專(zhuān)利名稱(chēng)：一種卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及含離子廢水處理設(shè)備，尤其涉及一種用于電容吸附去離子技術(shù)的 裝置以及與之配套的電極。
背景技術(shù)：
海水苦咸水的淡化、含鹽廢水脫鹽、鍋爐給水、純水的制備、重金屬?gòu)U水的處理等 都需要預(yù)先去除水中的離子，傳統(tǒng)的去離子方法存在著能耗高、成本高、再生麻煩、裝置復(fù) 雜等問(wèn)題。研究表明，電容去離子方法和傳統(tǒng)的去離子方法相比具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。電容去離 子法再生時(shí)不需要使用任何酸、堿或鹽，只是通過(guò)電極的放電完成，因此沒(méi)有額外的廢物產(chǎn) 生，避免了二次污染；具有較高的能量利用率，而且不需用任何膜或高壓泵，操作簡(jiǎn)單；在 低壓下運(yùn)行，排除了電解水產(chǎn)生的電流損失，電極上也不會(huì)發(fā)生氧化_還原反應(yīng)產(chǎn)生氣體， 如有必要還可以將所用的能量回收一部分過(guò)來(lái)，即將吸附飽和的模塊上儲(chǔ)存的電能再加到 另一再生好的模塊上，也即所謂的“秋千式”供電的方式，降低了能耗。從理論上分析，電容 去離子技術(shù)具有能量利用率高、易操作、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)?？蓱?yīng)用在很多方面，包括海水 脫鹽、工業(yè)用水軟化、廢水凈化、水溶性的放射性廢物處理、核能電場(chǎng)廢水處理、重金屬?gòu)U水 處理、印染廢水脫色、半導(dǎo)體加工中高純水的制備等，作為一種水中去離子聯(lián)合系統(tǒng)的前處 理或后處理單元，甚至作為主處理單元，它具有廣闊的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行和儀器狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、去離 子快速高效、能耗低、再生方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、不需要投藥和加熱、無(wú)二次污染的電 容吸附去離子裝置，同時(shí)提供能與之配套的ACF電極。其電極制造的方法為采用的集電極為薄的導(dǎo)電石墨，厚度在< 1mm ；均勻涂上一 層過(guò)400目篩的石墨粉填充的導(dǎo)電膠，厚度< 0. 1mm ；再粘上厚度為1 1. 5mm的活性炭纖 維(ACF)，壓緊，之后加熱固化成型。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)1、裝置為卡槽式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為非金屬高分子有機(jī)物，呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。裝置兩側(cè)壁與 底部開(kāi)有一定數(shù)目的凹槽，裝置的凹槽寬2mm，深2mm，每相鄰的凹槽間隔3mm。取一定數(shù)目 的電極插入凹形槽中，電極與凹形槽接觸處密封處理，以防止水漏水。水流在裝置以折流的 方式流經(jīng)ACF電極，鹽離子吸附于電極上，得到脫鹽水。通過(guò)直流電源來(lái)供電使得ACF電極 間形成電場(chǎng)。ACF電極兩側(cè)各固定著一根銅線，用于傳導(dǎo)電流于ACF電極上，節(jié)省了導(dǎo)電線， 簡(jiǎn)化了與電極的連接方式。2、在電極間填充了活性炭顆粒或活性炭纖維以形成三維電極，增大了吸附面積， 能夠有效增大吸附量。3、出水處有一在線監(jiān)測(cè)的電導(dǎo)率儀，可根據(jù)電導(dǎo)率變化來(lái)自動(dòng)控制電極的正負(fù)極 實(shí)現(xiàn)電吸附-脫附，吸附周期中當(dāng)電導(dǎo)率高于出水要求時(shí)電極反接進(jìn)入脫附階段，此時(shí)關(guān)閉脫鹽水出水閘，打開(kāi)濃水出水閘，脫附完全后關(guān)閉濃水出水閘，打開(kāi)脫鹽水出水閘，待脫 鹽出水電導(dǎo)率高于出水要求時(shí)又將電極反接。如此循環(huán)。4、該裝置只需電耗，不添加任何其他藥劑。而電壓應(yīng)控制在< 2V以下的范圍內(nèi)， 防止原水發(fā)生電解而破壞電吸附。含各種離子的廢水本實(shí)用新型去離子后，可以大大減少原水中離子含量，得到電 導(dǎo)率低的出水，同時(shí)可回收原水中的有用成分。實(shí)現(xiàn)在低能耗情況下去離子，保護(hù)了環(huán)境， 又達(dá)到了變害為利、變廢為寶的目的。

圖1為本實(shí)用新型的活性炭纖維電極電容吸附脫鹽裝置及其配套ACF電極的示意 圖。
具體實(shí)施方式
本裝置由電吸附裝置、直流穩(wěn)壓電源(1)、電導(dǎo)率儀(12)和ACF電極(9)共四部 分組成，直流穩(wěn)壓電源(1)為ACF電極(9)供電，電壓表⑵來(lái)控制輸出電壓，電流表(3) 則顯示相應(yīng)的電流，銅導(dǎo)電線分別一端連接直流穩(wěn)壓電源的正極(4)和負(fù)極(5)上，一端連 接在銅線⑶上，銅線⑶為ACF電極(9)傳導(dǎo)電流，使得ACF電極(9)間形成電場(chǎng)吸附離 子。原水從進(jìn)水口(7)流入電吸附裝置中，以折流的方式流經(jīng)ACF電極(9)，經(jīng)電吸附脫鹽 由出水口(10)流出，在出水口附近有一監(jiān)測(cè)點(diǎn)(11)來(lái)測(cè)量出水電導(dǎo)率，通過(guò)電導(dǎo)率的變化 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制電吸附_脫附的循環(huán)過(guò)程。
權(quán)利要求一種卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置，其特征在于該裝置由電吸附裝置、直流穩(wěn)壓電源(1)、電導(dǎo)率儀(12)和活性炭纖維(ACF)電極(9)共四個(gè)部分組成，ACF電極通過(guò)銅線以及導(dǎo)電線與直流穩(wěn)壓電源(6)相連，電導(dǎo)率儀(12)在出水口處有一監(jiān)測(cè)點(diǎn)(11)測(cè)量出水電導(dǎo)率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置，其特征在于卡 槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置為卡槽式結(jié)構(gòu)，其裝置兩側(cè)壁與底部開(kāi)有一定數(shù) 目與規(guī)格的凹槽，每個(gè)凹槽相對(duì)應(yīng)平齊以固定ACF電極(9)，ACF電極(9)與凹槽接觸處密 封處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置，其特征在于卡 槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置材質(zhì)為非金屬高分子有機(jī)物，呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置，其特征在于凹 槽寬2mm，深2mm，每相鄰的凹槽間隔3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置，其特征在于卡 槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置的前端為進(jìn)水口(7)，后端為出水口(10)，水以 折流的方式流經(jīng)ACF電極(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置，其特征在于 ACF電極兩側(cè)各固定著一根銅線(8)，用于傳導(dǎo)電流于ACF電極(9)上，節(jié)省了導(dǎo)電線，簡(jiǎn)化 了與電極的連接方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子裝置，其特征在于 ACF電極(9)之間填充了 ACF或者活性炭顆粒形成三維電極。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供的一種卡槽式活性炭纖維電極電容吸附去離子的裝置，主要由電吸附裝置、直流穩(wěn)壓電源、電導(dǎo)率儀和ACF電極共四部分組成。直流穩(wěn)壓電源為ACF電極供電，ACF電極安裝在電吸附裝置的凹槽中，正負(fù)極相間分布，在電場(chǎng)作用下ACF電極能夠有效的通過(guò)雙電層效應(yīng)吸附離子，而根據(jù)電導(dǎo)率儀來(lái)監(jiān)測(cè)出水電導(dǎo)率變化，當(dāng)吸附飽和后，將電極反接，進(jìn)入脫附階段。從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行、低能耗、再生方便、不投藥和加熱、不產(chǎn)生二次污染、高效快速去離子的目的。
文檔編號(hào)C02F1/46GK201581010SQ20092005607
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者鐘穎, 雷恒毅 申請(qǐng)人:中山大學(xué);廣州珠江環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司