專利名稱：一種海水淡化及苦咸水脫鹽設備與方法
技術領域：
本發明屬于利用電泳原理的廢水分離脫鹽及回收技術領域。特別涉及海水淡化與苦咸水脫鹽設備與方法，也可用于各類含鹽廢水的分離脫鹽及回收。
背景技術：
有機粒子及無機離子等荷電粒子在電場作用下的泳移行為一電泳，已經被人們用來進行分離、分析鑒定許多可荷電的物質。常見的如紙上電泳，板層電泳及凝膠電泳已經被人們應用多年，但都是以分離分析為目的，不能實現連續制備目的。
發明內容
本發明的目的就是提供一種用于不同分離目的、不同場合的實現連續地分離與制備的海水淡化及苦咸水脫鹽設備與方法。
其設備形式包括用于海水淡化設備、苦咸水脫鹽設備、高鹽度工業廢水脫鹽及鹽回收、微量蛋白質，生物酶，生物活性物質提純分離的小型設備。
本發明的技術構思是，將吸附和固定材料與電泳電場相結合，使用垂直電場即電場方向與流體流動方向相互垂直，在流體沿流動方向運動時，其中所含的荷電粒子按垂直于流體流動方向而泳移，由于各種粒子的荷電量和粒子本身大小不同，泳移速度不同而分離。同時由于流體的洗脫作用，粒子也沿流體流動方向向下移動，最后各種粒子沿著曲線軌道而遷移。含有各種不同性質和濃度的粒子的流體分別收集，使分離后的物質從不同的收集口排出，從而實現連續地分離與制備。
本發明的技術解決方案是一種海水淡化及苦咸水脫鹽設備，由加料器1、一對電泳電極2、吸附材料3、設備箱體4和收集器7構成，箱體4內充吸附材料3，電極2放置在箱體4中，箱體4底部均勻分成網格5，每個網格5中心設置有排水孔6，每個排水孔6下設有收集器7。
一種海水淡化及苦咸水脫鹽方法，是將待分離物料由加料器1在箱體4上端中部加入，其中不荷電的粒子將在重力作用下隨水垂直向下運動而在中部的收集器7內獲得，不同電性的荷電粒子，如海水中的氯離子，鈉離子等，在電場力作用下偏離垂直向下的方向而向電極相反方向運動，最后在接近相反電極2的收集器7中排出。
向加料器1中連續加樣，從收集器7中連續取走分離的物料，實現連續分離。
電泳電極2是在箱體4兩側的對稱電極，電極所形成的電場呈平面分布并與流體流動方向相垂直，使荷電粒子在沿流體流動方向移動的同時，受電場力作用發生垂直于流體流動方向的偏移而實現在平面分布上的分離。一般海水、含鹽污水均直接進樣。電極2上所加電壓梯度為1～10伏/厘米，采用安全電壓。大型設備中，電極分組設置。
物料的進樣速度與物質組分數、所加電壓、箱體寬度均有關系。其基本原則是當各種荷電粒子到達收集樣品池時，能夠有效的分離開來。常用的設計參數為在電壓梯度1～10伏/厘米時，箱體寬度3～30厘米/對電極，物質組分數不受限制，進樣速度按1～20立方米/平方米受水面積/小時。
吸附材料3為石英砂，粒度為0.01～3毫米，根據設備大小及待分離的粒子的性質而確定。
底部收集網格數多少，也與分離效率有關，網格數等于或多于組分數，網格間距與箱體高度有直接關系，一般取間距為高度的1/5-1/10。
箱體大小由待分離水量決定，按停留時間0.5～2小時設計，根據停留時間計算得到總容積后，以長、寬、高比例為1∶1∶1～10∶1∶1確定具體尺寸。
本發明所能達到的有益效果是1、海水淡化、無機鹽廢水的處理時，是將無機鹽的陰、陽離子泳移到不同的收集區，從而將它們從廢水中脫除，其粒子分離效率根據操作條件不同而異，一般可控制在50-90％分離、脫除率；也可根據需要控制不同的分離效率。
2、微量生物活性物質酶，激素，蛋白，DNA，RNA，質粒等的連續分離與提純，對于難分離物質，可以串聯兩極或多極進行連續分離，直到達到預期分離水平。
3、大規模生產或副產氨基酸的回收，可以將十八種氨基酸有選擇性的逐級分離。
上述三種分離設備可串聯組成多級分離，以滿足各種不同的分離要求。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
圖1為以石英砂為支撐材料的一種海水淡化及苦咸水脫鹽設備與方法設備結構和原理圖。
具體實施例方式
實施例1用聚氯乙烯材料制成的30厘米×30厘米×40厘米的箱體中，放置一對石墨電極，內充石英砂，下設4×4共16個收集器，上設連續送料泵提供待分離樣品，在電壓30伏的條件下，對味精生產廢液中的氨基酸進行分離，在供液0.5升/小時條件下，PH值保持原始生產廢液的PH＝2.5，經一級電泳可將氨基酸濃縮在4個收集器中，并呈有規律的分布，可獲得不同種類的氨基酸樣品。
實施例2用聚氯乙烯材料制成的30厘米×30厘米×40厘米的箱體中，放置一對石墨電極，內充石英砂，下設4×4共16個收集器，上設連續送料泵提供待分離樣品，在電壓30伏的條件下，對PH為7-8的海水進行分離，在供液0.5升/小時條件下，經一級電泳可收集4類樣品，PH分別為1(第一類)、3(第二類)、6(第三類)、13(第四類)，可獲得酸、堿及中性無鹽水，也可以將第一類與第四類混合后是中性的濃鹽水，第二類與第三類混合后為中性的淡水。
實施例3用聚氯乙烯材料制成的30厘米×30厘米×40厘米的箱體中，放置一對石墨電極，內充石英砂，下設4×4共16個收集器，上設連續送料泵提供待分離樣品，在電壓30伏的條件下，對PH為7的硫酸鈉廢液進行分離，在供液0.5升/小時條件下，經一級電泳可收集3類樣品，分別為氫氧化鈉(陰極區)、硫酸(陽極區)、及中性無鹽水(中間區)。
權利要求
1.一種海水淡化及苦咸水脫鹽設備，其特征在于，由加料器(1)、電泳電極(2)、吸附材料(3)、設備箱體(4)和收集器(7)構成，箱體(4)內充吸附材料(3)，電極(2)放置在箱體(4)中，箱體(4)底部有網格(5)，網格中心設置有排水孔(6)，排水孔(6)下設有收集器(7)。
2.使用權利要求1所述的一種海水淡化及苦咸水脫鹽設備，進行海水淡化及苦咸水脫鹽的方法，其特征在于，是將待分離物料由加料器(1)在箱體(4)上端加入，其中不荷電的粒子將在重力作用下隨水垂直向下運動而在中部的收集器(7)內獲得，不同電性的荷電粒子在電場力作用下偏離垂直向下的方向而向電極相反方向運動，最后在接近相反電極(2)的收集器(7)中排出。
3.根據權利要求2所述的一種海水淡化及苦咸水脫鹽方法，其特征在于，電泳電極(2)是在箱體(4)兩側的對稱電極，電極所形成的電場呈平面分布并與流體流動方向相垂直，電極(2)上所加電壓梯度為1～10伏/厘米。
4.根據權利要求2、3所述的一種海水淡化及苦咸水脫鹽方法，其特征在于，大型設備中，電極分多組設置。
5.根據權利要求2所述的一種海水淡化及苦咸水脫鹽方法，其特征在于，在電壓梯度1～10伏/厘米時，箱體寬度3～30厘米/對電極，物質組分數不受限制，進樣速度按1～20立方米/平方米受水面積.小時。
6.根據權利要求1、2所述的一種海水淡化及苦咸水脫鹽方法，其特征在于，吸附材料(3)為石英砂，粒度為0.01～3毫米。
7.根據權利要求1、2所述的一種海水淡化及苦咸水脫鹽方法，其特征在于，網格數等于或多于組分數，網格間距為箱體高度的1/5-1/10。
8.根據權利要求1、2所述的一種海水淡化及苦咸水脫鹽方法，其特征在于，箱體大小由待分離水量決定，按停留時間0.5～2小時設計。
全文摘要
一種海水淡化及苦咸水脫鹽設備與方法屬于利用電泳原理的廢水分離脫鹽及回收技術領域。設備由箱體、吸附材料、電泳電極、進料器、收集器等構成；應用電泳電場與流體流動方向相互垂直的基本過程，使陰陽無機荷電粒子運動軌跡發生彎曲而最終通過樣品收集器將物質分離。它可于海水淡化、苦咸水脫鹽、無機鹽分離、有機可荷電粒子的分離與回收。并可用于大規模工業生產過程和水處理過程。
文檔編號C02F1/469GK1522969SQ03133959
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月9日 優先權日2003年9月9日
發明者周集體 申請人:大連理工大學