一种低废水率的流动电极电吸附净水方法及净水机技术

本发明专利技术提供了一种低废水率的流动电极电吸附净水方法及净水机，包括以下步骤：过滤后的自来水，经过流动电极电吸附模块及电渗析解吸附模块进行脱盐处理，经过所述流动电极电吸附模块处理得到饮用水，经过所述电渗析解吸附模块得到含盐量高的废水。所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，废水率为5％，好水率高达95％，在净水的同时，也实现了节水，能够保留对人体有益的矿物质离子(钙、镁、钾)，产水属于健康水。采用流动电极电吸附技术，将传统CDI的固定型电极转变为流动电极，从而提高吸附容量，而采用电渗析技术作为流动电极中盐水的脱盐再生单元，流动电极时刻处于未饱和状态，因此，不需要很大的流动电极的体积。

A Flow Electrode Electroadsorption Method and Water Purifier with Low Wastewater Rate

The invention provides a flow electrode electroadsorption water purification method and a water purifier with low wastewater rate, which comprises the following steps: filtered tap water is desalinated by the flow electrode electroadsorption module and the electrodialysis desorption module, the drinking water is treated by the flow electrode electroadsorption module, and the wastewater with high salt content is obtained by the electrodialysis desorption module. The low wastewater rate flow electrode electroadsorption water purification method has a wastewater rate of 5% and a good water rate of 95%. While purifying water, it also realizes water saving and can retain mineral ions (calcium, magnesium, potassium) beneficial to human body. The water production belongs to healthy water. The fixed electrode of traditional CDI is transformed into a mobile electrode by using the flow electrode Electrosorption technology, so as to increase the adsorption capacity. The electrodialysis technology is used as the desalination and regeneration unit of brine in the mobile electrode. The mobile electrode is always in unsaturated state, so the volume of the mobile electrode is not needed.

【技术实现步骤摘要】
一种低废水率的流动电极电吸附净水方法及净水机
本专利技术涉及水处理
，具体而言，涉及一种低废水率的流动电极电吸附净水方法。
技术介绍
中国是水资源贫乏的国家，人均水资源仅为世界人均水平的1/4。节水对我国来说有着特别重要的意义。然而，随着水污染事件的多发和人们对健康生活的追求，反渗透净水机开始进入越来越多的家庭。能有效去除有害物质和杂质、净水效率高成为反渗透净水机的普遍卖点。反渗透净水机以净化极致而得名。除了水分子外，水中所有的污染物、病菌，甚至于所有的矿物质也全部被过滤掉了。净化后出水，就是我们所说的纯净水。但是，家用反渗透净水机的废水率高达50％以上，好水率低于50％。如此高的废水率，对于水资源贫乏的中国来说，是水资源的一种极度浪费，对于每个家庭来说，也是一种长期的经济负担。在保护水资源不受到污染的同时，我们更应该提倡节约用水的习惯和发展低废水比的净水机技术。目前的市售的净水机，主要是以反渗透为主，但是反渗透净水机的最大特点就是脱盐率过高而不可调，产水过于干净，产水的水质接近于纯水，不含有对人体有益的矿物质离子(钙、镁、钾)。为什么要喝含适量矿物质离子的水？水营养专家李复兴在其著述《水，是药还是毒》中曾提道：水中含有矿物质比不含矿物质好。这些水中含有的矿物如钙、镁、钾离子等，它们是骨骼、牙齿、柔软组织、肌肉、血液及神经细胞里的重要组成物质。而市场上常见的如康师傅矿物质水等以向纯净水中添加微量矿物质，以补充纯净水工艺中流失的矿物质成分，满足消费者希望在饮水同时也能补充到部分矿物质的需求。因此，我们希望净水机的产水，也保留适量的对人体有益的矿物质离子。电吸附脱盐(CDI)技术在工业的脱盐中已经有广泛的应用，但是在家用净水机上的使用还没有普及，已有相关文献和专利对电吸附型净水机有相关的描述和研究。如专利号为CN201320312190.1、名称为“一种自清洁电吸附水净化装置”中，利用活性炭纤维作为固定电极，电极的吸附和解吸附是属于同一个腔室及流道，因此在操作过程中属于间歇式的不连续型操作，没有能够解决连续吸附和连续再生的问题。又如专利号为CN200720193459.3、名称为“电吸附除盐净水器”中，是采用通电或断电的方式，对电吸附滤芯进行吸附和解吸附操作，实现自来水的脱盐和滤芯的再生，由于电吸附滤芯的吸附容量有限，因此滤芯的吸附和解吸附操作会很频繁，没有能够解决电吸附滤芯的吸附容量偏低的问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种低废水率的流动电极电吸附净水方法，以解决现有净水方法不能连续吸附和连续再生、反渗透净水机的高废水率高的问题，并且还存在得到的水有益的矿物质离子含量低，多为纯净水的问题，所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，废水率为5％，好水率高达95％，在净水的同时，也实现了节水，能够保留对人体有益的矿物质离子(钙、镁、钾)，产水属于健康水。采用流动电极电吸附技术，将传统CDI的固定型电极转变为流动电极，从而提高吸附容量，而采用电渗析技术作为流动电极中盐水的脱盐再生单元，流动电极时刻处于未饱和状态，因此，不需要很大的流动电极的体积。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的净水机，以解决传统电吸附(CDI)脱盐技术的吸附与再生是在一个脱盐槽里完成，脱盐过程不能连续进行，反复的间歇式的吸附和再生，导致系统操作很麻烦，而且浓水和淡水的流道是同一个流道，这种操作方式难以实现高的水的回收率的问题，该净水机利用流动电极作为吸附净水单元，而采用电渗析技术作为流动电极浆液中盐水的脱盐再生单元，将吸附净水单元和脱盐再生单元分开同时进行，可以实现连续吸附和再生。采用流动电极电吸附技术，将传统CDI的固定型电极转变为流动电极，从而提高吸附容量，而采用电渗析技术作为流动电极中盐水的脱盐再生单元，流动电极时刻处于未饱和状态，因此，不需要很大的流动电极的体积。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种低废水率的流动电极电吸附净水方法，包括以下步骤：过滤后的自来水，经过流动电极电吸附模块及电渗析解吸附模块进行脱盐处理，经过所述流动电极电吸附模块处理得到饮用水，经过所述电渗析解吸附模块得到含盐量高的废水。优选的，所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，具体包括以下步骤：过滤后的自来水，经过流动电极电吸附模块及电渗析解吸附模块进行脱盐处理，流动电极浆液进入所述流动电极电吸附模块，吸附阴阳离子之后，流出流动电极电吸附模块，与此同时，流动电极浆液进入电渗析解吸附模块，脱附阴阳离子之后，流出电渗析解吸附模块，经过所述流动电极电吸附模块处理得到饮用水，经过所述电渗析解吸附模块得到含盐量高的废水；更优选的，所述流动电极浆液储存在流动电极储槽中。优选的，所述流动电极浆液包括电极和流体；所述流动电极电吸附模块中的流动电极浆液的流量为280-285mL/min，电渗析解吸附模块中的流动电极浆液的流量为150-160mL/min。更优选的，所述电极与所述流体的质量比为2-3:7-8，更有选为2:8；更优选的，所述电极为碳电极，更优选的，所述碳电极包括石墨烯、乙炔黑和活性炭中的一种或者几种，更进一步优选的，所述碳电极由乙炔黑和活性炭组成，更进一步优选的，所述活性炭与所述乙炔黑的质量比为:65-70：30-35。更优选的，所述碳电极的粒径为170-270目，更优选为200-230目，更进一步优选为200目。更优选的，所述流体为水，更优选的，所述水选自自来水、饮用水、纯净水、去离子水中的一种或者几种的组合。优选的，所述经过所述流动电极电吸附模块的自来水与经过所述电渗析解吸附模块的自来水质量比为95-97:3-5，更优选的质量比为95:5。优选的，所述过滤采用PP棉和/或活性炭进行粗滤。优选的，所述饮用水的总溶解固体的浓度为50-70mg/L。优选的，所述流动电极电吸附模块中，阴阳极之间施加1.2V-1.4V的恒电压。优选的，所述电渗析解吸附模块中阴阳极之间施加1.8V-2.0V的恒电压。优选的，所述流动电极电吸附模块中设置有成对的阴阳离子选择性交换膜，更优选的，所述阴阳离子选择性交换膜的数量为5-50对，更进一步优选为10-30对。优选的，所述电渗析解吸附模块中设置有成对的阴阳离子选择性交换膜，更优选的，所述阴阳离子选择性交换膜的数量为1-10对，更进一步优选为2-6对。一种净水机，适用于所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，包括预处理装置、自来水储存装置、流动电极储槽、流动电极电吸附模块、电渗析解吸附模块、第一直流电源、第二直流电源和废水槽；所述流动电极储槽的出液口分别与所述流动电极电吸附模的进液口和电渗析解吸附模块的进液口相连接，所述流动电极储槽的进液口分别与所述流动电极电吸附模的出液口和电渗析解吸附模块的出液口相连接，优选的，所述流动电极储槽出液口设置有泵；所述流动电极储槽的出液口分别与所述流动电极电吸附模的进液口和电渗析解吸附模块的进液口相连接，优选的，所述流动电极储槽出液口设置有泵；所述流动电极电吸附模块包括阴极和阳极和设置在所述阴极和阳极间的若干对阴阳离子选择性交换膜，所述流动电极电吸附模块的阴极与所述第一直流电源的负极相连接，阳极与所述第一直流电源的正极相连接；所述电渗析解吸附模块包括阴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低废水率的流动电极电吸附净水方法，其特征在于，包括以下步骤：过滤后的自来水，经过流动电极电吸附模块及电渗析解吸附模块进行脱盐处理，经过所述流动电极电吸附模块处理得到饮用水，经过所述电渗析解吸附模块得到含盐量高的废水。

【技术特征摘要】
1.一种低废水率的流动电极电吸附净水方法，其特征在于，包括以下步骤：过滤后的自来水，经过流动电极电吸附模块及电渗析解吸附模块进行脱盐处理，经过所述流动电极电吸附模块处理得到饮用水，经过所述电渗析解吸附模块得到含盐量高的废水。2.根据权利要求1所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，其特征在于，具体包括以下步骤：过滤后的自来水，经过流动电极电吸附模块及电渗析解吸附模块进行脱盐处理，流动电极浆液进入所述流动电极电吸附模块，吸附阴阳离子之后，流出流动电极电吸附模块，与此同时，流动电极浆液进入电渗析解吸附模块，脱附阴阳离子之后，流出电渗析解吸附模块，经过所述流动电极电吸附模块处理得到饮用水，经过所述电渗析解吸附模块得到含盐量高的废水；优选的，所述流动电极电吸附模块中的流动电极浆液的流量为280-285mL/min，电渗析解吸附模块中的流动电极浆液的流量为150-160mL/min；优选的，所述流动电极浆液储存在流动电极储槽中。3.根据权利要求2所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，其特征在于，所述流动电极浆液包括电极和流体；优选的，所述电极与所述流体的质量比为2-3:7-8，更有选为2:8；优选的，所述电极为碳电极，更优选的，所述碳电极包括石墨烯、乙炔黑和活性炭中的一种或者几种，更进一步优选的，所述碳电极由乙炔黑和活性炭组成，更进一步优选的，所述活性炭与所述乙炔黑的质量比为:65-70：30-35；优选的，所述碳电极的粒径为170-270目，更优选为200-230目，更进一步优选为200目；优选的，所述流体为水，更优选的，所述水选自自来水、饮用水、纯净水、去离子水中的一种或者几种的组合。4.根据权利要求1所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，其特征在于，所述经过所述流动电极电吸附模块的自来水与经过所述电渗析解吸附模块的自来水质量比为95-97:3-5，优选的质量比为95:5。5.根据权利要求1所述的低废水率的流动电极电吸附净水方法，其特征在于，所述过滤采用PP棉和/或活性炭进行粗滤。6.根据权利要求1所述的低废水率的流动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亦力，莫恒亮，李锁定，代攀，李天玉，张国军，高士强，
申请(专利权)人：北京碧水源膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11