一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置及方法。该装置包括：两个电极板，用于根据电源施加的电压产生静电场，以将原水中的阴阳离子进行吸附或脱附，产生低浓度淡水或废水；所述两个电极板分别带有相反的电荷，二者相对间隔设置，中间形成一个两端开口的空腔，所述空腔的一端为出水口，另一端为入水口；多个反渗透膜，置于两个电极板之间的空腔内，用于将低浓度淡水中的阴阳离子和水进行分离，产生淡水；或用于在静电场作用下，将废水中的阴阳离子和水进行分离，产生淡盐水；收集室，与出水口连接，用于收集淡水。本发明专利技术能够降低能耗的同时减少膜污染，提高膜污染使用寿命，进而提高了脱盐效率和回收率。而提高了脱盐效率和回收率。而提高了脱盐效率和回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置及方法


[0001]本专利技术涉及水处理领域，特别是涉及一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置及方法。

技术介绍

[0002]随着全球对生命和生产用水日益增长的需求，高效的水处理技术也受到越来越多的关注，因此，海水脱盐技术的快速发展也为解除水危机带来了广阔前景。
[0003]现有的脱盐技术主要包括两种：(1)膜脱盐技术：例如反渗透、电渗析、纳滤及其组合工艺等，其中，纳滤属于一种膜分离技术，能让小分子有机物与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行；反渗透是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。电渗析也属于一种膜分离技术，利用膜的选择透过性对水中的物质进行分离而达到除盐目的。(2)蒸发脱盐技术，例如三效蒸发，利用浓缩结晶系统将原水中的无机盐通过蒸发的方式进行去除。
[0004]然而，现有的膜脱盐技术针对低盐含量的水能够进行有效去除，但对于高含盐的水或高含盐高有机物的污水，则会存在膜污染、压力高、能耗高等问题，时间一久则会影响回收率。
[0005]现有技术中也有将超滤、纳滤、电渗析与RO反渗透技术组合的工艺，但都是前后工艺组合，不仅增加了工艺流程复杂度，导致人力物力及能耗变高，而且易结垢，只能通过加入大量的阻垢剂或酸来清洗，增加了成本，否则膜污染程度会随之提高，进而降低了脱盐效率和回收率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置及方法，能够降低能耗的同时减少膜污染，提高膜污染使用寿命，进而提高了脱盐效率和回收率。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，包括：
[0009]两个电极板，用于根据电源施加的电压产生静电场，以将原水中的阴阳离子进行吸附或脱附，产生低浓度淡水或废水；所述两个电极板分别带有相反的电荷，二者相对间隔设置，中间形成一个两端开口的空腔，所述空腔的一端为出水口，另一端为入水口；
[0010]多个反渗透膜，置于两个所述电极板之间的空腔内，用于将所述低浓度淡水中的阴阳离子和水进行分离，产生淡水；或用于在所述静电场作用下，将废水中的阴阳离子和水进行分离，产生淡盐水；
[0011]收集室，与所述出水口连接，用于收集所述淡水。
[0012]可选地，所述基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，还包括：极室，与所述入水口连接，用于存储所述原水和回收所述淡盐水。
[0013]可选地，所述反渗透膜的种类为多种，包括：高压高脱盐率反渗透膜和低压低脱盐率反渗透膜。
[0014]可选地，多个所述反渗透膜间隔设置。
[0015]可选地，多个所述反渗透膜层叠设置。
[0016]可选地，多个所述反渗透膜的制备材料均为中空纤维膜丝。
[0017]一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐方法，所述方法应用于所述的除盐装置，所述方法包括：
[0018]通过电源施加外加电压，将原水中的阴阳离子分别向带有相反电荷的电极板移动，得到低浓度淡水；
[0019]当所述外加电压不变时，采用反渗透膜将所述低浓度淡水中残余的阴阳离子和水进行分离，得到淡水；将所述淡水从出水口流进收集室，以收集淡水；
[0020]将所述电源进行反接，将剩余废水中的阴阳离子从两个电极板上分别脱附，产生废水；
[0021]在施加反向电压情况下，采用反渗透膜将所述废水中阴阳离子和水进行分离，得到淡盐水。
[0022]可选地，所述在施加反向电压情况下，采用反渗透膜将所述废水中阴阳离子和水进行分离，得到淡盐水，还包括：
[0023]将所述淡盐水从入水口回流至极室，以对所述淡盐水进行回收。
[0024]可选地，所述当所述外加电压不变时，采用反渗透膜将所述低浓度淡水中残余的阴阳离子和水进行分离，得到淡水，包括：
[0025]当所述外加电压不变时，采用高压高脱盐率反渗透膜将所述低浓度淡水中残余的阴阳离子和水进行分离，得到淡水。
[0026]可选地，所述在施加反向电压情况下，采用反渗透膜将所述废水中阴阳离子和水进行分离，得到淡盐水，包括：
[0027]在施加反向电压情况下，采用低压低脱盐率反渗透膜将所述废水中阴阳离子和水进行分离，得到淡盐水。
[0028]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0029]本专利技术在充电吸附状态下将原水中的阴阳离子分别向带有相反电荷的电极板移动，在电极周围产生双电层结构，在离子移动吸附过程中，两级电压不断减小，当吸附完全时，电压不变，达到平衡状态，这时浓水转变成低盐水；此时，采用反渗透膜进一步除盐，得到淡水；在放电脱附状态，在两级电压达到平衡的情况下，转换电极，被吸附的阴阳离子脱附，又得到浓度高的废水，此时反渗透膜工作，将浓水转变成淡盐水，再回流至极室。循环的充放电过程对应循环的反渗透装置工作，使盐分得以除去。本专利技术在电吸附和渗透膜两种除盐方式下，能够降低能耗的同时减少膜污染，提高膜污染使用寿命，进而提高了脱盐效率和回收率。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置结构图；
[0032]图2为本专利技术实施例基于电吸附和耦合反渗透的除盐方法流程图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术的目的是提供一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置及方法，能够降低能耗的同时减少膜污染，提高膜污染使用寿命，进而提高了脱盐效率和回收率。
[0035]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0036]图1为本专利技术实施例提供的基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置结构图。
[0037]如图1所示，一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，包括：两个电极板、多个反渗透膜和收集室；
[0038]所述两个电极板用于根据电源施加的电压产生静电场，以将原水中的阴阳离子进行吸附或脱附，产生低浓度淡水或废水；所述两个电极板分别带有相反的电荷，二者相对间隔设置，中间形成一个两端开口的空腔，所述空腔的一端为出水口，另一端为入水口；多个所述反渗透膜置于两个所述电极板之间的空腔内，多个所述反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，其特征在于，包括：两个电极板，用于根据电源施加的电压产生静电场，以将原水中的阴阳离子进行吸附或脱附，产生低浓度淡水或废水；所述两个电极板分别带有相反的电荷，二者相对间隔设置，中间形成一个两端开口的空腔，所述空腔的一端为出水口，另一端为入水口；多个反渗透膜，置于两个所述电极板之间的空腔内，用于将所述低浓度淡水中的阴阳离子和水进行分离，产生淡水；或用于在所述静电场作用下，将废水中的阴阳离子和水进行分离，产生淡盐水；收集室，与所述出水口连接，用于收集所述淡水。2.根据权利要求1所述的基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，其特征在于，所述基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，还包括：极室，与所述入水口连接，用于存储所述原水和回收所述淡盐水。3.根据权利要求1所述的基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，其特征在于，所述反渗透膜的种类为多种，包括：高压高脱盐率反渗透膜和低压低脱盐率反渗透膜。4.根据权利要求1所述的一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，其特征在于，多个所述反渗透膜间隔设置。5.根据权利要求1所述的一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，其特征在于，多个所述反渗透膜层叠设置。6.根据权利要求1所述的一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐装置，其特征在于，多个所述反渗透膜的制备材料均为中空纤维膜丝。7.一种基于电吸附和耦合反渗透的除盐方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊学农，付彩霞，
申请(专利权)人：中碧圣环境科技山东有限公司，
类型：发明
国别省市：