专利名称：电除盐edi装置的淡水室隔板结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水处理设备，具体地说是一种将电渗析与离子交换有机地结合在一起的电除盐EDI装置的淡水室隔板结构。
背景技术：
EDI净水设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点，已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。这种先进技术的环保特性好，操作使用简便，愈来愈多地被人们所认可，也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广，至今国际上已有3千多套EDI装置在运行，总容量已超过3万立方米/h。它的出现是水处理技术的一次革命性的进步，标志着水处理工业最终全面跨入绿色产业的行业。EDI是将离子交换树脂填充在电渗析(ED)器的淡水室中，从而将离子交换与电渗析内在有机结合，在直流电场作用下同时实现离子的深度脱除和浓缩，以及树脂的连续电再生的复合分离过程。EDI既在分离性能方面突破了传统ED过程受浓差极化因素的制约， 特别适用于低含盐量原水的深度除盐，又彻底摒弃了使用化学药剂对离子交换树脂的频繁再生，环境友好，具有显著优越性。EDI的内部构造与传统ED器基本相似，两者的主要区别在于前者使用了厚度增大的淡水室隔板，并在淡化室中填充有混床离子交换树脂。淡水室中可能的离子迁移路径则有三种，一是在溶液相中的迁移；二是通过树脂相的迁移，即离子交换吸附到树脂颗粒上以后，再在电场作用下经由树脂颗粒构成的导电传递路径迁移到离子交换膜表面；三则是两者兼而有之，既通过溶液相也通过树脂相传递。当原水盐浓度极低，如原水为RO产水时，树脂相的导电能力较溶液相的要高出2-3个数量级，因此几乎全部的离子迁移都是通过树脂相进行，在溶液相中的迁移可忽略。此种工艺条件下，淡水侧的阴、阳离子交换膜的表面，以及在接近于出口的树脂床层中会发生水的解离。水解离产物H+与OH-离子使部分树脂床层电化学地保持为H和OH型，过程相当于连续获得再生的混床离子交换。当原水盐浓度较高时，则离子传递同时在溶液相和树脂相中进行，树脂保持为盐型。过程的去离子作用来自树脂的增强迁移效应，即填充的树脂显著提高了淡水室离子交换膜间的导电性，从而增强了离子从溶液向膜面的迁移过程。在上述两种工况下，离子交换树脂都是承担离子迁移的导电传递路径作用，而并非离子迁移的终点，从而实现了连续的去离子过程。可见，EDI既克服了离子交换需频繁使用酸碱再生树脂且间歇式操作的缺点，又发挥了离子交换可深度除盐与ED过程能够连续运行的优点。EDI是迄今为止唯一的分离效率可突破“浓差极化”因素限制的膜技术。这一超高分离效率的技术特点使其成为了当今最具发展前途的深度脱盐手段。
发明内容本实用新型的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种的电除盐EDI装置的淡水室隔板结构。[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是电除盐EDI装置的淡水室隔板结构，分别在隔板两端设有浓、淡水各一个进、出水孔，中间设有极水孔，将膜堆设计为有极水形式。与一般的ED器隔板所不同的是，该隔板进行了以下的特殊结构设计(1)布水道和集水道占据了全部的淡水室宽度部分，从而最大可能地提高了布 (集)水道的横截面积，不仅减少了水力损失，而且保证了沿淡水室宽度方向的水流分布的均勻性，避免了室内沟流与短路。(2)进出水孔与布(集)水道不是直接相连，而是分别在其中间设置了溢流式的布水和集水区域。淡水进水只有首先充满了整个布水区域后才会经布水道进入内部隔室，这种设计进一步保证了水流分布的均勻性；(3)在整个布(集)水区域和布(集)水道上方设置特殊材质的不透水不导电的覆盖板，从而使连通的布水区域(集水区域)和布水道(集水道)成为暗道式结构。在该覆盖板的上方即为离子交换膜，因此覆盖板保证了在该区域不会发生电渗析行为而使过程受到破坏。由于覆盖板有足够的强度，对水流有很好的密封性能，因此也为隔板进出口处的离子交换膜提供了良好支撑，防止了该区域的内漏窜水和膜塌陷。(4)通过布水道(集水道)与覆盖板间的优化配合，可以将布水道与集水道的高度控制在合理的尺寸，从而彻底防止了树脂颗粒的流失与堵塞，避免了使用尼龙网布等落后手段。(5)在淡水室中设置了三条肋板。肋板的主要作用为对大面积范围的离子交换膜起到支撑作用，保证了不会因为淡水室较高的厚度而发生膜的塌陷变形；将淡水室分成了三个相互平行的亚室，因此将水流范围的长宽比提高了三倍以上，使水流与树脂接触更充分、更均勻，避免了整个隔室内可能产生的沟流现象。另外，肋板可在一定程度上提高水流线速度，借助填充的离子交换树脂颗粒本身的搅拌作用，能够促进湍流，减小树脂表面滞流层厚度，强化传质。由于肋板与淡水室厚度等高，因此同样避免了混床树脂在运行中的冲击抱团现象，不同亚室中的水流亦不会发生互窜。(6)在隔板的正反面设置长方形的下陷平台，在膜对组装时将阴阳离子交换膜嵌于其中。膜堆组装后膜就完全被置于膜堆内部而不外露，具有良好的外观整体性。利用密封覆盖板和离子交换膜本身的弹性作用，同时达到了密封水流和树脂的双重目的，密封性能得到进一步提高，同时避免了装置经较长期运行后离子交换膜四周边缘的失水干裂。此项设计不仅避免了将膜和隔板粘为一体的复杂工艺，而且达到与之相同的密封效果。本实用新型的电除盐EDI装置的淡水室隔板结构与现有技术相比，所产生的有益效果是1)本实用新型采用纯聚丙烯材质，经模具注塑加工而成，充分保证了隔板的标准化和尺寸的精确度。在组装中采取一般的ED器的组装方式，膜对可拆分，膜堆可拆卸，因此隔板和膜可以反复多次利用。在使用中没有发现树脂的堵塞、流失和膜塌陷现象，通过水质检测可以确定设备中没有发生内漏窜水，同时水流分布的均勻性也得到确证。2)本实用新型经数千小时的实验，完全实现各项设计目的，证明了该隔板设计的合理性和EDI过程的适用性。
4[0019]附图1为EDI的工作原理示意图；附图2为本实用新型的结构示意图。 图中，1、隔板周边，2、下陷平台，3、布水道，4、淡水进水孔，5、布水溢流沟，6、浓水孔，7、肋板，8、亚室，9、离子交换膜，10、覆盖板，11、淡水出水孔，12、极水孔，13、浓水孔。
具体实施方式
以下结合附图1、2对本实用新型的电除盐EDI装置的淡水室隔板结构作以下详细地说明。如附图1、2所示，本实用新型的电除盐EDI装置的淡水室隔板结构，分别在隔板两端设有淡水进水孔4、浓水孔6和淡水出水孔11和浓水孔13，中间设有极水孔12，将膜堆设计为有极水形式。与一般的ED器隔板所不同的是，该隔板进行了以下的特殊结构设计(1)布水道3和集水道占据了全部的淡水室宽度部分，从而最大可能地提高了布 (集)水道的横截面积，不仅减少了水力损失，而且保证了沿淡水室宽度方向的水流分布的均勻性，避免了室内沟流与短路。(2)进出水孔与布(集)水道不是直接相连，而是分别在其中间设置了溢流式的布水和集水区域一布水溢流沟5。淡水进水只有首先充满了整个布水区域后才会经布水道进入内部隔室，这种设计进一步保证了水流分布的均勻性；( 3 )在整个布(集)水区域和布(集)水道上方设置特殊材质的不透水不导电的覆盖板10，从而使连通的布水区域(集水区域)和布水道(集水道)成为暗道式结构。在该覆盖板 10的上方即为离子交换膜9，因此覆盖板10保证了在该区域不会发生电渗析行为而使过程受到破坏。由于覆盖板10有足够的强度，对水流有很好的密封性能，因此也为隔板进出口处的离子交换膜9提供了良好支撑，防止了该区域的内漏窜水和膜塌陷。(4)通过布水道(集水道)与覆盖板间的优化配合，可以将布水道3与集水道的高度控制在合理的尺寸，从而彻底防止了树脂颗粒的流失与堵塞，避免了使用尼龙网布等落后手段。(5)在淡水室中设置了三条肋板7。肋板7的主要作用为对大面积范围的离子交换膜9起到支撑作用，保证了不会因为淡水室较高的厚度而发生膜的塌陷变形；将淡水室分成了三个相互平行的亚室8，因此将水流范围的长宽比提高了三倍以上，使水流与树脂接触更充分、更均勻，避免了整个隔室内可能产生的沟流现象。另外，肋板7可在一定程度上提高水流线速度，借助填充的离子交换树脂颗粒本身的搅拌作用，能够促进湍流，减小树脂表面滞流层厚度，强化传质。由于肋板与淡水室厚度等高，因此同样避免了混床树脂在运行中的冲击抱团现象，不同亚室中的水流亦不会发生互窜。(6)在隔板的正反面设置长方形的下陷平台2，在膜对组装时将阴阳离子交换膜嵌于其中。膜堆组装后膜就完全被置于膜堆内部而不外露，具有良好的外观整体性。利用密封覆盖板和离子交换膜本身的弹性作用，同时达到了密封水流和树脂的双重目的，密封性能得到进一步提高，同时避免了装置经较长期运行后离子交换膜四周边缘的失水干裂。此项设计不仅避免了将膜和隔板粘为一体的复杂工艺，而且达到与之相同的密封效果。本实用新型的电除盐EDI装置的淡水室隔板结构其加工制作简单方便，按说明书附图所示加工制作即可。[0033] 除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求1.电除盐EDI装置的淡水室隔板结构，分别在隔板两端设有浓、淡水各一个进、出水孔，中间设有极水孔，将膜堆设计为有极水形式，其特征在于(1)布水道和集水道占据了全部的淡水室宽度部分；(2)进出水孔通过溢流式的布水和集水区域与布水道相连；(3)在整个布水区域和布水道的上方设置有不透水不导电的覆盖板，从而使连通的布水区域和布水道成为暗道式结构，在该覆盖板的上方即为离子交换膜；(4)在淡水室中设置了三条肋板，将淡水室分成了三个相互平行的亚室(8);(5)在隔板的正反面设置长方形的下陷平台，在膜对组装时将阴阳离子交换膜嵌于其
专利摘要本实用新型提供一种电除盐EDI装置的淡水室隔板结构，属于水处理设备领域，其结构是分别在隔板两端设有浓、淡水各一个进、出水孔，中间设有极水孔，将膜堆设计为有极水形式，其创新点是布水道和集水道占据了全部的淡水室宽度部分；进出水孔通过溢流式的布水和集水区域与布水道相连；在整个布水区域和布水道的上方设置有不透水不导电的覆盖板，在该覆盖板的上方即为离子交换膜；在淡水室中设置了三条肋板，将淡水室分成了三个相互平行的亚室；在隔板的正反面设置长方形的下陷平台，在膜对组装时将阴阳离子交换膜嵌于其中。本实用新型经数千小时的实验，完全实现各项设计目的，证明了该隔板设计的合理性和EDI过程的适用性。
文档编号C02F1/469GK202169141SQ20112025426
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者李运玮 申请人:山东京鲁水务集团有限公司