个正极基板和每个负极基板之间布置一个方形绝缘框体组件;每个绝缘框体组件均由绝缘框体、隔板、绝缘网、活性炭纤维层、阴离子交换膜及阳离子交换膜组成，正极基板与阴离子交换膜同侧，负极基板与阳离子交换膜同侧;在与隔板平行的绝缘框体1的一对侧边上的绝缘网处设有孔，一侧边上是进水孔，另一侧边上是出水孔，在每个隔板上均开有流水孔，所有相邻绝缘框体组件上的进水孔和出水孔依次连接;通过施加静电场，强制离子向带有相反电荷的电极迁移，使其被电极表面产生的双电层吸附并从溶液中去除，材料成本及运行费用低，去离子效率高。
权利要求书
1.一种去离子纯水处理装置，具有正极基板(13)和负极基板(14)，其特征是：有若干个方形的正极基板(13)和若干个方形的负极基板(14)间隔交错布置，每个正极基板(13)和每个负极基板(14)之间布置一个方形的绝缘框体组件(15);每个绝缘框体组件(15)均由绝缘框体(1)、隔板(2)、绝缘网(3)、活性炭纤维层(6)、阴离子交换膜(4)及阳离子交换膜(5)组成，绝缘框体组件(15)的最外部是方形的绝缘框体(1)，几个与绝缘框体(1)的一对侧边平行的隔板(2)布置在绝缘框体(1)内，将绝缘框体(1)内部分隔成几个小框体，在每个小框体内均填充绝缘网(3)、活性炭纤维层(6)、阴离子交换膜(4)及阳离子交换膜(5)，绝缘网(3)位于正中间，绝缘网(3)的两侧面分别紧密贴合阴离子交换膜(4)及阳离子交换膜(5)，在阴离子交换膜(4)及阳离子交换膜(5)的另一侧面均紧密贴合一层活性炭纤维层(6);绝缘框体组件(15)的两侧面分别与正极基板(13)和负极基板(14)紧密贴合，正极基板(13)和负极基板(14)紧固连接且正极基板(13)与阴离子交换膜(4)同侧，负极基板(14)与阳离子交换膜(5)同侧;所有的绝缘框体组件(15)、正极基板(13)、负极基板(14)均相互平行;在与隔板(2)平行的绝缘框体(1)的一对侧边上的绝缘网(3)处设有孔，一侧边上是进水孔(7)，另一侧边上是出水孔(9)，在每个隔板(2)上均开有流水孔(8)，所有相邻的绝缘框体组件(15)上的进水孔(7)和出水孔(9)依次连接。
2.根据权利要求1所述一种去离子纯水处理装置，其特征是：同一个绝缘框体组件(15)上的相邻两个隔板(2)上的两个流水孔(8)靠近所在的小框体的对角处， 进水孔(7)与相邻的流水孔(8)靠近所在的小框体的对角处，出水孔(9)与相邻的流水孔(8)靠近所在的小框体的对角处。
3.根据权利要求1所述一种去离子纯水处理装置，其特征是：正极基板(13)和负极基板(14)的长宽四周都开有多个用于正极基板(13)和负极基板(14)紧固连接的安装孔(10)，正极基板(13)和负极基板(14)上的安装孔(10)均从1开始全部依次编号，正极基板(13)和负极基板(14)对应位置处的安装孔(10)的编号完全相同，其中一个正极基板(13)、负极基板(14)的固定连接采用编号是奇数的安装孔(10)，则与之相邻的两侧的正极基板(13)、负极基板(14)的固定连接采用编号是偶数的安装孔(10)。
4.根据权利要求1所述一种去离子纯水处理装置，其特征是：绝缘网(3)、活性炭纤维层(6)的面积与小框体的面积相当，阴离子交换膜(4)和阳离子交换膜(5)边长比绝缘网(3)、活性炭纤维层(6)大，阴离子交换膜(4)和阳离子交换膜(5)均包住活性炭纤维层(6)的边缘。
5.根据权利要求1所述一种去离子纯水处理装置，其特征是：正极基板(13)和负极基板(14)的长宽尺寸相同，正极基板(13)和负极基板(14)的长和宽均对应地比绝缘框体(1)的长和宽大。
6.根据权利要求1所述一种去离子纯水处理装置，其特征是：绝缘网(3)的水渗透流量为650 ，厚度为2～4mm;阴离子交换膜(4)厚度为115～135μm，选择渗透性大于90%，水通量为4×10-5～8×10-5，阳离子交换膜(5)厚度为125～145μm，选择渗透性大于93%，水通量8×10-5～12×10-5，活性炭纤维层(6)厚度为4～4.5mm，比表面积为1500～2000。
7.根据权利要求1所述一种去离子纯水处理装置，其特征是：进水孔(7)、流水孔(8)、出水孔(9)的孔径均为4～6mm，各个孔的中心距离绝缘框体(1)长边的距离为8～12mm。
说明书
一种去离子纯水处理装置
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及去离子纯水处理装置，是制备纯水的预处理装置或直接制备纯水装置。
背景技术
超纯水、纯水在微量及超微量分析、分子生物学实验、药物研发、细胞培养、环境分析、医学检验、精细化工、微电子等领域具有广泛的应用。超纯水及纯水的制备方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法及反渗透法等。其中蒸馏法耗能大逐渐不被采用;离子交换法需用大量酸碱去再生树脂使其恢复活力，所排放出来的废酸碱易污染环境;电渗析法由于在制水过程中浓水排放量大，水源消耗多，从节能用水的角度，这种方法也越来越不被优先采用;反渗透法操作方便，出水量大，无污染，近年来已被广泛使用，而反渗透技术易发生膜污染，且膜材料价格及运行费用高。因此，急需一种稳定、高效且成本较低的纯水制备工艺及装置。
电容去离子技术是一种新型节能的水处理技术，它利用大比表面积的导电材料通电，在正极表面吸附溶液中的负离子，在负电极吸附正离子，而使流过电极间的溶液淡化，当电极短路时吸附的离子脱离电极，随溶液排出。传统的电容去离子装置主要由成对的电极组成，如碳气凝胶、碳纳米管及活性炭纤维等;为了提高电极的去离子能力，可以在电极之间加离子交换膜。但传统的电容去离子装置装置体积大、电极材料利用率不高、效率低。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术中的不足，提供一种小型化的高效去离子纯水处理装置。
本发明采用的技术方案是：具有正极基板和负极基板，有若干个方形的正极基板和若干个方形的负极基板间隔交错布置，每个正极基板和每个负极基板之间布置一个方形的绝缘框体组件;每个绝缘框体组件均由绝缘框体、隔板、绝缘网、活性炭纤维层、阴离子交换膜及阳离子交换膜组成，绝缘框体组件的最外部是方形的绝缘框体，几个与绝缘框体的一对侧边平行的隔板布置在绝缘框体内，将绝缘框体内部分隔成几个小框体，在每个小框体内均填充绝缘网、活性炭纤维层、阴离子交换膜及阳离子交换膜，绝缘网位于正中间，绝缘网的两侧面分别紧密贴合阴离子交换膜及阳离子交换膜，在阴离子交换膜及阳离子交换膜的另一侧面均紧密贴合一层活性炭纤维层;绝缘框体组件的两侧面分别与正极基板和负极基板紧密贴合，正极基板和负极基板紧固连接且正极基板与阴离子交换膜同侧，负极基板与阳离子交换膜同侧;所有的绝缘框体组件、正极基板、负极基板均相互平行;在与隔板平行的绝缘框体的一对侧边上的绝缘网处设有孔，一侧边上是进水孔，另一侧边上是出水孔，在每个隔板上均开有流水孔，所有相邻的绝缘框体组件上的进水孔和出水孔依次连接。
本发明通过施加静电场，强制离子向带有相反电荷的电极迁移，使其被电极表面产生的双电层吸附并从溶液中去除，从而达到去除离子的目的，具有的有益效果是：
1.本发明装置材料成本及运行费用低，去离子效率高;
2.本发明装置运行过程中不消耗酸、碱、盐等化学药品，无污染，可自动连续运行;
3.本发明装置充分利用电极材料，有利于装置的小型化。