一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，包括電滲析膜堆、電場電流溫度調節器、超聲波調節器、進水流速控制器和水樣中央處理器；電滲析膜堆包括可調壓電極板、電加熱隔板、溫度傳感器、超聲波換能器及變幅桿、離子交換膜；水樣中央處理器根據部分原水進水取樣或部分產出淡水取樣的分析檢測結果，具體確定水樣中的離子類型、離子濃度大小、水樣電導率、水樣粘度后，則分別給原水進水流速控制器發出調控指令，給電場電流溫度調節器發出調控指令，給超聲波調節器發出調控指令。本發明能夠減小電滲析裝置在運行過程中發生的濃差極化，減少離子在液體中的締合效應，提高離子的遷移速率。本發明特別適于在冬季低溫環境使用。
【專利說明】一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及水處理領域，更具體地說，涉及一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統。
【背景技術】
[0002]21世紀全球面臨的嚴峻問題之一是水危機，特別是在高緯度地區冬季環境(接近零攝氏度，或低于零攝氏度)的電滲析水處理存在一定困難。我國的水資源總量雖然比較大，但分布不均，人均水資源少，許多城市經常受到缺水、少水的嚴重威脅。因此，開發新水源、治理水污染已經成為人類社會關切的重要問題。在工業領域中，大量的廢水，如含鹽的水溶液被生產出來。通常，這樣的廢水并不適合直接在家庭或工業中使用。鑒于可使用的水資源的有限性，從流體，如廢水、苦咸水、海水或其它含鹽溶液中回收合格的可使用的水就顯得尤為重要。
[0003]電滲析技術(eletrodialysis，簡稱ED)是水處理領域中膜分離技術之一，是利用在直流電場作用下，陰陽離子可以選擇性地通過陰陽離子交換膜，或水在雙極膜中解離為H+和0H_等原理，達到物質提純、分離及酸堿再生目的的一種技術。因其不消耗藥品，無廢液產生等優點，被廣泛應用于化工、輕工、冶金、造紙、醫藥工業等領域。電滲析技術最早主要用于鹽分含量高的天然水脫鹽和海水濃縮；電滲析技術對系統工作溫度有一定要求，并在運行過程中易發生濃差極化而產生結垢；在電滲析處理工業污水運行過程中，隨著電滲析裝置運行時間的延長，還會粘附在電滲析膜表面形成活性生物污染；以上這些均會降低電滲析(ED)的脫鹽能力、增加流道阻力、增加膜電阻，嚴重時導致ED膜發生不可修復的損壞。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在于，提供一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，能夠減小電滲析裝置在運行過程中發生的濃差極化，減少離子在液體中的締合效應，提高離子的遷移速率，延緩電滲析過程中膜污染的形成，提高電滲析裝置的工作效率。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，包括電滲析膜堆、電場電流溫度調節器、超聲波調節器、水樣中央處理器；電場電流溫度調節器、超聲波調節器分別與水樣中央處理器相連接；電場電流溫度調節器、超聲波調節器也分別與電滲析膜堆相連接；進入電滲析膜堆的部分原水或電滲析膜堆部分產出淡水傳輸給水樣中央處理器進行監測分析；電滲析膜堆的工作參數受水樣中央處理器智能調控。
[0006]上述方案中，所述的電滲析膜堆包括:可調壓電極板、電加熱隔板、溫度傳感器；超聲波換能器及變幅桿、離子交換膜；所述的可調壓電極板為:主體支撐材料、電極材料、側面支撐網；所述主體支撐材料和側面支撐網材料為:聚乙烯、聚丙烯、碳化硅、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚醚酮、四氟乙烯、全氟丙基乙烯醛醚共聚物；所述電極材料為碳納米管電極、石墨電極、鋁電極、鈦絲涂釕電極、不銹鋼電極，或電滲析設備通用的電極；所述溫度傳感器固定于電滲析膜堆電極板的旁邊；可調壓電極板的工作電壓大小受水樣中央處理器與電場電流溫度調節器共同調控。
[0007]上述方案中，所述的可調溫電、調壓與超聲協同效應的滲析膜堆包括電加熱隔板；單個電加熱隔板處于陰膜和陽膜之間，構成濃淡隔室，保證水流通暢、傳導電流并保持密閉型；隔板框和隔網配合或粘接在一起；隔板框起到支撐膜面和支撐隔網，防止隔世內部液體外漏等作用；隔網起到電加熱、攪拌、促進湍流、導流的作用；隔板框材料為聚乙烯、聚丙烯、碳化硅、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚醚酮、四氟乙烯、全氟丙基乙烯醛醚共聚物材料；所述電加熱隔板包含單層加熱隔板和雙層電加熱隔板；所述單層電加熱隔板的隔網為單層，同時起到促進湍流、攪拌、導流與加熱的雙重作用，隔網材料為絕緣保護膜包覆電加熱發熱絲；所述雙層電加熱隔板的隔網有兩層，一層隔網起到電加熱作用，另一層隔網起促進湍流、攪拌、導流作用；單層或雙層隔網型式為:波形網、交織網、平織網、編織網；所述隔板框兩端分布有一定數量半橢圓形導流孔和橢圓形導流孔；連接于半橢圓形導液孔與隔網之間排列有分水流道；所述隔板框體四周有凸出的密封線組成，隔板框體厚度為
0.6mm?3.0mm ;所述隔板框兩端有可用于隔網電加熱的連接絕緣導線；并且多個隔板電加熱絕緣導線采用并聯或串聯的方式與電場電流溫度調節器相連接。
[0008]上述方案中，所述的電滲析膜堆包括:超聲波換能器及變幅桿；超聲波換能器及變幅桿與系統調溫、調壓裝置產生協同效應；所屬超聲波換能器及變幅桿置于電極板的支撐材料的圓柱形孔洞內，裝配在電極材料的外側；變幅桿形狀為:圓棒形、圓臺形、錐形、橢圓柱形、階梯形或鏈狀形。
[0009]上述方案中，所述的電滲析膜堆包括:離子交換膜；離子交換膜與系統電加熱隔板相結合，具有熱膜耦合效應；即系統水溫每升高I攝氏度，膜通量上升2 — 3% ;所述離子交換膜包含陰離子交換膜如:含有季胺基團的聚合材料膜、聚全氟乙丙稀陰離子交換膜、JAM-1I型均相陰離子交換膜；包含陽離子交換膜，如:含有磺酸基團或羧酸基團的聚合物材料膜。聚三氟苯乙烯陽離子交換膜、JCM II型均相陽離子交換膜；包括雙極膜，如:Neosepta BP-1 ;離子交換膜包括市場銷售的通用陰離子交換膜、陽離子交換膜和雙極膜。
[0010]上述方案中，所述的電場電流溫度調節器與電滲析膜堆的電加熱隔板相連接，并且根據水樣中央處理器對部分原水或者部分產出淡水的檢測分析結果，調控輸出對電滲析膜堆的可調壓電極板電場強度；調控輸出對可調控電滲析膜堆的電加熱隔板電流強度及輸出時間，以達到對電滲析膜堆的電極板電場強度與系統工作溫度的智能調控。
[0011]上述方案中，所述的超聲波調節器包括超聲波發生器、時間繼電器；超聲波發生器與時間繼電器相連接；超聲波發生器和時間繼電器與水樣中央處理器相連接；超聲波調節器與電滲析膜堆中裝配的超聲波換能器及變幅桿相連接；根據水樣中央處理器對部分原水或者部分產出淡水的檢測分析結果，水樣中央處理器調控時間繼電器實現0.1秒?999分范圍內的超聲波發生器工作輸出通斷控制，實現不同時間段，不同時間比例(超聲比例為0-1)的在線超聲；實現針對不同水樣開啟不同超聲頻率，輸出不同超聲功率的超聲功能作用；因而達到與系統調溫、調壓裝置產生協同效應。
[0012]上述方案中，所述的水樣中央處理器分別與原水樣進水流速控制器和原水取樣口相連接；與產出淡水取樣口相連接；與電滲析膜堆上裝配的溫度傳感器相連接；并且分別與電場電流溫度調節器和超聲波調節器相連接；所述水樣中央處理器根據針對部分原水進水取樣或部分產出淡水取樣分析檢測，確定水樣中離子類型、離子濃度大小、水樣電導率、水樣粘度，以及根據電滲析膜堆裝配的溫度傳感器傳輸的系統溫度大小信息等數據，水樣中央處理器分別給原水進水流速控制器發出原水進入流速調控指令；給電場電流溫度調節器發出調控指令，如:輸出給電滲析膜堆的電極板電場大小，輸出給電滲析膜堆的電加熱隔板電流大小，以達到調整電滲析膜堆電極板電場大小與系統工作溫度大小；水樣中央處理器為了達到系統同效應，還給超聲波調節器發出調控指令，如:超聲波發生器給電滲析膜堆的輸出超聲波頻率大小，輸出超聲波功率大小，輸出超聲波時間間隔大小等；通過水樣中央處理器的智能檢測與控制，達到優化電滲析水處理系統的工作參數，提高電滲析水處理的質量與效率。
[0013]本發明提供的一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統的工作過程如下:
[0014]原水經進水流速控制器進入電滲析膜堆，原水一小部分也進入水樣中央處理器的原水樣分析入口 ；水樣中央處理器對原水樣的離子種類、離子濃度、水樣電導率、水樣粘度等進行綜合分析后，分別通過水樣中央處理器的指令輸出端給電場電流溫度調節器的指令輸入端發出調控電極板電壓工作參數信息；由電場電流溫度調節器的直流電場輸出端對電滲析膜堆的可調壓電極板陰極，電極板陽極輸出直流電壓，并提供電滲析膜堆的電滲析電極工作電場。
[0015]水樣中央處理器對原水樣綜合分析后，通過指令輸出端給電場電流溫度調節器的端發出調控工作電流參數信息；由電場電流溫度調節器的電流輸出端對電滲析膜堆的串聯/并連接的電加熱隔板組提供電加熱工作電流；單個單層電加熱隔板處于陰離子交換膜與陽離子交換膜之間，具有熱膜耦合效應；單層加熱隔板的隔網固定在隔板框中間；隔板框四周布有密封線，防止液體外漏；雙層電加熱隔板的隔網有兩層，一層起到促進湍流、攪拌、導流作用，另一層電加熱；在隔板框兩端有橢圓形液體流孔和半橢圓形液體流孔；在隔板框的半橢圓形液體流孔與隔網之間有排列分水流道；單個電加熱隔板采用串聯/并聯方式連接形成電加熱隔板組，并與電場電流溫度調價器的輸出端連接；電加熱隔板組在電流作用下，電滲析膜堆的工作溫度升高；電滲析膜堆旁的溫度傳感器將電滲析膜堆的溫度大小信息反饋至水樣中央處理器的輸入端；水樣中央處理器根據電滲析膜堆的設計工作溫度，由水樣中央處理器的指令輸出端給電場電流溫度調節器的端發出進一步調控工作參數信息；電場電流溫度調節器的電流輸出端改變并調整對電滲析膜堆的電加熱隔板組提供電加熱工作電流，達到調控電滲析膜堆的系統工作溫度。
[0016]水樣中央處理器對原水樣綜合分析后，通過端口向超聲波調節器的端口發出調控超聲工作信息參數；由超聲波調節器的輸出端向電滲析膜堆的陽極板裝配的超聲波換能器及變幅桿發出工作參數信息；超聲波調節器的輸出端向電滲析膜堆的陰極板裝配的超聲波換能器及變幅桿發出工作參數信息；超聲波工作信息包括；時間繼電器(裝配在超聲波調節器中)可實現0.01秒?999分范圍通斷控制超聲波輸出間斷工作時間，超聲波輸出頻率，超聲波輸出功率。
[0017]電滲析膜堆的產出淡水的一小部分傳輸給水樣中央處理器的端口 ；經水樣中央處理器對產出淡水的離子種類、離子濃度、水樣電導率、水樣粘度等綜合分析，并且對比產出淡水的設計標準參數，然后再由水樣中央處理器分別對電場電流溫度調節器、超聲波調節器發出進一步修改調整電滲析膜堆的工作參數，以確保達到產出淡水的設計標準。電滲析膜堆輸出合格的產出淡水；電滲析膜堆的產出濃水經過回收或另行處理。
[0018]本發明的一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統與現有技術相比具有以下優點:
[0019]a.本發明提供的電滲析水處理系統采用結合智能調溫、調壓與超聲作用，達到系統工作溫度、電極板工作電壓、超聲功能的協同效應，優化了傳統電滲析水處理裝置的工作環境，提高了電滲析水處理裝置的工作效率。
[0020]b.本發明提供的電滲析水處理系統，在電滲析膜堆采用了電加熱隔板，并結合溫度傳感器、電場電流溫度調節器等智能調溫裝置，可根據水樣中央處理器對原水樣或產出淡水樣的綜合分析，智能調控供給電滲析膜堆電極板的不同大小電壓；智能調整供給電加熱隔板的不同大小電加熱電流，從而實現電滲析膜堆的電極板電場強度與系統工作溫度的調控；在不同電場強度下，離子遷移速度不同；在不同溫度條件下，電滲析膜堆的液體粘度不同，工作溫度增加，使液體的粘度下降，離子遷移速度增快，可有效減少電滲析膜堆中的離子締合現象，克服離子交換膜附近出現的濃差極化現象，從而提高電滲析膜堆的工作效率。
[0021]c.本發明提供的電滲析水處理系統，在電滲析膜堆采用超聲波功能并結合系統工作溫度與工作電壓的協同調控，針對電滲析液的流動，能夠抑制、延緩離子交換膜的污染形成，并能夠實現在線恒溫對離子交換膜污染的即時有效清洗；并能夠針對不同種類，不同離子濃度的液體，調控開啟一定頻率、一定輸出功率、一定時間比例的超聲功能，優化了電滲析膜堆的工作環境。
[0022]d.本發明提供的電滲析水處理系統，可根據不同種類、不同來源、不同離子濃度的液體，其電滲析膜堆工作參數可以實現設計多樣化，水處理質量監控自動化，水處理系統實現智能化；由于系統采用了電加熱隔板與離子交換膜相結合，具有熱膜耦合效應優勢，即系統水溫每升高I度，膜通量上升2— 3%;特別適用于高緯度地區冬季環境(接近零攝氏度，或低于零攝氏度)的電滲析水處理，可以克服環境溫度過低帶來的不利影響；其推廣應用面廣泛，操作方便、電滲析水處理質量優良可靠。
[0023]e.本發明將可調溫加熱裝置、可調控電極電場裝置和可調控超聲波裝置同時引入傳統的電滲析水處理系統，為了實現這些功能的智能化組合、協同化效應，對傳統電滲析器進行較大的改進，對電滲析器的隔板和電極板進行了較大的改造；提出電加熱隔板并適當增加隔板厚度，改造隔板及隔網的結構；提出增加電極板的內側支撐網和電極材料之間的距離，便于裝配超聲波換能器及變幅桿；系統的工作參數由水樣中央處理器智能調控。
[0024]因此本發明系統可用于海水脫鹽、濃鹽水淡水化、工業冷卻循環水脫鹽、排水再利用、含重金屬廢水的分離與資源化、均相催化金屬離子催化劑再生回用等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0026]圖1是智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統的結構圖；
[0027]圖2是電滲析膜堆的結構圖；
[0028]圖3是單層電加熱隔板的結構圖；
[0029]圖4是單層電加熱隔板的結構截面圖；
[0030]圖5是雙層電加熱隔板的結構圖；
[0031]圖6是雙層電加熱隔板的結構截面圖。
【具體實施方式】
[0032]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0033]實施例1
[0034]本發明提供的一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其結構圖(見圖1);系統包括:電滲析膜堆12(見圖2)、電場電流溫度調節器13、超聲波調節器22、水樣中央處理器3。
[0035]電場電流溫度調節器13的電壓輸出端口 14與電滲析膜堆12的可調壓電極板的陽極17連接，電壓輸出端口 15與電滲析膜堆12的可調壓電極板的陰極16相連接；側面支撐網34分別將電極板陽極、陰極固體在可調溫電滲析膜堆12的主體支撐材料33上；電場電流溫度調節器13的電流輸出端18，19與電滲析膜堆12的電加熱單層隔板20組兩端相連接；單個電加熱單層隔板(見圖3、圖4)分別處于陰離子交換膜、陽離子交換膜之間，形成熱膜耦合效應；電加熱單層隔板采用串/并相結合方式連接。電場電流溫度調節器13的信息輸入端31、32分別與水樣中央處理器3的信息輸出端5.6相連接；電場電流溫度調節器13的輸出方式、輸出強度、輸出時間受水樣中央處理器3的控制。
[0036]超聲波調節器22包括裝配有超聲波發生器、時間繼電器；超聲波調節器22的輸出端23、24與固定在陽極板17的超聲波換能器及變幅桿30相連接；超聲波調節器22的輸出端25、26與固定在陰極板16的超聲波換能器29相連接；超聲波調節器22的信息輸入端27、28分別與水樣處理器3的信息輸出端9、10相連接；超聲波調節器22對電滲析膜堆12的超聲波輸出功率、超聲波輸出頻率、超聲波間斷輸出時間等均受水樣中央處理器3的控制。
[0037]水樣中央處理器3的溫度信息輸入端4與電滲析膜堆12旁的溫度傳感器21相連接；原水樣信息輸入端7與原水進水流速調控器2下端相連接；水樣中央處理器3的信息輸出端8與原水樣進水流調控器2相連接，達到調控進入系統原水的流速及流量；水樣中央處理器3的信息輸入端11與電滲析膜堆12的淡水輸出端37相連接。
[0038]本實施例裝置參數為:膜對數N = 200，單個電加熱單層隔板尺寸800*1600mm，電加熱單層隔板厚度1.2_，超聲波調節器中的時間繼電器設置為全時斷開模式，即暫時不開啟超聲功能的電滲析器；采用聚全氟乙丙稀陰離子交換膜35和聚三氟苯乙烯陽離子交換膜36 ;電加熱隔板20處于陰離子交換膜35與陽離子交換膜36之間；單層加熱隔板20 (見圖3，圖4)的隔網39固定在隔板框42中間；隔板框42四周布有密封線45，防止液體外漏；隔網起到電加熱、攪拌、促進湍流、導流的作用；隔板框采用聚氯乙烯材料；隔網材料為絕緣膜包覆電加熱發熱絲；隔網采用平織網型式；在隔板框42兩端有橢圓形液體導流孔43，半橢圓形液體導流孔44 ;半橢圓形液體導流孔44具有水道；在隔板框42兩端還有電加熱隔板連接導線頭18，19 ;可調溫電滲析膜堆12所有隔網采用并聯方式相連接；電滲析膜堆12的主體支撐材料和側面支撐網材料為聚氯乙烯；電極材料采用不銹鋼材料。
[0039]原水進水流速控制器2調控進入電滲析膜堆12的初始流速為100mm/S ;水樣中央處理器3的分析檢測，確定原水為含Cr2+廢水，廢水濃度為0.12mol/L ;水樣中央處理器3的指令輸出端5與給電場電流溫度調節器13的指令輸入端32發生調控工作參數信息；由電場電流溫度調節器13的直流電場輸出端14，15對可調溫電滲析膜堆12的電極板陰極16，電極板陽極17輸出直流電壓20V ;水樣中央處理器3的指令輸出端6給電場電流溫度調節器13的31端發出調控工作參數信息；由電場電流溫度調節器13的電流輸出端18、19對可調溫電滲析膜堆12的電加熱單層隔板20提供電流密度20mA/cm2的工作電流，可調溫電滲析膜堆12的工作溫度升高；當溫度達到高于設計工作溫度20°C時，電滲析膜堆12旁的溫度傳感器21將溫度信息反饋至水樣中央處理器3的4端；水樣中央處理器3的信息輸出端6給電場電流溫度調節器13的指令輸入端31，下達暫停給電滲析膜堆12輸出加熱電流的指令；當溫度達到低于設計工作溫度20°C時，水樣中央處理器3給電場電流溫度調節器13下達指令，再提供給電滲析膜堆12的輸出加熱電流，從而維持電滲析膜堆12穩定處在工作設定溫度20°C左右。
[0040]電滲析膜堆12的產出淡水37的一小部分傳輸給水樣中央處理器3的11端口 ；經水樣中央處理器3對產出淡水37的離子濃度分析，產出淡水中Cr3+低于0.018mol/L，脫鹽效率可達85%。
[0041]實施例2
[0042]使用如實施例1同樣的一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統；本實施例裝置參數:電滲析膜堆采用的離子交換膜的型號與實施例1相同，膜對數N = 200 ；采用電加熱雙層隔板，其尺寸為800*1600mm，電加熱雙層隔板厚度2.0mm ;超聲波調節器中的時間繼電器設置為開啟；系統的電滲析膜堆12同時開啟電加熱隔板和超聲功能；單個電加熱雙層隔板20處于陰膜35和陽膜36之間，形成熱膜耦合效應；電加熱雙層隔板20 (見圖5、圖6)雙層隔網中，有一層40起到攪拌、促進湍流、導流作用，另一層41為絕緣膜包覆電加熱發熱絲；隔網采用波形網型式；電滲析膜堆12所有隔網采用串聯/并聯組合方式連接；電滲析膜堆12的主體支撐材料為四氟乙烯；電極材料采用石墨電極材料；水樣中央處理器3的原水樣分析入口 7取到原水樣，經水樣中央處理器3的分析檢測，確定原水樣為含Cr3+廢水，廢水濃度為0.2mol/L ;水樣中央處理器3設置系統工作參數指令:原水進入電滲析膜堆12的流速為120mm/s ;電滲析膜堆12的工作溫度為35°C，電加熱雙層隔板工作電流25mA/cm2,電滲析膜堆12的電極板工作電壓30V ;水樣中央處理器3輸出端9、10向超聲波調節器22的信息輸入端27、28發出工作參數指令；超聲波調節器22的輸出端23、24向電滲析膜堆12的陽極板17裝配的超聲波換能器及變幅桿30發出工作指令；超聲波調節器22的輸出端25、26向電滲析膜堆12的陰極板16裝配的超聲波換能器及變幅桿29發出工作指令；超聲波工作模式為:40s為一個循環周期，超聲時間20s，無超聲時間為20s，直到電滲析操作結束；超聲波換能器頻率為40kHz，超聲輸出功率為40W ;電滲析膜堆12的產出淡水37的一小部分傳輸給水樣中央處理器3的11端口 ；經水樣中央處理器3對產出淡水37的離子濃度分析，產出淡水中03+含量低于0.0111101/1，脫鹽效率可達95%。
[0043]實施例3
[0044]使用如實施例1同樣的一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理的電滲析水處理系統；本實施例裝置參數為:采用國產均相離子交換膜，膜對數N = 200 ;采用電加熱雙層隔板(見圖5、圖6)，其尺寸為800*1600mm，電加熱雙層隔板厚2.0mm ;超聲波調節器中的時間繼電器設置為開啟；系統的電滲析膜堆12同時開啟電加熱隔板和超聲功能；電滲析膜堆12的主體支撐材料為聚偏氟乙烯；電極材料采用鈦絲涂釕電極。水樣中央處理器3的原水樣分析入口 7取到原水樣，經過水樣中央處理器3的分析檢測，確定原水為標準海水，其成分和含量為=NaCl 26.423克/升，MgS043.213克/升，MgCl22.348克/升，CaCl2L 232 克 / 升，KCl 0.716 克 / 升，NaHCO30.211 克 / 升，NaBr 0.081 克 / 升；溶液電導率為48000微西門子/厘米。水樣中央處理器3設置系統工作參數指令:原水進入電滲析膜堆12的流速為130mm/s ;電滲析膜堆12的工作溫度為40°C，電加熱雙層隔板的工作電流為30mA/cm2 ;電滲析膜堆12的電極板工作電壓為40V ;水樣中央處理器3的輸出端9、10向超聲波調節器22發出工作指令；超聲波工作模式為:60s為一個循環周期，超聲時間30s，無超聲時間30s，直到電滲析操作結束；超聲波換能器的頻率為60kHZ，超聲輸出功率為60W，電滲析膜堆12的產出淡水37的一小部分傳輸給水樣中央處理器3的11端口 ；經水樣中央處理器3對產出淡水37分析，產出水電導率下降到800微西門子/厘米時，達到國家引用水標準 GB5749-2006。
[0045]上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。
【權利要求】
1.一種智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，包括電滲析膜堆、電場電流溫度調節器、超聲波調節器、進水流速控制器和水樣中央處理器；所述電滲析膜堆包括可調壓電極板、電加熱隔板、溫度傳感器、超聲波換能器及變幅桿、離子交換膜；所述可調壓電極板、電加熱隔板與所述電場電流溫度調節器連接，所述溫度傳感器與所述水樣中央處理器連接，所述超聲波換能器及變幅桿與所述超聲波調節器連接；所述水樣中央處理器分別與原水樣進水流速控制器和原水取樣口相連接，與產出淡水取樣口相連接，并且分別與電場電流溫度調節器和超聲波調節器相連接； 所述水樣中央處理器根據部分原水進水取樣或部分產出淡水取樣的分析檢測結果，具體確定水樣中的離子類型、離子濃度大小、水樣電導率、水樣粘度，根據溫度傳感器傳輸的系統溫度，水樣中央處理器分別給原水進水流速控制器發出原水進入流速調控指令，給電場電流溫度調節器發出調控指令，給超聲波調節器發出調控指令。
2.根據權利要求1所述的智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，所述可調壓電極板包括主體支撐材料、電極材料和側面支撐網，所述主體支撐材料和側面支撐網材料為聚乙烯、聚丙烯、碳化硅、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚醚酮、四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚共聚物或全氟正丙基乙烯基醚共聚物；所述電極材料為碳納米管電極、石墨電極、鋁電極、鈦絲涂釕電極或不銹鋼電極。
3.根據權利要求1所述的智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，單個所述電加熱隔板處于陰膜和陽膜之間，構成濃淡隔室，所述電加熱隔板包括隔板框和隔網，所述隔板框支撐膜面和支撐隔網；隔板框的材料為聚乙烯、聚丙烯、碳化硅、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚醚酮、四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚共聚物材料或全氟正丙基乙稀基釀共聚物材料。
4.根據權利要求3所述的智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，所述電加熱隔板為單層加熱隔板或雙層電加熱隔板；所述單層電加熱隔板的隔網為單層，同時起到促進湍流、攪拌、導流與加熱的雙重作用，隔網材料為絕緣保護膜包覆電加熱發熱絲；所述雙層電加熱隔板的隔網有兩層，一層隔網起到電加熱作用，另一層隔網起促進湍流、攪拌、導流作用。
5.根據權利要求3所述的智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，所述隔板框兩端分布有一定數量半橢圓形導流孔和橢圓形導流孔；連接于半橢圓形導液孔與隔網之間排列有分水流道；所述隔板框體四周設有凸出的密封線。
6.根據權利要求1所述的智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，所述超聲波換能器及變幅桿置于電極板的主體支撐材料的孔洞內，并裝配在電極材料的外側；變幅桿形狀為:圓棒形、圓臺形、錐形、橢圓柱形、階梯形或鏈狀形。
7.根據權利要求1所述的智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，所述電滲析膜堆包括陰離子交換膜和陽離子交換膜或雙極膜，所述陰離子交換膜為含有季胺基團的聚合材料膜、聚全氟乙丙稀陰離子交換膜、JAM-1I型均相陰離子交換膜，所述陽離子交換膜為含有磺酸基團或羧酸基團的聚合物材料膜、聚三氟苯乙烯陽離子交換膜、JCM-1I型均相陽離子交換膜。
8.根據權利要求1所述的智能調溫、調壓與超聲作用的電滲析水處理系統，其特征在于，所述超聲波調節器包括超聲波發生器、時間繼電器；超聲波發生器與時間繼電器相連接；超聲波發生器和時間繼電器與水樣中央處理器相連接；超聲波調節器與超聲波換能器及變幅桿相連接；根據水樣中央處理器對部分原水或者部分產出淡水的檢測分析結果，水樣中央處理器調控超聲波調節器的時間繼電器實現超聲波發生器工作輸出的通斷控制。
【文檔編號】C02F1/36GK104229955SQ201410478953
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】袁曦明, 袁一楠 申請人:中國地質大學