电渗析隔板结构的制作方法

1.本实用新型涉及电渗析污水处理技术领域，尤其涉及电渗析污水处理槽技术，具体涉及用于安装在电渗析槽内的电渗析隔板结构。


背景技术：

2.电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合；在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳离子可以透过阳离子交换膜，阴离子可以透过阴离子交换膜)，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的，是一种在工业上运用成熟的技术。
3.经过电渗析处理的污水会产生三种水，分别是淡水、浓水和极水；其中淡水是基本不含有负价阴离子和金属阳离子的水，是污水处理的理想获得对象，浓水是高浓缩阴阳离子的污水，极水是浓缩大量阴离子并夹杂极少量阳离子或者浓缩大量阳离子并夹杂极少量阴离子的水，极水和浓水都并非理想的污水处理对象，在进行无害化排放之前，还要进行包括氧化、还原、置换等化学处理。鉴于此，在处理相同的污水时，产生的淡水量占比越高，浓水和极水的量占比越小，后续进行浓水、极水处理的压力就会越小。
4.现有的电渗析槽中通过阴离子膜和阳离子膜间隔安装将电渗析槽间隔形成多个腔室，在两端外加正负电极后会形成淡化室和浓缩室，从而达到污水淡化处理的目的；然而，现有技术中，在进行不断电渗析处理污水的过程中，同时会产生大量的浓水，这使得经过电渗析后，针对后续的浓水和极水处理的工作量同样较大。为此，本技术针对现有的电渗析槽进行了针对性的改进，用于提高淡水占比，降低浓水占比，从而减轻污水后续针对浓水和极水处理的压力，降低处理成本，提升处理效率。


技术实现要素：

5.为了进一步降低现有技术中利用电渗析处理污水后的浓水占比，本技术提供了一种经过改良后的电渗析隔板结构，其通过同时集成阴离子膜和阳离子膜，通过将电渗析隔板结构安装在电渗析槽中能够自然的形成多个淡化室和浓缩室，由于本技术中提供的电渗析隔板结构已经同时集成了阴离子膜和阳离子膜，则使得电渗析槽中绝大部分空间都将成为淡化室，浓缩室则位于电渗析隔板结构内部，如此一来，无需对阴离子膜和阳离子膜进行间隔布置，只需要将本技术提供的电渗析隔板结构可靠地安装在电渗析槽内即可。由于电渗析隔板结构的轴向跨度较小，使得经浓缩后的污水中离子浓度高，浓水体积小，能够有效的降低单位体积污水处理后产生浓水的占比，减轻后续处理压力；同时，还能够降低污水处理企业用于暂存浓水的装置容量，节省处理成本。另一方面，由于浓水占比降低，其粒子浓度含量更高，能够更有效的进行后续提炼或者置换处理，降低浓水无害化处理的成本。
6.为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：
7.电渗析隔板结构，包括作为主体结构的隔框，所述隔框呈中空的两端开口结构设
置，隔框两端面分别可拆卸连接有第一压合机构和第二压合结构，所述隔框与所述第一压合机构之间压合有阴离子膜，所述隔框与所述第二压合机构之间压合有阳离子膜。
8.为了获得高浓度浓水，避免粒子扩散，优选地，所述隔框内壁、阴离子膜和阳离子膜合围形成密闭的空腔。
9.为了便于浓水的更替，优选地，所述隔框上分别设置有用于向空腔内注入淡水的进水管，以及用于排出所述空腔内经电渗析形成的浓水的排水管。
10.为了提高浓水更替的比例，避免注入原水随浓水一并排出导致浓水体积增加的问题出现，优选地，所述进水管位于隔框的顶部，所述排水管设置在隔框的底部或者设置在隔框的顶部并向下延伸至空腔内靠近隔框内底部的位置。
11.为了提高隔板结构的强度，降低在浓水更替过程中由于浓水排出导致隔框内的压强降低而使得阴离子膜和阳离子膜受压过大，优选地，还包括设置在隔框内位于所述阴离子膜和阳离子膜之间用于支撑所述阴离子膜和阳离子膜的抗压笼。
12.进一步优选地，所述抗压笼包括笼骨架，至少包裹覆盖笼骨架靠近所述阴离子膜和阳离子膜两侧的第一支撑网和第二支撑网。
13.为了方便阴离子膜和阳离子膜的安装和更换，优选地，所述隔框包括采用对称结构设置的框本体，框本体任一侧沿外边缘设置有台阶，所述台阶靠近框本体轴心一侧沿轴向向外延伸形成用于抵接并贴合阴离子膜或阳离子膜的凸台，所述台阶靠近框本体一侧具有一围绕框本体边缘的平面，所述平面上靠近凸台一侧设置有多个卡孔；
14.所述第一压合结构和第二压合结构上分别设置有用于与多数卡孔卡接的第一卡子和第二卡子，所述凸台上设置有用于贴合所述阴离子膜和/或阳离子膜的弧形面；
15.其中，在框本体分别与所述第一压合结构和第二压合结构卡接并将所述阴离子膜和阳离子膜压合在所述弧形面上时，所述框本体的内壁、阴离子膜和阳离子膜合围形成密闭的空腔处于密闭状态。
16.有益效果：
17.1、本实用新型采用将阴离子膜和阳离子膜集成在电渗析隔板结构上，能够实现电渗析槽的模块化安装，可以适应不同应用场景的污水电渗析应用，通过电渗析隔板结构的疏密布局，能够灵活调整淡水室的大小。
18.2、本实用新型将浓水室集成在隔板结构内，能够最大程度利用原水的注入实现浓水的排放，同时也能够在抗压笼的支撑作用下，实现浓水完全排放后再注入原水，最大程度避免浓水替换过程造成原水混同排出，从而增加浓水体积的问题。
19.3、本实用新型能够实现对现有电渗析槽的后期改进，具有良好的实用性和兼容性，实现低成本装备升级。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
21.图1是本技术处于电渗析槽中的工作示意图。
22.图2是本技术一实施例的结构爆炸图。
23.图3是图2中a区结构放大图。
24.图4是图2中b区结构放大图。
25.图5是图2中c区结构放大图。
26.图6是隔框的其中一种实施结构。
27.图7是隔框的另一种实施例结构轴测图。
28.图8是图7内部结构主视图。
29.图中：1-第一压合结构；2-第一卡子；3-阴离子膜；4-抗压笼；41-笼骨架；42-第一支撑网；43-第二支撑网；5-隔框；51-框本体；52-台阶；53-凸台；54-弧形面；55-卡孔；56-凸棱；57-进水管；58-排水管；6-阳离子膜；7-第二压合结构；71-压合框；72-第二卡子。
具体实施方式
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.实施例1：
37.参见说明书附图1和图2所示的电渗析隔板结构，包括作为主体结构的隔框5，所述隔框5呈中空的两端开口结构设置，隔框5两端面分别可拆卸连接有第一压合机构1和第二
压合结构7，所述隔框5与所述第一压合机构1之间压合有阴离子膜3，所述隔框5与所述第二压合机构7之间压合有阳离子膜6。
38.结构及工作原理阐述：
39.首先，本实施例通过电渗析实现污水淡化和浓缩的原理与现有电渗析一致，旨在结构上进行改进从而达到处理单位体积的污水原水后，相较于现有技术而言能够进一步降低浓水的比例。其次，降低了阴离子膜3和阳离子膜6在后期运维、更换过程中的难度。
40.参见图1所示，图中相邻两块电渗析隔板结构形成的隔室空间为淡化室100，每一块电渗析隔板结构的内腔则为浓缩室200，在正负电极形成的电场中，位于污水原水内的正负离子发生定向移动，最终汇聚到浓缩室200中，即位于隔框5内。当按照处理标准，达到淡化/浓缩时间后，可将所有电渗析隔板结构取出，任一打开第一压合机构1和/或第二压合结构7将浓水排出至指定暂存池内即可进行重新安装，并将已经处理的淡水排出，重新加入原水，进行二次的电渗析处理。为了提升原水加入的便捷，可以在原水加入电渗析槽后，将隔框5完全放置在电渗析槽内安装第一压合机构1和/或第二压合结构7，从而使得安装好隔框5后，其内部自然盛装满未经处理的污水原水。
41.实施例2：
42.本实施例是在实施例1的基础上进行进一步的优化，参见说明书附图1-图8所示，为了获得高浓度浓水，避免粒子扩散，所述隔框5内壁、阴离子膜3和阳离子膜6合围形成密闭的空腔。
43.为了便于浓水的更替，所述隔框5上分别设置有用于向空腔内注入淡水的进水管57，以及用于排出所述空腔内经电渗析形成的浓水的排水管58。
44.为了提高浓水更替的比例，避免注入原水随浓水一并排出导致浓水体积增加的问题出现，优选地，所述进水管57位于隔框5的顶部，所述排水管58设置在隔框5的底部或者设置在隔框5的顶部并向下延伸至空腔内靠近隔框5内底部的位置。
45.首先，针对如图2和图6所示的进水管57和排水管58的安装方式进行阐述作业方式。如图2和图6所示，进水管57位于顶部，排水管58位于底部，在完成电渗析后，排出浓水的方式可以通过进水管57进入原水将浓水从排水管58内挤出，或者通过打开排水管58利用浓水的自然排出将原水从进水管57吸入。采取何种方式较为适宜取决于实际应用场地的设备安装情况是否存在增压机构或者存在安装落差，但无论采用何种方式，基于浓水密度会大于原水密度的原理，浓水排出由底部开始，原水从顶部进入的方式能够最大程度降低原水随浓水排出导致浓水体积增加的问题出现。但值得说明的是，浓水采用下排水的方式需要有管路贯穿电渗析槽壳体方能进行，否则将无法采用本结构。当电渗析槽底部不具有排水条件，且现有结构亦不便于实现低成本改造时，还可以采用下述方案。
46.其次，在上述下排水方案不可行的情况下，还可以采用如图7和图8所示结构，即价格排水管58同样设置在隔框5顶部，但其端头贯穿隔框5一致延伸至内底部，从而始终将底部的浓水抽出，逐渐通过原水替代，这一结构改进可以有效地解决电渗析槽不能进行下排水的问题。
47.为了提高隔板结构的强度，降低在浓水更替过程中由于浓水排出导致隔框5内的压强降低而使得阴离子膜3和阳离子膜6受压过大，本实施例中，还包括设置在隔框5内位于所述阴离子膜3和阳离子膜6之间用于支撑所述阴离子膜3和阳离子膜6的抗压笼4。所述抗
压笼4包括笼骨架41，至少包裹覆盖笼骨架41靠近所述阴离子膜3和阳离子膜6两侧的第一支撑网42和第二支撑网43。针对非连续浓水排水的情况，可以通过排水管58事先将浓水尽数排出后，再关闭排水管58，通过进水管57诸如原水，这种方案通常是用于可以下排水的电渗析槽而言，其优点在于不会造成浓水的体积增加；但是弊端是必须要事先将淡水排出，否则，阴离子膜3和阳离子膜6将受到较大的压差作用。然而，由于淡水的体积较大，排放的时间较长，这将导致工作效率降低，为了避免该问题，本实施例通过在隔框5内增设抗压笼4，既能够避免阴离子膜3和阳离子膜6承受压差，又能够实现任意时候进行淡水/浓水排放，使得二者互不干涉和影响，能够提高换水效率，提升电渗析处理的连续性。
48.实施例3：
49.为了方便阴离子膜3和阳离子膜6的安装和更换，结合图2-图5所示，所述隔框5包括采用对称结构设置的框本体51，框本体51任一侧沿外边缘设置有台阶52，所述台阶52靠近框本体51轴心一侧沿轴向向外延伸形成用于抵接并贴合阴离子膜3或阳离子膜6的凸台53，所述台阶52靠近框本体51一侧具有一围绕框本体51边缘的平面，所述平面上靠近凸台53一侧设置有多个卡孔55；
50.所述第一压合结构1和第二压合结构7上分别设置有用于与多数卡孔55卡接的第一卡子2和第二卡子72，所述凸台53上设置有用于贴合所述阴离子膜3和/或阳离子膜6的弧形面54；
51.其中，在框本体51分别与所述第一压合结构1和第二压合结构7卡接并将所述阴离子膜3和阳离子膜6压合在所述弧形面54上时，所述框本体51的内壁、阴离子膜3和阳离子膜6合围形成密闭的空腔处于密闭状态。
52.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.电渗析隔板结构，包括作为主体结构的隔框(5)，其特征在于：所述隔框(5)呈中空的两端开口结构设置，隔框(5)两端面分别可拆卸连接有第一压合结构(1)和第二压合结构(7)，所述隔框(5)与所述第一压合结构(1)之间压合有阴离子膜(3)，所述隔框(5)与所述第二压合结构(7)之间压合有阳离子膜(6)。2.根据权利要求1所述的电渗析隔板结构，其特征在于：所述隔框(5)内壁、阴离子膜(3)和阳离子膜(6)合围形成密闭的空腔。3.根据权利要求2所述的电渗析隔板结构，其特征在于：所述隔框(5)上分别设置有用于向空腔内注入淡水的进水管(57)，以及用于排出所述空腔内经电渗析形成的浓水的排水管(58)。4.根据权利要求3所述的电渗析隔板结构，其特征在于：所述进水管(57)位于隔框(5)的顶部，所述排水管(58)设置在隔框(5)的底部或者设置在隔框(5)的顶部并向下延伸至空腔内靠近隔框(5)内底部的位置。5.根据权利要求1-4任一项所述的电渗析隔板结构，其特征在于：还包括设置在隔框(5)内位于所述阴离子膜(3)和阳离子膜(6)之间用于支撑所述阴离子膜(3)和阳离子膜(6)的抗压笼(4)。6.根据权利要求5所述的电渗析隔板结构，其特征在于：所述抗压笼(4)包括笼骨架(41)，至少包裹覆盖笼骨架(41)靠近所述阴离子膜(3)和阳离子膜(6)两侧的第一支撑网(42)和第二支撑网(43)。7.根据权利要求1-4任一项所述的电渗析隔板结构，其特征在于：所述隔框(5)包括采用对称结构设置的框本体(51)，框本体(51)任一侧沿外边缘设置有台阶(52)，所述台阶(52)靠近框本体(51)轴心一侧沿轴向向外延伸形成用于抵接并贴合阴离子膜(3)或阳离子膜(6)的凸台(53)，所述台阶(52)靠近框本体(51)一侧具有一围绕框本体(51)边缘的平面，所述平面上靠近凸台(53)一侧设置有多个卡孔(55)；所述第一压合结构(1)和第二压合结构(7)上分别设置有用于与多数卡孔(55)卡接的第一卡子(2)和第二卡子(72)，所述凸台(53)上设置有用于贴合所述阴离子膜(3)和/或阳离子膜(6)的弧形面(54)；其中，在框本体(51)分别与所述第一压合结构(1)和第二压合结构(7)卡接并将所述阴离子膜(3)和阳离子膜(6)压合在所述弧形面(54)上时，所述框本体(51)的内壁、阴离子膜(3)和阳离子膜(6)合围形成密闭的空腔处于密闭状态。

技术总结
本申请公开了电渗析隔板结构，包括作为主体结构的隔框，所述隔框呈中空的两端开口结构设置，隔框两端面分别可拆卸连接有第一压合机构和第二压合结构，所述隔框与所述第一压合机构之间压合有阴离子膜，所述隔框与所述第二压合机构之间压合有阳离子膜。本实用新型将浓水室集成在隔板结构内，能够最大程度利用原水的注入实现浓水的排放，同时也能够在抗压笼的支撑作用下，实现浓水完全排放后再注入原水，最大程度避免浓水替换过程造成原水混同排出，从而增加浓水体积的问题。而增加浓水体积的问题。而增加浓水体积的问题。


技术研发人员：徐叶飞 刘杨 苏勇
受保护的技术使用者：四川中擎锐科新能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/21