專利名稱：海水脫鹽方法
技術領域：
本發明涉及一種脫鹽方法。
背景技術：
目前脫除海水中的鹽依靠于膜，而膜技術是當代新型高效分離技術，它具 有高效、節能、過程易控制、操作方便、環境友好、易與其他技術集成等優點。 膜是膜技術的核心。膜的形態結構與其分離性能密切相關。對于包括反滲透、 納濾、超濾、微濾、電滲析、滲析等液體分離膜過程在使用中最大的問題是膜 污染和劣化。膜的污染是指由于在膜表面上形成了附著層或膜孔堵塞等外部因 素導致了膜性能變化。膜的劣化是指膜自身發生了不可逆轉的變化等內部因素 導致了膜性能的變化，現有海水脫鹽方法導致膜材料容易污染的問題十分嚴 重，并且現有海水脫鹽方法能耗過高。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有海水脫鹽方法導致膜材料容易污染、能耗高 的問題，提供了一種海水脫鹽方法。
本發明第一種海水脫鹽方法按以下步驟進行海水脫鹽將海水在海水分 解電壓之下，采取串行式水路結構或并行式水路結構通過一組脫鹽電子膜，即 完成海水脫鹽；其中脫鹽電子膜按同心圓排列或平行排列，相鄰脫鹽電子膜分
別接不同的電源電極，所述的脫鹽電子膜為同膜同號電子膜。
本發明中所述的同膜同號電子膜為無孔脫鹽電子膜、孔型脫鹽電子膜、
絲網狀脫鹽電子膜或網孔狀脫鹽電子膜；所述的孔型脫鹽電子膜由碳材料、惰 性金屬材料或金屬材料制成，所述的孔型脫鹽電子膜為方孔型脫鹽電子膜或圓 孔型脫鹽電子膜；所述的絲網狀脫鹽電子膜為由絲狀材料制成的方孔狀脫鹽電 子膜，其中所述的絲狀材料為碳材料、惰性金屬材料或金屬材料；所述的網孔 狀脫鹽電子膜由絲狀材料編織制成，其中所述的絲狀材料為碳材料、惰性金屬 材料或金屬材料；所述的無孔脫鹽電子膜由碳材料、惰性金屬材料或金屬材料 制成。本發明第二種海水脫鹽方法按以下步驟進行海水脫鹽將海水在海水分解 電壓之下，采取串行式水路結構或并行式水路結構通過一組脫鹽電子膜，即完 成海水脫鹽；其中脫鹽電子膜為同膜異號電子膜，同膜異號電子膜為由絲狀材 料連接而成的平面網狀膜，其中絲狀材料等距交替相連，連接處用絕緣體隔離; 同膜異號電子膜中相鄰絲狀材料分別接不同的電源電極。
本發明方法將脫鹽電子膜接到電源上，形成正負脫鹽電子膜極，脫鹽電子 膜既不承受高壓載荷，也不工作在發生電極反應的狀態，而是在分解電壓之下 運行，依靠帶有異號電荷的高密度網絡形成電場，使海水中離子在電場作用下 被脫鹽電子膜吸附，從而達到除鹽淡化的目的。因為本發明利用脫鹽電子膜的 充放電實現離子的富集與釋放。當脫鹽電子膜充電時，溶液中離子富集在脫鹽 電子膜表面；脫鹽電子膜放電時，離子脫離脫鹽電子膜，使得脫鹽電子膜恢復 吸附能力，因此本方法所用的脫鹽電子膜能夠反復利用，不會受到污染。
本發明用于制作脫鹽電子膜的材料成本較低，采用具有良好導電性且不易 發生電化學反應的無機材料，在處理海水的過程中節約了成本，本方法脫鹽電 子膜的工作電壓較低，海水脫鹽過程中的能耗非常低。
圖1是具體實施方式
一中不同電壓下電吸附曲線圖，圖中一命一表示電壓 為2.5V的電吸附曲線， 一疆一表示電壓為1.6V的電吸附曲線，—A一表示電
壓為1.5V的電吸附曲線。圖2是具體實施方式
一中不同流速下電吸附曲線圖， 圖中一A一表示流速為6mi/s的電吸附曲線， 一國一表示流速為10ml/s的電吸
附曲線。圖3是具體實施方式
十中串行式水路結構示意圖，圖中a表示脫鹽電 子膜，箭頭方向為水流方向。圖4是具體實施方式
十一中并行式水路結構截 面示意圖，圖中b表示脫鹽電子膜，箭頭方向為水流方向。圖5是具體實施 方式十二中串行式水路結構示意圖，圖中c表示脫鹽電子膜，h表示脫鹽電子 膜厚度，d表示脫鹽電子膜間距，箭頭方向為水流方向。圖6是具體實施方式
十三中并行式水路結構示意圖，圖中a表示脫鹽電子膜，h表示脫鹽電子膜厚 度，d表示脫鹽電子膜間距，箭頭方向為水流方向。圖7是具體實施方式
十七 中絲網狀脫鹽電子膜的結構示意圖。圖8是具體實施方式
二十中網孔狀脫鹽 電子膜的結構示意圖。圖9是具體實施方式
三十二中同膜異號電子膜的結構示意圖，e表示絕緣體，f表示帶正電荷的孔壁，g表示帶負電荷的孔壁。圖10 是具體實施方式
三十四中同膜異號電子膜的結構示意圖。圖11是具體實施方 式三十五中同膜異號電子膜的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方 式間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中按以下步驟進行海水脫鹽將海水在海 水分解電壓之下，采取串行式水路結構或并行式水路結構通過一組脫鹽電子 膜，即完成海水脫鹽；其中脫鹽電子膜按同心圓排列或平行排列，相鄰脫鹽電 子膜分別接不同的電源電極，所述的脫鹽電子膜為同膜同號電子膜。
圖1是不同電壓下電吸附曲線，圖2是不同流速下電吸附曲線，由圖1 和圖2看出在高電壓、低流速條件下，除鹽效果好。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述的同膜同號 電子膜為無孔脫鹽電子膜、孔型脫鹽電子膜、絲網狀脫鹽電子膜或網孔狀脫鹽 電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是將海水在電壓為 0.5V 3V的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是將海水在電壓為 1.4V 1.7V的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是將海水在電壓為 1.6V的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是將海水在流速為 lml/s 100ml/s的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是將海水在流速為
100ml/s 990ml/s的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是將海水在流速為
500ml/s lL/s的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一不同的是將海水在流速為
lL/s 99L/s的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一不同的是海水采用串行式 水路結構通過由14個平行的脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
圖3是本實施方式中串行式水路結構示意圖，圖中箭頭方向為水流方向。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
一不同的是海水采用并行 式水路結構通過由8個平行的脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
圖4是本實施方式中并行式水路結構截面示意圖，圖中箭頭方向為水流 方向。
具體實施方式
十二本實施方式與具體實施方式
一不同的是海水采用串行 式水路結構通過6個同心圓的脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
圖5是本實施方式中串行式水路結構示意圖，圖中箭頭方向為水流方向。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
一不同的是海水采用并行 式水路結構通過6個同心圓的脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
一相同。
圖6是本實施方式中并行式水路結構示意圖，其中箭頭方向為水流方向。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
二不同的是所述的孔型 脫鹽電子膜由碳材料、惰性金屬材料或金屬材料制成，所述的孔型脫鹽電子膜 為方孔型脫鹽電子膜或圓孔型脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
十四不同的是方孔型脫 鹽電子膜的方孔邊長與方孔型脫鹽電子膜的厚度比為1~2: 1，圓孔型脫鹽電 子膜的直徑與圓孔型脫鹽電子膜的厚度比為0.7 1: 1。其它與具體實施方式
十 四相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十四不同的是所述的孔 型脫鹽電子膜由活性炭、石墨、碳纖維、碳納米管、鈦網、鍍鎳的銅制成。其 它與具體實施方式
十四相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
二不同的是所述的絲網狀 脫鹽電子膜為由絲狀材料制成的方孔狀脫鹽電子膜，其中所述的絲狀材料為碳 材料、惰性金屬材料或金屬材料。其它與具體實施方式
二相同。
圖7是本實施方式中絲網狀脫鹽電子膜的結構示意圖。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
十七不同的是所述的絲網 狀脫鹽電子膜的方孔邊長與絲狀材料直徑比為0.5~1.25: 1。其它與具體實施
6方式十七相同。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
十七不同的是所述的絲 網狀脫鹽電子膜由活性炭、石墨、碳纖維、碳納米管、鈦網、鍍鎳的銅制成。 其它與具體實施方式
十七相同。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
二不同的是所述的網孔狀 脫鹽電子膜由絲狀材料編織制成，其中所述的絲狀材料為碳材料、惰性金屬材 料或金屬材料。其它與具體實施方式
二相同。
圖8是本實施方式中網孔狀脫鹽電子膜的結構示意圖。
具體實施方式
二十一本實施方式與具體實施方式
二十不同的是所述的 絲網狀脫鹽電子膜中方孔邊長與絲狀材料直徑比為0.75 1.26: 1。其它與具體 實施方式二十相同。
具體實施方式
二十二本實施方式與具體實施方式
二十不伺的是所述的 絲狀材料為活性炭、石墨、碳纖維、碳納米管、鈦網、鍍鎳的銅或鍍鎳的鋁。 其它與具體實施方式
二十相同。
具體實施方式
二十三本實施方式與具體實施方式
二不同的是所述的無孔 脫鹽電子膜由碳材料、惰性金屬材料或金屬材料制成。其它與具體實施方式
二 相同。
具體實施方式
二十四本實施方式與具體實施方式
二十三不同的是所述的 絲網狀脫鹽電子膜由活性炭、石墨、碳纖維、碳納米管、鈦網、鍍鎳的銅或鍍 鎳的鋁制成。其它與具體實施方式
二十三相同。
具體實施方式
二十五本實施方式中海水脫鹽方法按以下步驟進行海水 脫鹽將海水在海水分解電壓之下，采取串行式水路結構或并行式水路結構通 過一組脫鹽電子膜，即完成海水脫鹽；其中脫鹽電子膜為同膜異號電子膜，同 膜異號電子膜為由絲狀材料連接而成的平面網狀膜，其中絲狀材料等距交替相 連，連接處用絕緣體隔離；同膜異號電子膜中相鄰絲狀材料分別接不同的電源 電極。
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是所述的 絲狀材料為活性炭、石墨、碳纖維、碳納米管、鈦網、鍍鎳的銅或鍍鎳的鋁。 其它與具體實施方式
二十五相同。其它與具體實施方式
二十相同。
具體實施方式
二十七本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是將海水 在電壓為0.5V 3V的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
二十 五相同。
具體實施方式
二十八本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是將海水
在電壓為1.4V 1.7V的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
二
十五相同。
具體實施方式
二十九本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是將海水
在電壓為1.6V的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
二十五相同。
具體實施方式
三十本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是將海水在
流速為lml/s 990ml/s的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
二 十五相同。
具體實施方式
三十一本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是將海水 在流速為500ml/s 99L/s的條件下通過一組脫鹽電子膜。其它與具體實施方式
二十五相同。
具體實施方式
三十二本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是同膜異 號電子膜的網孔為菱形孔，菱形孔銳角^為5°~60°。其它與具體實施方式
二十 五相同。
圖9是本實施方式中同膜異號電子膜的結構示意圖。
具體實施方式
三十三本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是同膜異 號電子膜的網孔為菱形孔，菱形孔銳角^為30。，菱形孔邊長與同膜異號電子 膜的膜厚度比為0,35 4: 1。其它與具體實施方式
二十五相同。
具體實施方式
三十四本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是同膜異
號電子膜的網孔為橢圓形孔。其它與具體實施方式
二十五相同。
圖IO是本實施方式中同膜異號電子膜的結構示意圖。
具體實施方式
三十五本實施方式與具體實施方式
二十五不同的是同膜異 號電子膜的網孔為圓形孔。其它與具體實施方式
二十五相同。 圖11是本實施方式中同膜異號電子膜的結構示意圖。
權利要求
1、一種海水脫鹽方法，其特征在于按以下步驟進行海水脫鹽將海水在海水分解電壓之下，采取串行式水路結構或并行式水路結構通過一組脫鹽電子膜，即完成海水脫鹽；其中脫鹽電子膜按同心圓排列或平行排列，相鄰脫鹽電子膜分別接不同的電源電極，所述的脫鹽電子膜為同膜同號電子膜。
2、 根據要求1所述的海水脫鹽方法，其特征在于所述的同膜同號電子膜 為無孔脫鹽電子膜、孔型脫鹽電子膜、絲網狀脫鹽電子膜或網孔狀脫鹽電子膜。
3、 根據要求2所述的海水脫鹽方法，其特征在于所述的孔型脫鹽電子膜 由碳材料、惰性金屬材料或金屬材料制成，所述的孔型脫鹽電子膜為方孔型脫 鹽電子膜或圓孔型脫鹽電子膜。
4、 根據要求2所述的海水脫鹽方法，其特征在于所述的絲網狀脫鹽電子 膜為由絲狀材料制成的方孔狀脫鹽電子膜，其中所述的絲狀材料為碳材料、惰 性金屬材料或金屬材料。
5、 根據要求2所述的海水脫鹽方法，其特征在于所述的網孔狀脫鹽電子 膜由絲狀材料編織制成，其中所述的絲狀材料為碳材料、惰性金屬材料或金屬 材料。
6、 根據要求2所述的海水脫鹽方法，其特征在于所述的無孔脫鹽電子膜 由碳材料、惰性金屬材料或金屬材料制成。
7、 一種海水脫鹽方法，其特征在于按以下步驟進行海水脫鹽將海水在 海水分解電壓之下，采取串行式水路結構或并行式水路結構通過一組脫鹽電子 膜，即完成海水脫鹽；其中脫鹽電子膜為同膜異號電子膜，同膜異號電子膜為 由絲狀材料連接而成的平面網狀膜，其中絲狀材料等距交替相連，連接處用絕 緣體隔離；同膜異號電子膜中相鄰絲狀材料分別接不同的電源電極。
全文摘要
海水脫鹽方法，它涉及一種脫鹽方法。本發明解決了現有海水脫鹽方法導致膜材料容易污染、能耗高的問題。本方法如下將海水在海水分解電壓之下通過一組脫鹽電子膜，即完成海水脫鹽。本發明利用脫鹽電子膜的充放電實現離子的富集與釋放，因此本方法所用的脫鹽電子膜能夠反復利用，不會受到污染。本發明用于制作脫鹽電子膜的材料成本較低，采用具有良好導電性且不易發生電化學反應的無機材料，在處理海水的過程中節約了成本，本方法脫鹽電子膜的工作電壓較低，海水脫鹽過程中的能耗非常低。
文檔編號C02F1/469GK101462786SQ20091007122
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月8日 優先權日2009年1月8日
發明者宮海龍, 鵬 張, 李翠萍, 程丹松, 程樹康, 裴宇龍, 斌 郭 申請人:哈爾濱工業大學