本发明专利技术公开了一种海水淡化水的两级床去离子方法和装置。由填充强酸及弱碱树脂的混床、填充弱碱树脂的阴床串联而成。水除盐时，海水淡化水通过混床，水中Na+被强酸树脂吸附，部分Cl-被弱碱树脂吸附，其余Cl-以HCl形式存在于出水；出水通过阴床，HCl被弱碱树脂吸收，制得产品水。树脂再生时，对混床施加高压直流电，水电离产生H+及OH-来再生混床树脂，并形成含NaOH及NaCl的碱性再生液通过阴床，对弱碱树脂进行化学再生。再生浓缩液pH呈中性，回用至反渗透等除盐设备。本发明专利技术水除盐时，以混床发挥出阴床的交换能力，保证出水水质；树脂再生时，以混床的电再生推动阴床的化学再生，阴床再生无需能耗，可降低树脂电再生成本。
【技术实现步骤摘要】
海水淡化水的两级床去离子方法和装置
本专利技术涉及海水淡化方法及装置，尤其是涉及一种海水淡化水的两级床去离子方 法和装置。 技术背景 因淡水资源短缺，蒸馏法及膜分离法被广泛用于从海水中制取初级淡水。海水蒸 馏法产水电导率一般在10-70 μ S/cm，海水膜法产水的电导率可低至10-50 μ S/cm水平(二 级反渗透）;上述海水淡化水的主要盐类均为NaCl，电导率为数十μ S/cm，pH呈弱酸性。为 获得高纯水，须对该类初级产水作进一步除盐处理。离子交换混床或电去离子（EDI)要求 进水电导较低，往往不适合直接处理该电导水平的进水，因而工程上需要一种可将进水电 导从数十μ S/cm处理至数个μ S/cm的除盐方法，布置于混床或EDI之前来延长混床运行 周期、保证EDI出水水质。 离子交换复床可以实现上述功能，但失效的阴阳树脂需分别以碱液和酸液再生， 存在着药剂浪费严重、操作繁琐、酸碱废液易污染环境、需配套废水处理设备等不足。因 而，若能提出一种新型高效的绿色除盐技术，代替传统复床功能，则将具有广阔的应用市 场。已授权的专利技术专利（专利号201210016704. 9)报道了一种氢氧气体直接外排的无膜电 去离子方法与系统，并在文章（W.Q. Su, R.Y. Pan, Y. Xiao, X.M. Chen. Membrane-free electrodeionization for high purity water production. Desalination, 2013， 329: 86-92.)中对其运行工艺做了详细描述。该技术将纯水制备过程和树脂再生过程在同一树 脂柱中交替进行，即在树脂运行失效后，采用高压直流电来再生树脂，以自上而下的水流带 走再生出的离子，之后再进行水处理，依次循环。该技术能够将电导率20 μ S/cm以下的进 水直接处理为高纯水，但在处理更高电导率(如50 μ S/cm)进水时能耗很高、经济性不佳， 并不适合上述海水淡化水的除盐；且该技术为了兼顾处理及再生效果，装置内搭配使用弱 酸、强酸、强碱等三种树脂，在处理海水淡化水等偏酸性水时，弱酸树脂交换容量难以有效 发挥，显著降低设备运行性能。针对海水淡化水含盐量为数十μ S/cm、pH呈弱酸性的特点， 拟采用强酸、弱碱搭配组合，构造一种两级床无膜电去离子新工艺，以实现对海水淡化水或 其他类似特征介质的除盐处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海水淡化水的两级床去离子方法和装置，水处理阶 段，以混床除去海水淡化水中的阳离子及少量阴离子，以阴床除去水中剩余阴离子；再生阶 段，对混床进行原位电再生，以其碱性再生液对阴床进行化学再生。 本专利技术采用的技术方案是： 一、一种海水淡化水的两级床去离子方法： 由混床和阴床串联而成；混床中的混床树脂层两端安装有一对正负电极，交替进行水 除盐及树脂再生；水除盐阶段，海水淡化水通过混床，水中Na+被混床树脂中的强酸树脂吸 附，部分cr被混床树脂中的弱碱树脂吸附，其余cr以HC1形式存在于出水；该出水通过阴 床，HC1被弱碱树脂吸收后，制得产品水；树脂再生阶段，对混床施加高压直流电，产品水电 离产生矿及0Γ来再生混床树脂，混床树脂中的弱碱树脂再生时能够促进强酸树脂的电再 生；再生出的Na+离子、Cr离子及多余的0!Γ离子由自上而下的产品水流带走,形成含NaOH 及NaCl的碱性再生液；将碱性再生液通过阴床，对弱碱树脂进行化学再生；含NaCl的再生 浓缩液pH呈中性，回用至反渗透除盐设备入口。 所述混床中的混床树脂为强酸树脂与弱碱树脂以体积比2?8:1混合而成；所述 阴床中的阴床树脂为弱碱树脂。 所述混床及阴床中，强酸树脂总交换容量与弱碱树脂总交换容量之比为1: 1. 1 ?2. 5。 二、一种海水淡化水的两级床去离子装置： 本专利技术是由混床和阴床串联而成；其中： 混床：包括带排气口的混床顶盖、带出水口的混床绝缘筒体和带进水口的混床底盖组 成；混床顶盖与混床绝缘筒体上端之间设有混床上密封圈，混床底盖与混床绝缘筒体下端 之间设有混床下密封圈，混床绝缘筒体内从上至下依次设有压力弹簧、上多孔支撑板、上电 极、混床树脂、下电极与下多孔支撑板；上电极固定于上多孔支撑板下部，下电极固定于下 多孔支撑板上部；上电极与高压直流电源的正极相连，下电极与高压直流电源的负极相连； 排气口与排气阀相连；出水口与混床出水阀及再生进水阀相连；进水口与进水阀及混床再 生液出口阀相连； 阴床：包括带上接口的阴床顶盖、阴床绝缘筒体和带下接口的阴床底盖组成；阴床顶 盖与阴床绝缘筒体上端之间设有阴床上密封圈，阴床底盖与阴床绝缘筒体下端之间设有阴 床下密封圈，阴床绝缘筒体中填充阴床树脂，上接口与阴床出水阀和混床再生液出口阀相 连，阴床出水阀出口接产水箱，产水箱经再生泵与出水口相连；下接口与混床出水阀和阴床 再生液出口阀相连。 所述上电极和下电极均采用孔尺寸小于树脂颗粒粒径的微孔网状电极。 所述高压直流电源是能为混床树脂层供给电流密度100?500A/m2,电压 500-1500V的直流电源。 本专利技术具有的有益效果是： 强酸树脂除盐能力强，但再生能力弱（需电再生)，而弱碱树脂易被再生，但除盐能力较 弱(适合酸性环境下除盐)。本专利技术借助强/弱树脂的处理能力与再生特点，在混床中填充大 量强酸树脂及少量弱碱树脂，阴床中填充弱碱树脂。在水处理阶段，混床中强酸树脂起主要 作用，将水中NaCl转化为HC1，海水淡化水通过树脂层后呈酸性，利于后续弱碱树脂交换容 量的发挥；而在再生阶段，仅需对混床树脂进行电再生，此时混床中少量的弱碱树脂可显著 促进强酸树脂的再生，产生含NaOH及NaCl的碱性再生液，将碱性再生液通过阴床，对弱碱 树脂进行化学再生。该工艺特点可以概括为：水处理阶段，以混床发挥出阴床的交换能力， 可保证产水水质；树脂再生阶段，以混床的电再生实现阴床的化学再生，阴床树脂无需电再 生，可显著降低树脂再生能耗。 本专利技术搭配使用强酸树脂与弱碱树脂，不使用弱酸树脂，适合海水淡化水等弱酸 性介质的除盐处理；混床填充大量强酸树脂及少量弱碱树脂，因强酸树脂的优良导电性，混 床的导电能力强，故其再生能耗很低；同时，大量强酸树脂搭配少量弱碱树脂，使得混床在 除盐处理时能够达到很高的饱和度，因而再生液浓度也较高，故十分适合对数十μ S/cm的 海水淡化水或其他类似特性介质进行电去离子处理。 【附图说明】 图1是本专利技术的结构原理图。 图2是图1混床的A-A剖面图。 图3是图1阴床的A-A剖面图。 图中：1.排气口，2.混床顶盖，3.出水口，4.混床绝缘筒体，5.进水口，6.混床底 盖，7.混床上密封圈，8.混床下密封圈，9.压力弹簧，10.上多孔支撑板，11.上电极，12.下 多孔支撑板，13.下电极，14.混床树脂，15.上接口，16.阴床顶盖，17.下接口，18.阴床底 盖，19.阴床绝缘筒体，20.阴床上密封圈，21.阴床下密封圈，22.阴床树脂，23.高压直流电 源，24.产水箱，25.进水阀，26.混床出水阀，27.阴床出水阀，28.再生泵，29.再生进水阀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海水淡化水的两级床去离子方法，其特征在于：由混床和阴床串联而成；混床中的混床树脂层两端安装有一对正负电极，交替进行水除盐及树脂再生；水除盐阶段，海水淡化水通过混床，水中Na+被混床树脂中的强酸树脂吸附，部分Cl‑被混床树脂中的弱碱树脂吸附，其余Cl‑以HCl形式存在于出水；该出水通过阴床，HCl被弱碱树脂吸收后，制得产品水；树脂再生阶段，对混床施加高压直流电，产品水电离产生H+及OH‑来再生混床树脂，混床树脂中的弱碱树脂再生时能够促进强酸树脂的电再生；再生出的Na+离子、Cl‑离子及多余的OH‑离子由自上而下的产品水流带走，形成含NaOH及NaCl的碱性再生液；将碱性再生液通过阴床，对弱碱树脂进行化学再生；含NaCl的再生浓缩液pH呈中性，回用至反渗透除盐设备入口。
【技术特征摘要】
1. 一种海水淡化水的两级床去离子方法，其特征在于：由混床和阴床串联而成；混床 中的混床树脂层两端安装有一对正负电极，交替进行水除盐及树脂再生；水除盐阶段，海水 淡化水通过混床，水中Na+被混床树脂中的强酸树脂吸附，部分cr被混床树脂中的弱碱树 脂吸附，其余Cr以HC1形式存在于出水；该出水通过阴床，HC1被弱碱树脂吸收后，制得产 品水；树脂再生阶段，对混床施加高压直流电，产品水电离产生H+及0Γ来再生混床树脂，混 床树脂中的弱碱树脂再生时能够促进强酸树脂的电再生；再生出的Na+离子、Cr离子及多 余的0Γ离子由自上而下的产品水流带走，形成含NaOH及NaCl的碱性再生液；将碱性再生 液通过阴床，对弱碱树脂进行化学再生；含NaCl的再生浓缩液pH呈中性，回用至反渗透除 盐设备入口。2. 根据权利要求1所述的一种海水淡化水的两级床去离子方法，其特征在于：所述混 床中的混床树脂为强酸树脂与弱碱树脂以体积比2?8:1混合而成；所述阴床中的阴床树 脂为弱碱树脂。3. 根据权利要求1所述的一种海水淡化水的两级床去离子方法，其特征在于：所述混 床及阴床中，强酸树脂总交换容量与弱碱树脂总交换容量之比为1: 1. 1?2. 5。4. 根据权利要求1所述方法的一种海水淡化水的两级床去离子装置，其特征在于，它 由混床（33)和阴床（34)串联而成；其中： 混床（33):包括带排气口（ 1)的混床顶盖（2)、带出水口（ 3)的混床绝缘筒体（4)和带 进水口（ 5 )的混床底盖（6 )组成；混床顶盖（2 )与混床绝缘筒体（4)上端之间设有混床上密 封圈（7 )，混床底盖（6 )与混床绝缘筒体（4 )下端之间设有混...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪明，胡家元，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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