靜電除鹽系統(tǒng)及其試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鹽水淡化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電除鹽系統(tǒng)及其試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海水和苦咸水淡化，是解決全球淡水資源匱乏的關(guān)鍵，海水和苦咸水淡化即利用海水或苦咸水脫鹽生產(chǎn)淡水。目前我國人均水資源量約為2100m3，為世界人均占有量的I/4，我國已被聯(lián)合國列為13個最缺水國之一，沿海工業(yè)城市人均水資源量大部分低于500m3，處于極度缺水狀態(tài)，大力發(fā)展海水或苦咸水淡化市場已經(jīng)是當(dāng)務(wù)之急。靜電除鹽技術(shù)在目前所用的海水或苦咸水的淡化方法中發(fā)展迅速，靜電除鹽技術(shù)的基本原理為:含離子的原水進(jìn)入由陰、陽電極形成的通道，在通道中，原水中陰、陽離子或帶電粒子受到電場力作用而向極性相反的電極迀移，最終被電極表面的雙電層所吸附，使水中溶解的鹽類及其它帶電物質(zhì)在電極表面濃縮而實現(xiàn)水的凈化。電極材料是影響靜電除鹽技術(shù)的重要因素，目前所使用的電極材料吸附性能低，材料的制作成本高，靜電除鹽效率低，難以滿足需求;進(jìn)水流量也是影響靜電除鹽效果的一個重要因素，需要通過試驗裝置來測得最佳進(jìn)水流量；而且現(xiàn)有的靜電除鹽裝置除鹽效率低，除鹽效果差，難以滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、制作成本低、電極板吸附性能好、除鹽效果好、除鹽效率高，并且能夠調(diào)節(jié)進(jìn)水流量的靜電除鹽系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:靜電除鹽系統(tǒng)，包括進(jìn)水水箱、除鹽裝置和出水水箱，進(jìn)水水箱和除鹽裝置之間通過進(jìn)水管路連通，除鹽裝置和出水水箱之間通過出水管路連通，進(jìn)水管路上按液體流通方向依次設(shè)置有水栗和液體流量計，除鹽裝置上連接有電導(dǎo)率測定儀;除鹽裝置包括由有機(jī)玻璃制成的呈長方體結(jié)構(gòu)的外殼體，夕卜殼體左右兩側(cè)分別開設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口與進(jìn)水管路相連接，出水口與出水管路相連接，外殼體內(nèi)設(shè)有若干平行且間隔設(shè)置的電極板，相鄰兩塊電極板的極性相反并且上下交錯設(shè)置，各電極板交替連接在外殼體的頂壁和底壁上；電極板包括由不銹鋼材料制成的矩形鋼板，矩形鋼板兩側(cè)面均通過導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂層粘結(jié)有活性炭纖維布，活性炭纖維布外側(cè)包裹有不銹鋼鋼絲網(wǎng)，矩形鋼板上均勻開設(shè)有若干圓孔，圓孔內(nèi)穿設(shè)有絲線，絲線交替通過所述各圓孔左右穿插將所述活性炭纖維布縫合緊貼在矩形鋼板上。
[0005]每塊電極板的外加電壓為1.5伏，相鄰兩塊電極板之間的間距為1.5毫米。
[0006]采用兩個以上除鹽裝置通過連接管路串聯(lián)在液體流量計與出水水箱之間，每個除鹽裝置均連接有電導(dǎo)率測定儀。
[0007]本發(fā)明的目的還在于提供一種靜電除鹽系統(tǒng)的測定最佳進(jìn)水流量的試驗方法，能夠通過調(diào)節(jié)進(jìn)水流量測定得出最佳除鹽效果下的最佳進(jìn)水流量。
[0008]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的靜電除鹽系統(tǒng)的測定最佳進(jìn)水流量的試驗方法依次包括以下步驟: (I)沿水的流向，將第一個除鹽裝置的進(jìn)水口通過進(jìn)水管路與進(jìn)水水箱相連通，第一個除鹽裝置的出水口通過連接管路與第二個除鹽裝置的進(jìn)水口相連通，將第二個除鹽裝置的出水口通過出水管路與出水水箱相連通，進(jìn)水管路上按液體流通方向依次安裝上水栗和液體流量計，將電導(dǎo)率測定儀與除鹽裝置連接；
(2 )啟動水栗，根據(jù)液體流量計的示數(shù)調(diào)節(jié)水栗控制進(jìn)水流量，將進(jìn)水流量控制在試驗人員預(yù)定的流量值，待進(jìn)水流量穩(wěn)定后，記下液體流量計上的數(shù)值，通過電導(dǎo)率測定儀監(jiān)測除鹽裝置內(nèi)水流的電導(dǎo)率，每隔一分鐘記錄下除鹽裝置內(nèi)水流的電導(dǎo)率，并作出電導(dǎo)率隨時間的變化曲線圖；
(3)執(zhí)行一次步驟(2)為一次流量試驗，調(diào)節(jié)水栗，使進(jìn)水流量與新的預(yù)定流量值相適應(yīng)，然后重復(fù)繼續(xù)執(zhí)行步驟(2)的操作進(jìn)行流量試驗，總計進(jìn)行三次以上流量試驗；
(4)每次執(zhí)行步驟(2)進(jìn)行流量試驗均得到特定流量下電導(dǎo)率隨時間變化曲線圖，最終通過比較不同進(jìn)水流量下電導(dǎo)率隨時間變化曲線圖，得出最佳進(jìn)水流量。
[0009]步驟(2)中，當(dāng)電導(dǎo)率測定儀監(jiān)測到的電導(dǎo)率逐漸上升后，除鹽裝置失效，斷開在電極板上施加的電壓，直接向除鹽裝置內(nèi)通入原水進(jìn)行反洗。
[0010]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、本發(fā)明的靜電除鹽系統(tǒng)的測定最佳進(jìn)水流量的試驗方法，根據(jù)液體流量計調(diào)節(jié)水栗控制進(jìn)水流量，待進(jìn)水流量穩(wěn)定后，記下液體流量計上的數(shù)值，通過電導(dǎo)率測定儀監(jiān)測除鹽裝置內(nèi)水流的電導(dǎo)率，并記錄下電導(dǎo)率隨時間的變化值，并作出電導(dǎo)率隨時間的變化曲線圖；通過調(diào)節(jié)水栗改變進(jìn)水流量，并記下液體流量計的數(shù)值，進(jìn)行多次試驗，從而得出最佳進(jìn)水流量;采用電導(dǎo)率測定儀監(jiān)測水樣的電導(dǎo)率，水樣中離子濃度與其電導(dǎo)率有關(guān)，離子濃度越高，電導(dǎo)率越大，通過檢測水樣的電導(dǎo)率來反應(yīng)除鹽效果，當(dāng)電導(dǎo)率測定儀監(jiān)測到的電導(dǎo)率過高，達(dá)不到要求時，則是除鹽裝置失效，需要進(jìn)行反洗再生，此時斷開在電極板上施加的電壓，直接通入原水進(jìn)行反洗，出水是高濃度水，無二次污染，可以直接排放或者循環(huán)利用；
2、本發(fā)明采用多塊電極板平行且間隔設(shè)置在外殼體內(nèi)，相鄰兩塊電極板的極性相反并且上下交錯設(shè)置，并且各電極板交替連接在外殼體的頂壁和底壁上，使得從進(jìn)水口中流入的水流在電極板之間呈W形(折線形)流動，從而延長進(jìn)水與電極板的接觸時間，充分利用了電極板表面積，實現(xiàn)更有效的除鹽，使得除鹽效果更好;在每塊電極板上施加1.5伏的電壓，相鄰兩塊電極板之間的間距設(shè)置為1.5毫米，在上述情況下，除鹽效果最佳；
3、本發(fā)明的電極板采用活性炭纖維布通過導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂層粘結(jié)在矩形鋼板兩側(cè)，并采用絲線穿設(shè)在矩形鋼板的圓孔內(nèi)，絲線交替通過所述各圓孔左右穿插將所述活性炭纖維布縫合緊貼在矩形鋼板上，采用不銹鋼鋼絲網(wǎng)包裹在活性炭纖維布外側(cè)起到緊固和保護(hù)作用，活性炭纖維布作為電極材料具有比表面積大、導(dǎo)電性強(qiáng)、化學(xué)性能穩(wěn)定、極化性能好、價格低廉等特點；導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂層對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度，可以有效地將活性炭纖維布粘結(jié)在矩形鋼板上，并且介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好；
4、采用多個本發(fā)明的除鹽裝置串聯(lián)使用，大大提高了除鹽效果，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，操作簡便，提高了除鹽效率。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明的除鹽裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的電極板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的矩形鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明中流量試驗的電導(dǎo)率隨時間的變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0012]圖1中箭頭所示方向為水的流動方向。
[0013]如圖1-4所示，靜電除鹽系統(tǒng)，包括進(jìn)水水箱1、除鹽裝置2和出水水箱3，進(jìn)水水箱I和除鹽裝置2之間通過進(jìn)水管路4連通，除鹽裝置2和出水水箱3之間通過出水管路5連通，進(jìn)水管路4上按液體流通方向依次設(shè)置有水栗6和液體流量計7，除鹽裝置2上連接有電導(dǎo)率測定儀8;除鹽裝置2包括由有機(jī)玻璃制成的呈長方體結(jié)構(gòu)的外殼體9，外殼體9左右兩側(cè)分別開設(shè)有進(jìn)水口 1和出水口 11，進(jìn)水口 1與進(jìn)水管路4相連接，出水口 11與出水管路5相連接，外殼體9內(nèi)設(shè)有若干平行且間隔設(shè)置的電極板12，相鄰兩塊電極板12的極性相反并且上下交錯設(shè)置，各電極板12交替連接在外殼體9的頂壁和底壁上。本發(fā)明工作時使用外置的直流穩(wěn)壓電源作為電極板的能量來源;將直流穩(wěn)壓電源的正極與連接在外殼體9頂壁的電極板連接，將直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極與連接在外殼體9底壁的電極板連接;電極板12包括由不銹鋼材料制成的矩形鋼板13，矩形鋼板13兩側(cè)面均通過導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂層14粘結(jié)有活性炭纖維布15，活性炭纖維布15外側(cè)包裹有不銹鋼鋼絲網(wǎng)，矩形鋼板13上均勻開設(shè)有若干圓孔16，圓孔16內(nèi)穿設(shè)有絲線，絲線交替通過所述各圓孔16左右穿插將所述活性炭纖維布15縫合緊貼在矩形鋼板13上。不銹鋼鋼絲網(wǎng)、絲線和直流穩(wěn)壓電源均為本領(lǐng)域的現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)，圖中未標(biāo)示出不銹鋼鋼絲網(wǎng)、絲線和直流穩(wěn)