本发明涉及一种交换极电化学复合离子置换集成除盐装置及其实施方法，属于浓盐水的脱盐净化领域。包括第一端部夹板和第二端部夹板围合而成的处理室，所述第一可交换电极和第二可交换电极之间的处理室内腔中具有间隔设置的第一选择性离子透过膜C膜和第一选择性离子透过膜A膜，所述第一选择性离子透过膜C膜和第一选择性离子透过膜A膜之间形成第二多流道导流板，所述第一选择性离子透过膜A膜和第二可交换电极之间形成第三多流道导流板。本发明具有以下有益效果：采用电场定向吸引离子、固定床同电性置换、膜选择透过技术的有效结合，可连续进行脱盐处理，具有脱盐率高、成本低、操作简便、使用时间长等优点。
1.一种交换极电化学复合离子置换集成除盐装置，其特征在于：包括第一端部夹板（1）和第二端部夹板（1.1）围合而成的处理室，所述处理室内腔两侧内部分别设置有第一可交换电极（2）和第三可交换电极（8），所述第一可交换电极（2）和第三可交换电极（8）之间的处理室内腔中具有与第一可交换电极（2）、第三可交换电极（8）平行的第二可交换电极（6），所述第一可交换电极（2）和第二可交换电极（6）之间的处理室内腔中具有间隔设置的第一选择性离子透过膜C膜（4）和第一选择性离子透过膜A膜（5），所述第一可交换电极（2）和第一选择性离子透过膜C膜（4）之间形成第一多流道导流板（3），所述第一多流道导流板（3）的两端分别为流道口A、流道口B，所述第一选择性离子透过膜C膜（4）和第一选择性离子透过膜A膜（5）之间形成第二多流道导流板（3.1），所述第二多流道导流板（3.1）的两端分别设置有流道口C、流道口D，所述第一选择性离子透过膜A膜（5）和第二可交换电极（6）之间形成第三多流道导流板（3.2），所述第三多流道导流板（3.2）的两端分别设置有流道口E、流道口F，所述第二可交换电极（6）和第三可交换电极（8）之间的处理室内腔中具有间隔设置的第二选择性离子透过膜A膜（5.1）和第二选择性离子透过膜C膜（4.1），所述第二可交换电极（6）与第二选择性离子透过膜A膜（5.1）之间形成第四多流道导流板（3.3），第四多流道导流板（3.3）的两端分别设置有流道口G、流道口H，所述第二选择性离子透过膜C膜（4.1）与第三可交换电极（8）之间形成第五多流道导流板（3.4），所述第五多流道导流板（3.4）的两端分别设置有流道口M、流道口N，所述第二选择性离子透过膜C膜（4.1）与第二选择性离子透过膜A膜（5.1）之间具有游离离子固定床，所述游离离子固定床的两端分别设置有流道口J、流道口K；
第一选择性离子透过膜C膜（4）、第一选择性离子透过膜A膜（5）之间和第二多流道导流板（3.1）构成第二工作区（12），待处理水流过第二工作区（12）内部的第二工作室；第一选择性离子透过膜C膜（4）、第一多流道导流板（3）与第一可交换电极（2）构成第一工作区（11），待处理水流过第一工作区（11）内部的第一工作室；第一选择性离子透过膜A膜（5）、第三多流道导流板（3.2）与第二可交换电极（6）构成第三工作区（13），待处理水流过第三工作区（13）内部的第三工作室；第二可交换电极（6）、第四多流道导流板（3.3）与第二选择性离子透过膜A膜（5.1）构成第四工作区（14），待处理水流过第四工作区（14）内部的第四工作室；
在第四工作区（14）右侧，为游离离子固定床形成的第五工作区（15），待处理水流过第五工作区（15）内部的第五工作室；第二选择性离子透过膜C膜（4.1）、第五多流道导流板（3.4）与第三可交换电极（8）构成第六工作区（16），待处理水流过第六工作区内部的第六工作室；
各工作区根据水流方向在工作区外部通过管路连接，通过控制阀门根据除盐工艺工作需要进行相应的工作区切换；
所述游离离子固定床包括箱式组合框（10），所述箱式组合框（10）的两端均设置有隔离筛（9），所述隔离筛（9）、箱式组合框（10）围合而成的填充腔中填充有游离离子可置换型粒子有机聚合材料（7）；所述游离离子可置换型粒子有机聚合材料（7）为苯乙烯系或丙烯酸系高聚物粒子或螯合型粒子，所述箱式组合框（10）为聚丙烯高分子聚合物、聚乙烯聚合物、氯乙烯改性高分子聚合物或三元共聚物，所述隔离筛（9）为楔形绕丝筛；所述第一选择性离子透过膜A膜（5）及第二选择性离子透过膜A膜（5.1）为含氟乙烯基共聚物制备的选择性离子透过膜A膜；所述第一选择性离子透过膜C膜（4）及第二选择性离子透过膜C膜（4.1）为含季铵基改性交联聚合物制备的选择性离子透过膜C膜；所述第一可交换电极（2）、第二可交换电极（6）及第三可交换电极（8）均为惰性电极，可交换电极为钌系钛电极、铱系钛电极、铂系钛电极、纯钛电极、石墨电极或镍铁氧化物电极；所述第一多流道导流板（3）、第二多流道导流板（3.1）、第三多流道导流板（3.2）、第四多流道导流板（3.3）及第五多流道导流板（3.4）均采用聚丙烯高分子聚合物材料、聚乙烯聚合物材料、聚酰胺纤维类树脂材料或非导电材料制成；多流道导流板其流道为梯形、菱形、S曲线型、孔型，液体在流道内流动时形成湍流，降低浓差极化现象；
还包括外电路（23），所述外电路为直流稳压电源，该直流稳压电源具有正负电极转换开关，用于正极与负极的切换，所述直流稳压电源的正极与负极分别与对应可交换电极相连接，
外电路（23）正极连接所述第一可交换电极（2）、第三可交换电极（8），外电路（23）负极连接所述第二可交换电极（6），在此状态下，所述流道口D与第一进水流道（17）连接，流道口H、流道口N均与第二进水流道（18）连接，所述流道口A、流道口E、流道口G、流道口M均与一级连通流道（21）连接，所述流道口C、流道口J均与二级连通流道（22）连接，所述流道口B、流道口F均与浓盐水流道（19）连接，所述流道口K与除盐水流道（20）连接；
或者外电路（23）正极连接所述第二可交换电极（6），外电路（23）负极连接所述第一可交换电极（2），在此状态下，所述流道口B、流道口F与第一进水流道（17）连接，流道口H、流道口N均与第二进水流道（18）连接，所述流道口C、流道口G、流道口M均与一级连通流道（21）连接，所述流道口A、流道口E、流道口J均与二级连通流道（22）连接，所述流道口D均与浓盐水流道（19）连接，所述流道口K与除盐水流道（20）连接。
2.根据权利要求1所述交换极电化学复合离子置换集成除盐装置，其特征在于，所述装置的实施方法，包括以下步骤：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一经第一进水流道（17）进入第二多流道导流板（3.1），并从第二多流道导流板（3.1）的另一端流出；第二多流道导流板（3.1）内部由于配对电极电场力的作用，带正负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜C膜（4）、第一选择性离子透过膜A膜（5）分别进入第一多流道导流板（3）和第三多流道导流板（3.2）内；第二多流道导流板（3.1）内的水形成初步除盐水，初步除盐水经二级连通流道（22）进入游离离子固定床内；游离离子固定床由于配对电极电场力的作用，带正负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第二选择性离子透过膜C膜（4.1）和第二选择性离子透过膜A膜（5.1）分别进入第五多流道导流板（3.4）和第四多流道导流板（3.3）内；在游离离子固定床内部由于带正负荷电的游离离子根据电场力的方向分别做定向迁移后残余的带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料（7）所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从除盐水流道（20）流出；水流二从第二进水流道（18）流入第四多流道导流板（3.3）和第五多流道导流板（3.4）中，并分别从第四多流道导流板（3.3）和第五多流道导流板（3.4）的另一端流出，再经一级连通流道（21）汇流后分别进入第一多流道导流板（3）和第三多流道导流板（3.2）中，并分别从第一多流道导流板（3）和第三多流道导流板（3.2）流出，第一多流道导流板（3）和第三多流道导流板（3.2）流出的水汇合，形成浓盐水从浓盐水流道（19）流出。
3.根据权利要求1所述交换极电化学复合离子置换集成除盐装置，其特征在于，所述装置的实施方法，包括以下步骤：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一经第一进水流道（17）进入第一多流道导流板（3）和第三多流道导流板（3.2），并从第一多流道导流板（3）和第三多流道导流板（3.2）的另一端流出；第一多流道导流板（3）内部由于配对电极电场力的作用，带负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜C膜（4）进入第二多流道导流板（3.1），同理，第三多流道导流板（3.2）内部由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜A膜（5）进入第二多流道导流板（3.1）；第一多流道导流板（3）和第三多流道导流板（3.2）流出的水为初步除盐水，经二级连通流道（22）汇合流入游离离子固定床，初步除盐水进入游离离子固定床后，带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料（7）所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从游离离子固定床经除盐水流道（20）流出；水流二从第二进水流道（18）进入第四多流道导流板（3.3）和第五多流道导流板（3.4）中，并从第四多流道导流板（3.3）和第五多流道导流板（3.4）的另一端流出，第四多流道导流板（3.3）和第五多流道导流板（3.4）流出的水经一级连通流道（21）汇流流入第二多流道导流板（3.1）中，形成浓盐水从浓盐水流道（19）流出。
4.根据权利要求1所述的交换极电化学复合离子置换集成除盐装置，其特征在于：所述第一端部夹板（1）和第二端部夹板（1.1）为相互平行的硬质紧固板，夹板采用单一金属材料、高强度轻型合金材料或硬质高分子聚合物材料制成。
交换极电化学复合离子置换集成除盐装置及其实施方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种交换极电化学复合离子置换集成除盐装置及其实施方法，属于浓盐水的脱盐净化领域。
背景技术
[0002] 近几十年，我国经济不断发展，水资源的供需矛盾日益突出。据统计，世界淡水资源仅占地球总水量的2.5%，而海水和苦咸水高达97%。而仅有的淡水也大多集中在南北两极、高山冰川、积雪等人类的恶劣环境中，难以开发使用。面对水资源短缺、水污染严重及工业用水大等问题，节约淡水资源、可利用水资源分质回收再利用成为本世纪重要课题，更关系到人类生存延续、经济发展、社会治安。为了解决此问题，各国政府纷纷采取相应措施，增强环保节约意识，出台水资源保护措施；另一方面，开发先进、低成本的水处理技术来获得淡水资源，或者高难废水的中水回用以减少淡水的开采。
[0003] 现在我国国内处理膜法脱盐工艺浓水的方式主要有以下几种：传统蒸发工艺能耗高、材质要求高；反渗透膜法动力消耗大，易污堵，回收率受进水含盐量影响大，废浓盐水排放量大；电渗析工艺设备投资高，低含盐量时运行费用高；电吸附技术设备投资高，脱盐效率低，运行不连续，需不断停机再生；阴阳离子树脂交换法再生药剂利用率低，产出水浪费等不足。
[0004] 因此，综上所述，虽然目前国内对浓盐水的处理都有一定的认识，但限于目前的技术水平，浓盐水脱盐工艺处理均有或多或少的缺陷。
发明内容
[0005] 根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：为解决上述问题之一，提供一种可连续高效除盐、能适用于高、低含盐进水要求、产出水含盐量低、浓盐水排放量少、环境友好型交换极电化学复合离子置换集成除盐装置及其实施方法。
[0006] 本发明所述的一种交换极电化学复合离子置换集成除盐装置，其特征在于：包括第一端部夹板和第二端部夹板围合而成的处理室，所述处理室内腔两侧内部分别设置有第一可交换电极和第三可交换电极，所述第一可交换电极和第三可交换电极之间的处理室内腔中具有与第一可交换电极、第三可交换电极平行的第二可交换电极，所述第一可交换电极和第二可交换电极之间的处理室内腔中具有间隔设置的第一选择性离子透过膜C膜和第一选择性离子透过膜A膜，所述第一可交换电极和第一选择性离子透过膜C膜之间形成第一多流道导流板，所述第一选择性离子透过膜C膜和第一选择性离子透过膜A膜之间形成第二多流道导流板，所述第一选择性离子透过膜A膜和第二可交换电极之间形成第三多流道导流板，所述第二可交换电极和第三可交换电极之间的处理室内腔中具有间隔设置的第二选择性离子透过膜A膜和第二选择性离子透过膜C膜，所述第二可交换电极与第二选择性离子透过膜A膜之间形成第四多流道导流板，所述第二选择性离子透过膜C膜与第三可交换电极之间形成第五多流道导流板，所述第二选择性离子透过膜C膜与第二选择性离子透过膜A膜之间具有游离离子固定床。
[0007] 本发明内容主要涉及对苦咸水、中水、高含盐废水的杂盐处理，与传统处理方法相比具有成本低、能耗低、效率高等优点。此工艺的发展，一方面为企业节约用水成本，另一方面可大大减少地表水等淡水资源的消耗，造福子孙后代。
[0008] 进一步地，所述第一多流道导流板的两端分别为流道口A、流道口B，所述第二多流道导流板的两端分别设置有流道口C、流道口D，所述第三多流道导流板的两端分别设置有流道口E、流道口F，第四多流道导流板的两端分别设置有流道口G、流道口H，所述游离离子固定床的两端分别设置有流道口J、流道口K，所述第五多流道导流板的两端分别设置有流道口M、流道口N。
[0009] 进一步地，还包括外电路，其正极连接所述第一可交换电极、第三可交换电极，其负极连接所述第二可交换电极。
[0010] 进一步地，所述流道口D与第一进水流道连接，流道口H、流道口N均与第二进水流道连接，所述流道口A、流道口G、流道口M均与一级连通流道连接，所述流道口C、流道口J均与二级连通流道连接，所述流道口B、流道口F均与浓盐水流道连接，所述流道口K与除盐水流道连接。
[0011] 进一步地，还包括外电路，其正极连接所述第二可交换电极，其负极连接所述第一可交换电极。
[0012] 进一步地，所述流道口B、流道口F与第一进水流道连接，流道口H、流道口N均与第二进水流道连接，所述流道口C、流道口M均与一级连通流道连接，所述流道口A、流道口E、流道口J均与二级连通流道连接，所述流道口D均与浓盐水流道连接，所述流道口K与除盐水流道连接。
[0013] 本发明还公开了一种交换极电化学复合离子置换集成除盐装置的实施方法，包括以下步骤：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一经第一进水流道进入第二多流道导流板，并从第二多流道导流板的另一端流出；第二多流道导流板内部由于配对电极电场力的作用，带正负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜C膜、第一选择性离子透过膜A膜分别进入第一多流道导流板和第三多流道导流板内；第二多流道导流板内的水形成初步除盐水，初步除盐水经二级连通流道进入游离离子固定床内；游离离子固定床由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第二选择性离子透过膜C膜和第二选择性离子透过膜A膜分别进入第五多流道导流板和第四多流道导流板内；在游离离子固定床内部由于带正负荷电的游离离子根据电场力的方向分别做定向迁移后残余的带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从除盐水流道流出；水流二从第二进水流道流入第四多流道导流板和第五多流道导流板中，并分别从第四多流道导流板和第五多流道导流板的另一端流出，再经一级连通流道汇流后分别进入第一多流道导流板和第三多流道导流板中，并分别从第一多流道导流板和第三多流道导流板流出，第一多流道导流板和第三多流道导流板流出的水汇合，形成浓盐水从浓盐水流道流出。
[0014] 本发明还公开了一种交换极电化学复合离子置换集成除盐装置的实施方法，包括以下步骤：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一经第一进水流道进入第一多流道导流板和第二多流道导流板，并从第一多流道导流板和第二多流道导流板的另一端流出；第一多流道导流板内部由于配对电极电场力的作用，带负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜C膜进入第二多流道导流板，同理，第三多流道导流板内部由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜A膜膜进入第二多流道导流板；第一多流道导流板和第三多流道导流板流出的水为初步除盐水，经二级连通流道汇合流入游离离子固定床，初步除盐水进入游离离子固定床后，带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从游离离子固定床经除盐水流道流出；水流二从第二进水流道进入第四多流道导流板和第五多流道导流板中，并从第四多流道导流板和第五多流道导流板的另一端流出，第四多流道导流板和第五多流道导流板流出的水经一级连通流道汇流流入第二多流道导流板中，形成浓盐水从浓盐水流道流出。
[0015] 进一步地，所述游离离子固定床包括箱式组合框，所述箱式组合框的两端均设置有隔离筛，所述隔离筛、箱式组合框围合而成的填充腔中填充有游离离子可置换型粒子有机聚合材料；所述游离离子可置换型粒子有机聚合材料为苯乙烯系或丙烯酸系高聚物粒子或螯合型粒子，所述箱式组合框为聚丙烯高分子聚合物、聚乙烯聚合物、氯乙烯改性高分子聚合物或三元共聚物，所述隔离筛为楔形绕丝筛、约翰逊条缝筛或多孔树脂支撑材料；所述第一选择性离子透过膜A膜及第二选择性离子透过膜A膜为含氟乙烯基共聚物制备的选择性离子透过膜A膜；所述第一选择性离子透过膜C膜及第二选择性离子透过膜C膜为含季铵基改性交联聚合物制备的选择性离子透过膜C膜；所述第一可交换电极、第二可交换电极及第三可交换电极均为惰性电极，可交换电极为钌系钛电极、铱系钛电极、铂系钛电极、纯钛电极、石墨电极或镍铁氧化物电极；所述第一多流道导流板、第二多流道导流板、第三多流道导流板、第四多流道导流板及第五多流道导流板均采用聚丙烯高分子聚合物材料、聚乙烯聚合物材料、聚酰胺纤维类树脂材料或非导电材料制成；多流道导流板其流道为梯形、菱形、S曲线型、孔型，液体在流道内流动时形成湍流，降低浓差极化现象；所述第一端部夹板和第二端部夹板为相互平行的硬质紧固板，夹板采用单一金属材料、高强度轻型合金材料、硬质高分子聚合物材料制成；所述外电路为直流稳压电源，该直流稳压电源具有正负电极转换开关，用于正极与负极的切换，所述直流稳压电源的正极与负极分别与对应可交换电极相连接。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0017] 本发明所述的交换极电化学复合离子置换集成除盐装置及其实施方法，主要针对含盐废水的脱盐处理，通过可交换电极，利用选择性离子透过膜初步除盐，再由可固定离子固定床固定盐分进行深度除盐，通过稳压电源对可交换电极惰性电极施加电压，改变游离离子的微观运动及动力学状态，使带电离子在电极电场力的作用下做定向移动并通过选择性离子透过膜的方式达到除盐的目的。与传统脱盐方法相比，采用电场定向吸引离子、固定床同电性置换、膜选择透过技术的有效结合，可连续进行脱盐处理，具有脱盐率高、成本低、操作简便、使用时间长等优点。同时，也克服了树脂需酸碱、停机再生的弊端。
[0018] 本发明可采用多个可交换极电化学复合离子置换集成除盐工艺单元并联或串联同时使用。各工作区根据水流方向在工作区外部通过管路连接，通过控制阀门根据除盐工艺工作需要进行相应的工作区切换。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
[0020] 图1是本发明实施例1的交换极电化学复合离子置换集成除盐装置构造示意图；
[0021] 图2是本发明实施例2的交换极电化学复合离子置换集成除盐装置工作示意图（以+ ‑ + 2‑Na、Cl、NH4、CO3 为例）；
[0022] 图3是本发明实施例3的交换极电化学复合离子置换集成除盐装置交换电极极性+ ‑ + 2‑后的工作示意图（以Na、Cl、NH4、CO3 为例）；
[0023] 其中，1、第一端部夹板 1.1、第二端部夹板 2、第一可交换电极 3、第一多流道导流板 3.1、第二多流道导流板 3.2、第三多流道导流板 3.3、第四多流道导流板 3.4、第五多流道导流板 4、第一选择性离子透过膜C膜 4.1、第二选择性离子透过膜C膜 5、第一选择性离子透过膜A膜 5.1、第二选择性离子透过膜A膜 6、第二可交换电极 7、游离离子可置换型粒子有机聚合材料 8、第三可交换电极 9、隔离筛 10、箱式组合框 11、第一工作区 12、第二工作区 13、第三工作区 14、第四工作区 15、第五工作区 16、第六工作区 17、第一进水流道 18、第二进水流道 19、浓盐水流道 20、除盐水流道 21、一级连通流道 22、二级连通流道 23、外电路。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本发明做进一步描述：
[0025] 以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0026] 实施例一
[0027] 如图1所示，所述一种交换极电化学复合离子置换集成除盐装置，包括第一端部夹板1和第二端部夹板1.1围合而成的处理室，所述处理室内腔两侧内部分别设置有第一可交换电极2和第三可交换电极8，所述第一可交换电极2和第三可交换电极8之间的处理室内腔中具有与第一可交换电极2、第三可交换电极8平行的第二可交换电极6，所述第一可交换电极2和第二可交换电极6之间的处理室内腔中具有间隔设置的第一选择性离子透过膜C膜4和第一选择性离子透过膜A膜5，所述第一可交换电极2和第一选择性离子透过膜C膜4之间形成第一多流道导流板3，所述第一选择性离子透过膜C膜4和第一选择性离子透过膜A膜5之间形成第二多流道导流板3.1，所述第一选择性离子透过膜A膜5和第二可交换电极6之间形成第三多流道导流板3.2，所述第二可交换电极6和第三可交换电极8之间的处理室内腔中具有间隔设置的第二选择性离子透过膜A膜5.1和第二选择性离子透过膜C膜4.1，所述第二可交换电极6与第二选择性离子透过膜A膜5.1之间形成第四多流道导流板3.3，所述第二选择性离子透过膜C膜4.1与第三可交换电极8之间形成第五多流道导流板3.4，所述第二选择性离子透过膜C膜4.1与第二选择性离子透过膜A膜5.1之间具有游离离子固定床。
[0028] 优选地，所述第一多流道导流板3的两端分别为流道口A、流道口B，所述第二多流道导流板3.1的两端分别设置有流道口C、流道口D，所述第三多流道导流板3.2的两端分别设置有流道口E、流道口F，第四多流道导流板3.3的两端分别设置有流道口G、流道口H，所述游离离子固定床的两端分别设置有流道口J、流道口K，所述第五多流道导流板3.4的两端分别设置有流道口M、流道口N。
[0029] 所述游离离子固定床包括箱式组合框10，所述箱式组合框10的两端均设置有隔离筛9，所述隔离筛9、箱式组合框10围合而成的填充腔中填充有游离离子可置换型粒子有机聚合材料7；所述游离离子可置换型粒子有机聚合材料7为苯乙烯系或丙烯酸系高聚物粒子或螯合型粒子，所述箱式组合框10为聚丙烯高分子聚合物、聚乙烯聚合物、氯乙烯改性高分子聚合物或三元共聚物，所述隔离筛9为楔形绕丝筛、约翰逊条缝筛或多孔树脂支撑材料；所述第一选择性离子透过膜A膜5及第二选择性离子透过膜A膜5.1为含氟乙烯基共聚物制备的选择性离子透过膜A膜；所述第一选择性离子透过膜C膜4及第二选择性离子透过膜C膜
4.1为含季铵基改性交联聚合物制备的选择性离子透过膜C膜；所述第一可交换电极2、第二可交换电极6及第三可交换电极8均为惰性电极，可交换电极为钌系钛电极、铱系钛电极、铂系钛电极、纯钛电极、石墨电极或镍铁氧化物电极；所述第一多流道导流板3、第二多流道导流板3.1、第三多流道导流板3.2、第四多流道导流板3.3及第五多流道导流板3.4均采用聚丙烯高分子聚合物材料、聚乙烯聚合物材料、聚酰胺纤维类树脂材料或非导电材料制成；多流道导流板其流道为梯形、菱形、S曲线型、孔型，液体在流道内流动时形成湍流，降低浓差极化现象。
[0030] 所述第一端部夹板1和第二端部夹板1.1为相互平行的硬质紧固板，夹板采用单一金属材料、高强度轻型合金材料、硬质高分子聚合物材料制成。
[0031] 本实施例的工作原理：第一选择性离子透过膜C膜4、第一选择性离子透过膜A膜5之间和第二多流道导流板3.1构成第二工作区12，待处理水流过第二工作区12内部的第二工作室；第一选择性离子透过膜C膜4、第一多流道导流板3与第一可交换电极2构成第一工作区11，待处理水流过第一工作区11内部的第一工作室；第一选择性离子透过膜A膜5、第三多流道导流板3.2与第二可交换电极6构成第三工作区13，待处理水流过第三工作区13内部的第三工作室；可交换电极6、第四多流道导流板3.3与第二选择性离子透过膜A膜5.1构成第四工作区14，待处理水流过第四工作区14内部的第四工作室；在第四工作区14右侧，为游离离子固定床形成的第五工作区15，待处理水流过第五工作区15内部的第五工作室；第二选择性离子透过膜C膜4.1、第二多流道导流板3.1与可交换电极8构成第六工作区16，待处理水流过第六工作区内部的第六工作室。
[0032] 实施例二
[0033] 如图2所示，与实施例一相比，本实施例还包括外电路23，其正极连接所述第一可交换电极2、第三可交换电极8，其负极连接所述第二可交换电极6，所述流道口D与第一进水流道17连接，流道口H、流道口N均与第二进水流道18连接，所述流道口A、流道口G、流道口M均与一级连通流道21连接，所述流道口C、流道口J均与二级连通流道22连接，所述流道口B、流道口F均与浓盐水流道19连接，所述流道口K与除盐水流道20连接。
[0034] 所述交换极电化学复合离子置换集成除盐装置的实施方法，包括以下步骤：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一经第一进水流道17进入第二多流道导流板3.1，并从第二多流道导流板3.1的另一端流出；第二多流道导流板3.1内部由于配对电极电场力的作用，带正负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜C膜4、第一选择性离子透过膜A膜5分别进入第一多流道导流板3和第三多流道导流板3.2内；第二多流道导流板3.1内的水形成初步除盐水，初步除盐水经二级连通流道22进入游离离子固定床内；游离离子固定床由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第二选择性离子透过膜C膜4.1和第二选择性离子透过膜A膜
5.1分别进入第五多流道导流板3.4和第四多流道导流板3.3内；在游离离子固定床内部由于带正负荷电的游离离子根据电场力的方向分别做定向迁移后残余的带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料7所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从除盐水流道20流出；水流二从第二进水流道18流入第四多流道导流板3.3和第五多流道导流板3.4中，并分别从第四多流道导流板3.3和第五多流道导流板3.4的另一端流出，再经一级连通流道21汇流后分别进入第一多流道导流板3和第三多流道导流板3.2中，并分别从第一多流道导流板3和第三多流道导流板3.2流出，第一多流道导流板3和第三多流道导流板3.2流出的水汇合，形成浓盐水从浓盐水流道19流出。
[0035] 本实施例的工作原理：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一从第二工作区12内部的第二工作室一端进入从另一端流出，再从第五工作区15内部的第五工作室一端进入另一端流出，在第二工作室内部由于配对电极电场力的作用，带正负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜C膜和A膜分别进入第一工作室和第三工作室，由于电极电场力的作用和选择性离子透过膜C膜和A膜的反向阻挡作用，第一工作室内的带正负荷电的游离离子不能反向通过选择性离子透过膜C膜，进入第二工作室，同理，第三工作室内的带正负荷电的游离离子不能反向通过选择性离子透过膜A膜进入第二工作室，第二工作室内的水形成初步除盐水，初步除盐水进入第五工作室后，在第五工作室内部由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜A膜定向进入第四工作室，在第五工作室内部由于配对电极电场力的作用，带负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜C膜进入第六工作室，在第五工作室内部由于带正负荷电的游离离子根据电场力的方向分别做定向迁移后残余的带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料7所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从第五工作室流出，在第五工作室内部，由于电极电场力的+ ‑ + ‑
作用水分子解离生成H 和OH ，H 和OH将游离离子可置换型粒子有机聚合材料上固定的盐分置换出来，恢复其原始功能（离子定向移动如图2示）。
[0036] 水流二从第四工作区14内部的第四工作室和第六工作区16内部的第六工作室一端进入从另一端流出，再从第一工作区11内部的第一工作室和第三工作区13内部的第三工作室一端进入从另一端流出；在第五工作室内部由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电极电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜A膜进入第四工作+ ‑室，在第四工作室内部为保持水的电中性，水分子解离生成H 和OH ，水中部分弱酸性离子与+ 2‑ + ‑ + ‑ ‑
H结合：如CO3 +H=HCO3 ，在可交换电极6发生部分化学反应为：2H +2e=H2，OH留在第四工作室内的水中；在第五工作室内部由于配对电极电场力的作用，带负荷电的游离离子根据电极电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜C膜进入第六工作室，在第六工作+ ‑ ‑
室内部为保持水的电中性，水分子解离生成H和OH ，水中部分弱碱性离子与OH结合：如NH4+ ‑ ‑ ‑ +
+OH =NH3‧H2O，在可交换电极8发生部分化学反应为：4OH‑4e=2H2O+O2，H留在第六工作室内的水中，第四工作室和第六工作室流出的水汇合，形成初步浓盐水；汇合后的初步浓盐水分别流入第一工作室和第三工作室，在第二工作室内部由于配对电极电场力的作用，带负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜C膜进入第一工+ ‑
作室，在第一工作室内部为保持水的电中性，水分子解离生成H 和OH ，水中部分弱碱性离子‑ + ‑ ‑ ‑ +
与OH结合：如NH4+OH=NH3‧H2O，在可交换电极2发生部分化学反应为：4OH‑4e=2H2O+O2，H留在第一工作室内的水中；在第二工作室内部由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜A膜进入第三工作室，在第+ ‑ +
三工作室内部为保持水的电中性，水分子解离生成H 和OH ，水中部分弱酸性离子与H结合：
2‑ + ‑ + ‑ ‑
如CO3 +H =HCO3 ，在可交换电极6发生部分化学反应为：2H+2e =H2，OH留在第三工作室内的水中，第一工作室内部由于选择性离子透过膜C膜的反向阻挡作用，带正荷电的游离离子不能根据电极电场力的方向做定向迁移通过选择性离子透过膜C膜进入第二工作室，第三工作室内部由于选择性离子透过膜A膜的反向阻挡作用，带负荷电的游离离子不能根据电极电场力的方向做定向迁移通过选择性离子透过膜A膜进入第二工作室，第一工作室和第三工作室流出的水汇合，形成浓盐水。
[0037] 除盐水从第五工作区15流出，浓盐水从第一工作区11和第三工作区13流出。
[0038] 实施例三
[0039] 如图3所示，与实施例一相比，本实施例还包括外电路23，其正极连接所述第二可交换电极6，其负极连接所述第一可交换电极2，所述流道口B、流道口F与第一进水流道17连接，流道口H、流道口N均与第二进水流道18连接，所述流道口C、流道口M均与一级连通流道21连接，所述流道口A、流道口E、流道口J均与二级连通流道22连接，所述流道口D均与浓盐水流道19连接，所述流道口K与除盐水流道20连接。
[0040] 所述交换极电化学复合离子置换集成除盐装置的实施方法，包括以下步骤：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一经第一进水流道17进入第一多流道导流板3和第二多流道导流板3.1，并从第一多流道导流板3和第二多流道导流板3.1的另一端流出；第一多流道导流板3内部由于配对电极电场力的作用，带负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜C膜4进入第二多流道导流板3.1，同理，第三多流道导流板3.2内部由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过第一选择性离子透过膜A膜5膜进入第二多流道导流板3.1；第一多流道导流板3和第三多流道导流板3.2流出的水为初步除盐水，经二级连通流道22汇合流入游离离子固定床，初步除盐水进入游离离子固定床后，带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料7所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从游离离子固定床经除盐水流道20流出；水流二从第二进水流道18进入第四多流道导流板3.3和第五多流道导流板3.4中，并从第四多流道导流板3.3和第五多流道导流板3.4的另一端流出，第四多流道导流板3.3和第五多流道导流板3.4流出的水经一级连通流道21汇流流入第二多流道导流板3.1中，形成浓盐水从浓盐水流道19流出。
[0041] 本实施例的工作原理：将待处理的水分成水流一和水流二，水流一从第一工作区11内部的第一工作室和第三工作区13内部的第三工作室一端进入从另一端流出，再从第五工作区15内部的第五工作室一端进入另一端流出，在第一工作室内部由于配对电极电场力的作用，带负荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜C膜+ ‑
进入第二工作室，在第一工作室内部为保持水的电中性，水分子解离生成H 和OH ，水中部分+ 2‑ + ‑ + ‑
弱酸性离子与H结合：如CO3 +H =HCO3 ，在可交换电极2发生部分化学反应为：2H+2e=H2，‑
OH留在第一工作室内的水中；同理，在第三工作室内部由于配对电极电场力的作用，带正荷电的游离离子根据电场力的方向做定向移动，并通过选择性离子透过膜A膜进入第二工+ ‑ ‑ +
作室，为保持水的电中性，水分子解离生成H和OH ，水中部分弱碱性离子与OH结合：如NH4‑ ‑ ‑ +
+OH=NH3‧H2O，在可交换电极6发生部分化学反应为：4OH‑4e=2H2O+O2，H留在第三工作室内的水中，第一工作室和第三工作室流出的水汇合，形成初步除盐水，初步除盐水进入第五工作室后，带正负荷电的游离离子被游离离子可置换型粒子有机聚合材料7所吸引固定进行深度除盐，形成除盐水从第五工作室流出；在第五工作室内部，第一工作室和第三工作室流+ ‑
出的水汇合后，水中存在的H和OH将游离离子可置换型粒子有机聚合材料上固定的盐分置换出来，恢复其原始功能。
[0042] 水流二从第四工作区14内部的第四工作室和第六工作区16内部的第六工作室一端进入从另一端流出，再从第二工作区12内部的第二工作室一端进入从另一端流出，第四工作室和第六工作室所在的配对电极之间无电场效应，因此第四工作室和第六工作室之间的游离离子不做定向迁移，第四工作室和第六工作室流出的水汇合进入第二工作室，在配对电极电场效应的作用下，第二工作室中由于选择性离子透过膜A膜和C膜的反向阻挡作用，带正负荷电的游离离子无法继续迁移，第一工作室内部通过选择性离子透过膜C膜的带符荷电的游离离子和第三工作室内部通过选择性离子透过膜A膜带正荷电的游离离子在第二工作室内部汇集成电中性，形成浓盐水；
[0043] 除盐水从第五工作区15流出，浓盐水从第二工作区12流出。
[0044] 通过以上的实施例可见，通过切换预先设定好的不同工作区，可实现不同的除盐工艺及其方法，实施例2对待处理水的含盐量适应范围广，操作简便，除盐能力高。实施例3尤其适用于低含盐水的净化，运行能耗低、净化效率高。
[0045] 本发明所述的除盐工艺存在多种工艺变形，可多个工作单元并联，也可多个工作区并联，以提高处理水量；可进行多个工作单元串联、组合，也可多个工作区串联、组合，与电渗析等市场膜法工艺相比，可适用于复杂盐分的水质处理，进水盐含量范围广，进水含盐量范围可高达100000mg/L、进水有机物（100‑200mg/L）、浊度（20NTU）、浓水硅浓度（无限制）容忍度高，应回用水要求除盐水可净化至超纯水状态。
[0046] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
