專利名稱：無濃水排放的電去離子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備純水的系統(tǒng)，是一種采用電去離子的方法制備純水或高純水的系統(tǒng)。它適用于發(fā)電廠、制藥、電子、汽車、化工等工業(yè)領(lǐng)域或?qū)嶒?yàn)室等高技術(shù)研究領(lǐng)域高純水與超純水的制備。
背景技術(shù)：
近年來，在電力、制藥、電子等行業(yè)已越來越多地采用電去離子(EDI)裝置來降低水中的離子濃度，通過將電滲析濃差極化和離子交換技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來用于制備純水和高純水。目前的電去離子(EDI)裝置管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了提高水利用率，濃水一般返回至反滲透裝置前進(jìn)行再利用，絕大多數(shù)情況下在管路系統(tǒng)中設(shè)置濃水循環(huán)水箱進(jìn)行部分循環(huán)利用，但仍需在濃水室進(jìn)水中添加化學(xué)純級的鹽溶液，并將一部分濃水排放掉，不但影響水利用率的進(jìn)一步提高，而且造成運(yùn)行成本增加及管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，不易操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種管路系統(tǒng)簡單、無濃水排放、設(shè)備使用壽命長、操作簡單、運(yùn)行成本低的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過下述的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，由電去離子裝置和管路系統(tǒng)組成，電去離子裝置的一側(cè)有正電極、電極托板組成的陽極室，另一側(cè)有負(fù)電極、電極托板組成的陰極室，在陽極室和陰極室之間交替設(shè)有多個淡水室和濃水室，其特征在于給水系統(tǒng)的淡水室進(jìn)水管的出水口與電去離子裝置的淡水室進(jìn)水口相連，給水系統(tǒng)的分流管路為濃水室進(jìn)水管，濃水室進(jìn)水管的出水口與電去離子裝置的濃、極室進(jìn)水口相連，電去離子裝置的濃水出口通過濃水循環(huán)管道與濃水室進(jìn)水管相連，在濃水循環(huán)管道中串聯(lián)有濃水循環(huán)泵，電去離子裝置的極水出口和產(chǎn)水出口分別與極水排放管道和產(chǎn)水管道相連。
本發(fā)明的目的還可以通過下述的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)在給水系統(tǒng)中設(shè)置有反滲透裝置，給水系統(tǒng)的淡水室進(jìn)水管的進(jìn)水口與反滲透裝置的供水出口相連，從反滲透裝置的出水口至淡水室進(jìn)水口之間的淡水室進(jìn)水管中依次裝有淡水室進(jìn)水閥門和淡水室進(jìn)水流量計(jì)。
給水系統(tǒng)的分路接于反滲透裝置的供水出口和淡水室進(jìn)水閥門之間的淡水室進(jìn)水管上，從淡水室進(jìn)水管和濃水室進(jìn)水管的接口處至濃、極室進(jìn)水口的濃水室進(jìn)水管上依次裝有濃水補(bǔ)充閥門、濃水補(bǔ)充逆止閥門和濃水循環(huán)流量計(jì)。
濃水循環(huán)管道連接于濃水補(bǔ)充逆止閥門和濃水循環(huán)流量計(jì)之間的濃水室進(jìn)水管上，從濃水循環(huán)泵至濃水出口的濃水循環(huán)管道上，依次裝有濃水循環(huán)泵前閥門和濃水循環(huán)電導(dǎo)率儀，從濃水循環(huán)泵至濃水循環(huán)管道與濃水室進(jìn)水管道接口處的濃水循環(huán)管道上，依次裝有濃水循環(huán)泵后閥門和濃水循環(huán)逆止閥門。
在極水排放管道上裝有極水排放閥門和極水排放流量計(jì)。
在淡水室內(nèi)填充顆粒狀陰、陽離子交換樹脂或離子交換纖維編制布、無紡布。
極水排放管道的極水排放量與反滲透裝置的供水口至濃水補(bǔ)充逆止閥門之間的濃水室進(jìn)水管的補(bǔ)充給水量相當(dāng)。
在電去離子裝置內(nèi)與濃、極室進(jìn)水口相連的進(jìn)水通道分為兩個支流，一個支流為極水通道進(jìn)入極水室，另一個支流為濃水通道進(jìn)入濃水室。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、通過濃水的閉式循環(huán)，達(dá)到無濃水排放，無需在外部管路系統(tǒng)中設(shè)濃水循環(huán)水箱。特別是它巧妙的將濃水的極少部分通過極水室后作為極水排放，從而不需在濃水給水中注入含鹽溶液，不但節(jié)省了運(yùn)行成本，而且循環(huán)濃水電導(dǎo)率可以根據(jù)需要通過極水排放閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時離子含量較少的給水進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充。
2、僅有極水排放，提高了水的利用率，使操作簡單、方便。在調(diào)節(jié)極水排放的過程中，由于極水室水流速度的變化而在極水室形成湍流或紊流狀態(tài)，可延緩電極的結(jié)垢，延長其使用壽命。同樣地，由于濃水水流中不注入鹽溶液，可消除氯離子對離子交換室及離子交換膜的損壞，可延長電去離子(EDI)裝置的使用壽命。
四

圖1是無濃水排放的電去離子系統(tǒng)的示意圖。
圖2是電去離子裝置內(nèi)部的布水示意圖。
五具體實(shí)施例方式
圖1-2所示無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，由電去離子裝置10和管路系統(tǒng)組成，電去離子裝置10的一側(cè)有正電極、電極托板組成的陽極室，另一側(cè)有負(fù)電極、電極托板組成的陰極室，在陽極室和陰極室之間交替設(shè)有多個淡水室和濃水室。給水系統(tǒng)的淡水室進(jìn)水管2的出水口與電去離子裝置10的淡水室進(jìn)水口9相連，給水系統(tǒng)的分流管路為濃水室進(jìn)水管3，濃水室進(jìn)水管3的出水口與電去離子裝置10的濃、極室進(jìn)水口8相連，電去離子裝置10的濃水出口15通過濃水循環(huán)管道23與濃水室進(jìn)水管3相連，在濃水循環(huán)管道23中串聯(lián)有濃水循環(huán)泵22，電去離子裝置10的極水出口13和產(chǎn)水出口14分別與極水排放管道17和產(chǎn)水管道16相連。在給水系統(tǒng)中設(shè)置有反滲透裝置1，給水系統(tǒng)的淡水室進(jìn)水管2的進(jìn)水口與反滲透裝置1的供水出口相連，從反滲透裝置1的出水口至淡水室進(jìn)水口9之間的淡水室進(jìn)水管3中依次裝有淡水室進(jìn)水閥門5和淡水室進(jìn)水流量計(jì)7。給水系統(tǒng)的分路接于反滲透裝置1的供水出口和淡水室進(jìn)水閥門5之間的淡水室進(jìn)水管2上，從淡水室進(jìn)水管2和濃水室進(jìn)水管3的接口處至濃、極室進(jìn)水口8的濃水室進(jìn)水管3上依次裝有濃水補(bǔ)充閥門4、濃水補(bǔ)充逆止閥門26和濃水循環(huán)流量計(jì)6。濃水循環(huán)管道23連接于濃水補(bǔ)充逆止閥門26和濃水循環(huán)流量計(jì)6之間的濃水室進(jìn)水管3上，從濃水循環(huán)泵22至濃水出口15的濃水循環(huán)管道23上，依次裝有濃水循環(huán)泵前閥門21和濃水循環(huán)電導(dǎo)率儀18，從濃水循環(huán)泵22至濃水循環(huán)管道23與濃水室進(jìn)水管道3接口處的濃水循環(huán)管道23上，依次裝有濃水循環(huán)泵后閥門24和濃水循環(huán)逆止閥門25。
在極水排放管道17上裝有極水排放閥門19和極水排放流量計(jì)20。在淡水室內(nèi)填充顆粒狀陰、陽離子交換樹脂。極水排放管道17的極水排放量與反滲透裝置1的供水口至濃水補(bǔ)充逆止閥門26之間的濃水室進(jìn)水管3的補(bǔ)充給水量相當(dāng)。
在電去離子裝置10內(nèi)與濃、極室進(jìn)水口8相連的進(jìn)水通道分為兩個支流，一個支流為極水通道進(jìn)入極水室，另一個支流為濃水通道進(jìn)入濃水室。
現(xiàn)結(jié)合附圖將本發(fā)明的工作原理予以詳述。該系統(tǒng)采用電去離子(EDI)裝置和反滲透(RO)裝置串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。
圖1中虛線表示在電去離子(EDI)裝置內(nèi)部的水流通道。由反滲透裝置1提供的給水通過淡水室進(jìn)水管2直接進(jìn)入到裝填有陰、陽離子交換樹脂的淡水室內(nèi)，經(jīng)過電去離子過程，給水中的離子幾乎全部遷移到濃水室中，幾乎沒有離子的高純水通過產(chǎn)水出口14及產(chǎn)水管道16引出到用戶所需位置。類似地，反滲透裝置提供的給水通過分流同時進(jìn)入濃水室進(jìn)水管3對濃水循環(huán)過程中因極水排放掉的極水進(jìn)行補(bǔ)充，其補(bǔ)充水量與濃水在循環(huán)過程中由極水排放管道17排放掉的極水水量相同。
在由濃水循環(huán)泵22、濃水循環(huán)管道23、濃水循環(huán)流量計(jì)6、電去離子裝置10內(nèi)濃水通道12、濃水循環(huán)電導(dǎo)率儀18、濃水循環(huán)泵前閥門21等組成的濃水循環(huán)管路系統(tǒng)中，流過電去離子裝置10內(nèi)濃水室12的循環(huán)濃水水流不斷吸收從淡水室水流中遷移過來的正負(fù)離子，導(dǎo)致閉式濃水循環(huán)管路系統(tǒng)中的循環(huán)濃水中離子濃度不斷增加，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電導(dǎo)率上升。循環(huán)中的濃水有很少一部分濃水在濃、極室進(jìn)水口8位置模塊的電去離子裝置10內(nèi)分流并通過極水通道11、極水排放管道17及極水排放閥門19作為極水排放，排放水量的多少通過對極水排放閥門19的調(diào)節(jié)、極水排放流量計(jì)20的流量顯示進(jìn)行控制并相應(yīng)地達(dá)到控制循環(huán)濃水的電導(dǎo)率大小，同時由濃水補(bǔ)充閥門4對循環(huán)中的濃水由于極水排放造成的損失量進(jìn)行相應(yīng)量的補(bǔ)充。閉式濃水循環(huán)管路系統(tǒng)中的濃水電導(dǎo)率大小根據(jù)電去離子(EDI)裝置的相關(guān)性能、給水硬度等情況維持在50μs/cm 500μs/cm之間任意數(shù)值并通過濃水循環(huán)電導(dǎo)率儀18顯示，當(dāng)循環(huán)濃水電導(dǎo)率低于50μs/cm時，通過調(diào)節(jié)極水排放閥門19減少極水排放量，當(dāng)循環(huán)濃水電導(dǎo)率高于500μs/cm時，通過調(diào)節(jié)極水排放閥門19增加極水排放量。因此，通過調(diào)節(jié)極水排放閥門19可使循環(huán)濃水電導(dǎo)率維持在50μs/cm-500μs/cm之間任意數(shù)值并在其它參數(shù)不變的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明將電去離子裝置內(nèi)部濃、極水通道與外部水流管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個完整的高純水制備管路系統(tǒng)，它是一種在電去離子制備高純水系統(tǒng)中無濃水排放的系統(tǒng)。工作時用于接受給水中離子的濃水通過濃水室及極水室，通過極水室的水由于含有氫氣和氧氣等氣體排放掉，通過濃水室的水在裝置內(nèi)部濃水孔道和外部管路組成的循環(huán)系統(tǒng)中強(qiáng)制閉式循環(huán)，并不斷從淡水室中吸收濃水中的離子，提高其導(dǎo)電能力，從而避免了在濃水室給水中注入含鹽溶液。然后根據(jù)循環(huán)濃水的導(dǎo)電能力，調(diào)節(jié)極水的排放量并由濃水室給水進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充，由于極水排放量較小及在外部水管路系統(tǒng)中不設(shè)濃水循環(huán)水箱，可達(dá)到濃水室給水中無需加鹽溶液、沒有濃水排放、提高水利用率的目的。由于濃水室內(nèi)不加鹽溶液，可消除氯離子對離子交換樹脂及離子交換膜的損壞，延長電去離子裝置的壽命。
權(quán)利要求
1.無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，由電去離子裝置(10)和管路系統(tǒng)組成，電去離子裝置(10)的一側(cè)有正電極、電極托板組成的陽極室，另一側(cè)有負(fù)電極、電極托板組成的陰極室，在陽極室和陰極室之間交替設(shè)有多個淡水室和濃水室，其特征在于給水系統(tǒng)的淡水室進(jìn)水管(2)的出水口與電去離子裝置(10)的淡水室進(jìn)水口(9)相連，給水系統(tǒng)的分流管路為濃水室進(jìn)水管(3)，濃水室進(jìn)水管(3)的出水口與電去離子裝置(10)的濃、極室進(jìn)水口(8)相連，電去離子裝置(10)的濃水出口(15)通過濃水循環(huán)管道(23)與濃水室進(jìn)水管(3)相連，在濃水循環(huán)管道(23)中串聯(lián)有濃水循環(huán)泵(22)，電去離子裝置(10)的極水出口(13)和產(chǎn)水出口(14)分別與極水排放管道(17)和產(chǎn)水管道(16)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，其特征在于在給水系統(tǒng)中設(shè)置有反滲透裝置(1)，給水系統(tǒng)的淡水室進(jìn)水管(2)的進(jìn)水口與反滲透裝置(1)的供水出口相連，從反滲透裝置(1)的出水口至淡水室進(jìn)水口(9)之間的淡水室進(jìn)水管(3)中依次裝有淡水室進(jìn)水閥門(5)和淡水室進(jìn)水流量計(jì)(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，其特征在于給水系統(tǒng)的分路接于反滲透裝置(1)的供水出口和淡水室進(jìn)水閥門(5)之間的淡水室進(jìn)水管(2)上，從淡水室進(jìn)水管(2)和濃水室進(jìn)水管(3)的接口處至濃、極室進(jìn)水口(8)的濃水室進(jìn)水管(3)上依次裝有濃水補(bǔ)充閥門(4)、濃水補(bǔ)充逆止閥門(26)和濃水循環(huán)流量計(jì)(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，其特征在于濃水循環(huán)管道(23)連接于濃水補(bǔ)充逆止閥門(26)和濃水循環(huán)流量計(jì)(6)之間的濃水室進(jìn)水管(3)上，從濃水循環(huán)泵(22)至濃水出口(15)的濃水循環(huán)管道(23)上，依次裝有濃水循環(huán)泵前閥門(21)和濃水循環(huán)電導(dǎo)率儀(18)，從濃水循環(huán)泵(22)至濃水循環(huán)管道(23)與濃水室進(jìn)水管道(3)接口處的濃水循環(huán)管道(23)上，依次裝有濃水循環(huán)泵后閥門(24)和濃水循環(huán)逆止閥門(25)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，其特征在于在極水排放管道(17)上裝有極水排放閥門(19)和極水排放流量計(jì)(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，其特征在于在淡水室內(nèi)填充顆粒狀陰、陽離子交換樹脂或離子交換纖維編制布、無紡布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，其特征在于極水排放管道(17)的極水排放量與反滲透裝置(1)的供水口至濃水補(bǔ)充逆止閥門(26)之間的濃水室進(jìn)水管(3)的補(bǔ)充給水量相當(dāng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，其特征在于在電去離子裝置(10)內(nèi)與濃、極室進(jìn)水口(8)相連的進(jìn)水通道分為兩個支流，一個支流為極水通道進(jìn)入極水室，另一個支流為濃水通道進(jìn)入濃水室。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備純水的系統(tǒng)，是一種無濃水排放的電去離子系統(tǒng)，由電去離子裝置和管路系統(tǒng)組成，電去離子裝置有陽極室和陰極室，在陽極室和陰極室之間交替設(shè)有多個淡水室和濃水室。給水系統(tǒng)的淡水室進(jìn)水管的出水口與電去離子裝置的淡水室進(jìn)水口相連，給水系統(tǒng)的分流管路為濃水室進(jìn)水管，濃水室進(jìn)水管的出水口與電去離子裝置的濃、極室進(jìn)水口相連，電去離子裝置的濃水出口通過濃水循環(huán)管道與濃水室進(jìn)水管相連，在濃水循環(huán)管道中串聯(lián)有濃水循環(huán)泵，電去離子裝置的極水出口和產(chǎn)水出口分別與極水排放管道和產(chǎn)水管道相連。它是一種濃水閉式循環(huán)，沒有濃水排放，水利用率高，系統(tǒng)簡單，運(yùn)用成本低的制備純水的系統(tǒng)。
文檔編號C02F1/46GK1792841SQ200510048178
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者閆書宏, 李福勤, 耿漢亭, 馬計(jì)中, 何榮軍, 韓金海 申請人:河北電力設(shè)備廠