申请日2012.08.24
公开(公告)日2013.05.15
IPC分类号B01D61/46; C02F1/469; B01D67/00
摘要
本实用新型提供了一种快离子电性膜水处理设备。是将快离子阴电性膜5，阳电性膜7，装配在两端封闭了的内嵌有快离子电极1、电极2的二个方形的塑料电极框3中，电极框中由若干张(或1至1000张)快离子电性膜及100目的聚乙烯网4交替构成电性膜水处理设备。塑料网框设有布水道，每个塑料网框交替组合之间有个折流水道6，折流水道用于提高装置的脱盐率保证出水水质要求。设备中设有进水口8，出水口9，配有水泵。设备可用于低分子量电解质如氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁的脱盐以及水中有机物的去除。
权利要求书
1.一种快离子电性膜水处理设备，其特征在于：
(1)快离子电性膜水处理设备的构造：将快离子阴电性膜(5)，阳电性膜(7)，装配在两端封闭了的内嵌有快离子电极(1)、电极(2)的二个方形的塑料电极框(3)中，电极框中由1至1000张快离子电性膜及100目的聚乙烯网框(4)交替构成电性膜水处理设备;塑料网框设有布水道，每个塑料网框交替组合之间有个折流水道(6)，设备中设有进水口(8)，出水口(9)，快离子电性膜水处理设备中配有水力提升泵。
说明书
快离子电性膜水处理设备
技术领域
本实用新型涉及一种快离子电性膜水处理设备，是将快离子导电聚合物聚合成快离子电性膜，该膜在电场作用下能够渗透分离电解质。将该快离子电性膜和快离子电极构成水处理设备。
背景技术
目前在废水处理应用中研究涉及的膜都是通用的离子交换膜，还没有见到将快离子导电聚合物聚合成导电的快离子导电的并能够渗透分离电解质的快离子电性膜，以及将电性膜与快离子电极构成快离子电性膜水处理设备。
众多的研究表明，现有研究的电渗析器用的离子交换膜分为二大类：一类是由阳离子交换树脂粉和阴离子交换树脂粉聚合而成异相离子交换膜;另一类是由带阳离子聚合物和带阴离子聚合物聚合而成的均相离子交换膜。这些公知的电渗析膜具有可渗析低分子量电解质的功能，但是它们不能渗析非电解质或对此种电解质的渗析速率非常低，另外现有技术中的电渗析膜仍然存在着电解质渗析率低、渗析速度慢、易结垢、不耐有机和无机污染物污染等问题。
用现有技术制备出的一种电渗析膜的方法，已有很多文献提 出使用与离子交换膜相反电荷物质对阳离子交换膜和阴离子交换膜进行表面处理，使膜表面的抗有机污染性能得到改良。
但用上述与离子交换膜相反电荷物质对阳离子交换膜和阴离子交换膜进行表面处理的方法中，即使膜表面的抗有机污染性能得到改良，但膜的固有紧密性和电渗透性并未得到改变。然而该方法在处理膜时会出现膜的表面积因溶剂的溶胀和收缩而改变膜的原始基质问题，因为绝大多数电参渗离子交换膜组分是离子型聚合物，而且用此种方法对膜表面进行处理时会使膜发生收缩或强度降低。
用上述方法对膜表面进行处理的方法存在的另二个问题是，其一是由于绝大多数制膜组分是有机聚合物，因有机离子型聚合物导电性差，电离的平衡导致电势能减弱，电解质的电性分离功能同时减弱，使电解质分离功能降低。其二是制膜组分的离子型聚合物是不良导电体，膜的电解质电渗析性能差导致大部分电解质离子完全靠电能推动形成电渗析来渗析电解质，导致能耗高。
在废水处理领域中，用传统电渗析器处理废水时存在如下问题：一是电渗析器只能对水中电解质进行分离(如酸碱的回收)，对水中的有机污染物几孚没有什么降解作用，对不导电的无机离子分离性能差，且极易被无机离子污染结垢。二是传统电渗析器所用电极为金属钛涂钌铱金属氧化物层，电极的导电性不好，涂层表面积低易脱落，使用寿命短，因此导致整套装置存在电流效率低，易形成极化。上述问题的存在，使得电渗析在废水处理应 用范围受到限制。
发明内容
基于上述传统电渗析器用的离子交换膜和电极的技术不足，本实用新型的目的是提供一种将导电聚合物聚合成的快离子电性膜，由快离子导体多孔基体材料负载在金属网中而成电极。快离子电性膜电荷质量高且导电性能好，能形成既导电又不致电荷间有短路问题，具有较好的离子电渗透性，对水中的1价和多价离子都有很好的电渗选择迁移性能。因此，这种快离子导电聚合物组分和基体组成的电性膜具有优异稳定性。
膜分离的共同特点是膜的渗透和传输机理取决于推动力的种类和推动力的大小、膜材料的形态结构以及被分离物质和膜材料的物理化学性质，膜分离的推动力可以是压差、浓度差、电位差、温差、PH值差。
由快离子导体多孔基体材料负载在金属网中而成电极，是将几种有机和无机聚合物经合成为快离子导体胶体，再将胶体负载在金属网中，经高温烧结而成快离子电极，快离子电极具有在电能作用下产生氧化性很强的能降解水中有机污染物的活性物质。
为了达到上述发明目的，本实用新型由一种电荷质量高且导电性能好、能形成既导电又不致电荷间有短路问题、具有较好的离子电渗透性、对水中的1价和多价离子都有很好的电渗选择迁移性能的快离子阴电性膜、阳电性膜、快离子导体多孔基体材 料负载在金属网中而成的快离子电极、塑料电极框、若干张(或1至1000张)快离子阴电性膜、阳电性膜及100目的塑料网4交替构成快离子电性膜水处理设备，设备中设有布水道，每个交替组合之间有个折流水道，设备中设有进水口，出水口，配有水泵，由以上部件构成了快离子电性膜水处理设备。上述构成的快离子电性膜水处理设备是将膜分离所需的推动力浓度差、电位差组合在一起的高性能电解质分离的快离子电性膜水处理设备，设备能降低废水的硬度(矿化度)，设备的脱盐率高，保证了出水水质要求。
本发明的快离子电性膜水处理设备可用于选择性渗透电解质。例如，本发明装置中的快离子电性膜可用于低分子量的电解质如氯化钠、氯化钾、硫酸钠、磷酸钠和氯化钙、氯化镁的脱盐，也可用于盐酸、乙酸和氢氧化钠的去离子。
特别是，本实用新型的快离子电性膜水处理设备可在工业用水、高矿化度水等水处理中用于脱盐。
下面将通过实施例对本实用新型发明进行详细描述;
