一种多组电极CDI模块水处理装置及处理方法与流程

本发明属于水处理，涉及废水中离子去除，具体涉及一种多组电极cdi模块水处理装置及处理方法。

背景技术：

1、电容式去离子化（cdi）是一种电化学水处理工艺，通过施加电压使电极表面进行双电层吸附，电极表面具有多孔、高吸附能力的电极材料，可将金属离子吸附在电极材料中，具有操作简单，出水稳定，无二次污染，可循环利用等优点。

2、传统的cdi技术中，碳电极直接和处理水接触，水流会冲刷碳电极，会导致碳颗粒掉落，电源反接脱附时，脱附下来的离子部分被吸附至对电极，导致效率和除盐率降低，现有技术通过在碳电极表面涂覆离子膜，离子膜只允许对应阴阳离子通过，从而阻止脱附下来的离子被对电极重新吸附，并且减弱了水流对碳电极的冲击力。

3、专利cn103991937a公开了一种利用膜电容去离子连续废水处理装置，通过在阴极上喷涂阳离子交换涂层，解决了阻止脱附下来的离子被对电极重新吸附和水流对碳电极的冲击力过大的问题。但是当处理废水中含有天然有机物的情况下，金属离子会与有机物在离子膜表面络合，络合的有机物积淀后会导致结垢现象的产生，例如fe和腐殖酸，结垢会水流阻力，会影响cdi装置的脱盐效率；

4、现有技术中原水通常仅通过单个管道从cdi装置底部通入，在原水向上渗透的过程中，对底部的电极和离子交换膜的压力较大，离子吸附时间和强度也较高，导致cdi装置底部的电极间更容易产生金属盐垢，金属盐垢沉积在cdi装置底部，虽然在cdi装置脱附离子形成浓缩水时会清洗掉一些盐垢，但是在排出浓缩水时，装置底部的拐角处容易积攒盐垢难以排出，长时间堆积的盐垢可能会导致进水压力增大，装置损坏，影响cdi装置的使用寿命，并且检修需要拆除整个cdi电极模块，检修程序复杂，难度大。

5、因此，还没有一种多组电极cdi模块水处理装置，可以减小cdi装置中最下方电极模块的吸附压力和吸附强度，提高cdi装置中下半部分电极模块处理原水的平均性，并且可以在水处理装置解吸附的同时对电极模块之间产生的金属盐垢产生冲洗作用，从而提高下次水处理时的电极的吸附能力。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于解决如何再在cdi水处理时，使水处理装置中的多组电极模块吸附效率提高，减小最下方电极模块的压力，提升多组电极模块的整体水处理效率；

2、本发明的第二个目的在于解决如何在水处理装置解吸附时利用解吸附产生的水流，对电极模块之间产生的金属盐垢产生冲洗作用，并随着水流被排出装置，提升电极模块的水处理能力，延长电极模块的使用寿命。

3、本发明通过在多组电极cdi模块下方增设管道组，通过双管道进原水减小底部电极的吸附压力，利用原水产生浓缩水排出时的水流，配合冲洗管有效的循环冲洗多组电极cdi模块间的金属盐垢。

4、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

5、一种多组电极cdi模块水处理装置，包括壳体、多组电极模块、管道组和中心管；

6、中心管设置在壳体底部中央，壳体内设置多组电极模块；

7、管道组由第二冲洗管和分流管组成，第二冲洗管的一侧设置在壳体内侧壁，另一侧上等距开设出水口，第二冲洗管底部通过分流管与中心管侧壁连通，分流管与第二冲洗管连通处设置第二动力泵；

8、壳体上方设置顶板，下方设置底板，顶板和底板之间通过固定柱连接固定，顶板中央设置净水管连通至壳体内顶部，净水管两边对称设置两个导电柱；

9、中心管侧壁通过第一分管连通原水管，第一分管上设置分管阀，中心管底部设置浓水阀。

10、打开分管阀，使原水管内的原水经第一分管进入中心管和分流管中，中心管内的原水从底部进入电极模块，打开第二动力泵，使分流管内的原水经第二冲洗管从的侧面进入电极模块，进行脱盐处理，原水脱盐完成的净水经净水管收集，水处理完成。

11、进一步的，多组电极模块在壳体内依次叠放设置，电极模块由上到下依次为阳极极板、阴离子交换膜、隔网、阳离子交换膜、阴极极板。

12、进一步的，多组电极模块中央均开设有通孔，多组电极模块边缘设置半圆形开口，半圆形开口直径与第二冲洗管外径相同。

13、进一步的，第二冲洗管仅在多组电极模块的下半部分设置出水口。

14、进一步的，管道组还包括第一冲洗管和第二分管；

15、第一冲洗管与第二冲洗管对称设置在壳体内壁上，第一冲洗管底部通过第二分管连通原水管，第一冲洗管与第二分管连通处设置第一动力泵；

16、第一冲洗管和第二冲洗管两侧分别设置两个挡块；

17、分流管和第一分管之间的中心管上设置过滤装置，过滤装置内设置可拆卸滤网。

18、进一步的，第一冲洗管仅在多组电极模块的上半部分设置出水口。

19、进一步的，第一冲洗管和第二冲洗管的出水口均顺时针旋转至挡块边缘。

20、进一步的，挡块为等腰三角柱，三条边分别所在的平面均为曲面，两条腰边的曲面均与壳体内壁弧度相同，底边所在的平面与第一冲洗管外侧壁贴合。

21、进一步的，一种多组电极cdi模块水处理装置的处理方法包括如下步骤：

22、步骤一、关闭浓水阀，用电源连通两个导电柱，打开分管阀，使原水管内的原水经第一分管进入中心管和分流管中，中心管内的原水从底部进入电极模块，打开第二动力泵，使分流管内的原水经第二冲洗管从的侧面进入电极模块，进行脱盐处理，原水脱盐完成的净水经净水管收集，水处理完成；

23、步骤二、水处理完成后，关闭净水管、分管阀和第二动力泵，断开导电柱电源，使多组电极模块吸附的离子解吸附在壳体内的原水中，生成浓缩水；

24、步骤三、浓缩水生成后，打开浓水阀，使壳体内的浓缩水缓慢排出，同时打开第一动力泵和第二动力泵，调节泵功率，使第一动力泵和第二动力泵的向水处理装置中输送原水的流速之和与浓水阀排出浓缩水的流速相同，直至浓水阀排出的浓缩水量达到水处理装置的容量；

25、步骤四、关闭第一动力泵和浓水阀，停止向装置内输送原水和排出浓缩水，使水处理装置内的原水在第二动力泵的作用下在壳体、中心管、过滤装置、分流管和第二冲洗管之间循环流动，使水处理装置内的盐垢在循环水的冲击作用下从中心管排出并被过滤装置捕获，完成电极模块解吸处理。

26、发明的有益效果：

27、本发明的多组电极cdi模块水处理装置通过第二冲洗管将原水从电极模块的侧面通入，减小了电极模块底部电极模块的压力，由于现有技术将原水从下方通入，使得下方的电极模块工作强度大于上方电极模块工作强度，本发明提高了电极模块下半部分电极模块的吸附效率，提升了整体多组电极cdi模块水处理装置的整体水处理能力，盐离子去除效率高。

28、本发明的多组电极cdi模块水处理装置具有自清洁能力，可以高效的清除盐垢，在生成浓缩水时可以对电极模块产生冲洗作用，在装置中形成了流动的水路，并且消除了较大的死角区域，大大减小了盐垢积攒的可能性，装置的水流阻力小，延长了装置的使用寿命，可通过可拆卸滤网的捕获沉淀情况判断装置内沉淀含量，根据沉淀含量可以调节冲洗沉淀的时间，观察方便，操作便捷。

29、本发明的处理方法可以根据滤网中沉淀的量调整水处理装置的清洁时间和清洁强度，盐垢去除效率高，去除盐垢用的原水可循环使用，并且本装置可在循环使用的原水中添加稀盐酸增强清洁能力，通过第一动力泵和第二动力泵使装置内添加稀盐酸的原水循环流动，有利于装置中盐垢的去除，滤除盐垢的滤网为可拆卸，便于更换，操作简单便捷，实用性高。

30、本发明通过将第一冲洗管和第二冲洗管用限位杆的位置设置在多组电极模块两边，既起到了限位作用，还使第一冲洗管和第二冲洗管与多组电极模块紧密接触，便于出水口的原水均匀冲洗多组电极模块，形成水流。