您现在的位置:东方水网>> >> >>正文内容

电渗析(ED)技术及操作简介

电渗析原理

  电渗析器是在外加直流电场的作用下,当含盐分的水流经阴、阳离子交换膜和隔板组成的隔室时,水中的阴、阳离子开始定向运动,阴离子向阳极方向移动,

阳离子向阴极方向移动,由于离子交换膜具有选择透过性,阳离子交换膜(简称

阳膜)的固定交换基团带负电荷,因此允许水中阳离子通过而阻挡阴离子,阴离

子交换膜(简称阴膜)的固定交换基团带正电荷,因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子,致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去,从而达到淡化的目的。

电渗析器通电以后,电极表面发生电极反应,致使阳极水呈酸性,并产生初生态的氧O2和氧气Cl2。阴极水呈减性,当极节水中有Ca=+Ng++时由生成CaCO3Ng(OH)2水垢,结集在阴极上,阴极室有氧气H2排出。因此极水要畅通,不断排出电极反应产物,有利于电渗析器正常运行。

三、电渗析的结构

电渗析不论其规格怎样,形式如何,均由膜堆、电极、夹紧装置三大部件组成。

1.    膜堆

 一张阳膜、一张隔膜、一张阴膜,再一张隔板组成一个膜对,一对电极之间所有的膜对之和称膜堆。它是电渗析器的心脏部件,也是电渗析器性能好、坏的关键部件。

在此简单介绍组成膜对零件的主要材料:

(1)    阴、阳离子交换膜:按膜中活性基团的均一程度可分为异相膜(非均质),均相膜与半均相膜。理论上讲均相膜优越,事实上由于各制膜厂技术水平不齐,生产经验不等,制出来的膜性能相关很大,即使同一家厂的产品由于批号不一样性能差别也不小。本所通过试制比较确定采用上海化工厂生产的异相膜,该膜性能相对比较稳定。

(2)       隔板:本所电渗析器隔板流进均为无回路短流形式。其边框采用0.9毫米聚丙烯板冲压成型。内烫二聚丙烯丝编织网构成水流通道,有时根据用户需要选用0.5或1.2毫米聚丙烯板加工成型(一般说隔板愈薄脱盐效果越好,但对进水水质要求也愈高)。

2.    电极

一般电渗析的电极采用石墨、铅、不锈钢材料,这些电极材料易得,造价低,制作方便;但电化学性能不好,寿命短。本所产品电极使用优质钛为基材、表面涂履镣、铱等稀土金属,具有电化学性能好,耐腐蚀、寿命长、形状如图四所示。

3.     夹紧装置

4.     夹紧装置是十使用电、膜堆连成整体并防止内外泄漏。一般有铸铁和钢板二种。本所采用钢板焊型钢结构。因钢板有弹性能局部变形,即使隔板,膜厚度不均,也不会泄漏。拉杆螺栓有炭钢、不锈钢二种。

四、电渗析器的组装方式

1.     电渗析器组装方式说明:

在实际工作中,常用极和段来区分电渗析器的不同组装形式。二对电极之间的膜堆称为一极;水流方向一致的一个膜堆称为一段。

对某一种规格电渗析器来说,增加段数,就等与加长脱盐流程,也就能提高脱盐效率,但同时降低一些淡水产量,增加膜对数,可提高淡水产量,增加极数可降低额定电压,便于整流器选型。

总之,选用什仫型的电渗析器,应视原水水质要求、淡水产量、水温、安装场地、投资情况等进行综合考虑。

2.     电渗析器组装方法有多种,现举例如下三种:

(1)       一级一段组装法:

先将夹紧装置甲平放在支架上,然后按顺序放在绝缘橡皮、端电极(带有配水框,多孔板于端极中),极膜,浓水隔板(称甲),阴膜,淡水隔板(称乙),然后按阴膜,浓水隔板,阴膜,淡水隔板直至应装膜对数,最后在淡水隔板上再放极膜 ,渎电极(带有配水框,多孔板于端电极中),绝缘橡皮,夹紧装置乙,用螺杆锁紧,锁紧时应先将夹紧装置的中间拧紧,在拧紧两边的螺杆,用力须均匀以使其平整,式运行的应将其翻转90度。

(2)       一级多装发:

先将一级一段组装,但在改向时有所不同,即装到第一段所需膜对数时,上面原应是淡水隔板(乙),此时改成换向隔板(乙),赌注浓水进水孔,放阳膜,再放改向隔板(甲)堵住淡水进水孔,仍按顺序放阴膜,隔板(乙)阳膜、隔板(甲),结尾与一级一段相同。

(3)       多级与多段组装法:

  开始与上述相同,第二级安装时,放共电极(多孔板嵌与共电极中)、极膜、淡水隔板(注意:第二级不应放浓水隔板),第二级应以浓水隔板结束,第三级时放共电极(多孔板嵌于共电极)、极膜,此时改放浓水隔板,即一、三级起始是浓水隔板,二、四级其始是浓水隔板,电极两边第一张膜总是阳膜。

五、电渗析器进水水质要求

1. 电渗析器进水水质指标:

1)水温            5~40℃

 (2)耗氧量          <3mg/L(KmnO4法)

3)游离碌          <0.2mg/L

(4)铁                 < 0.3mg/L

5)锰                 0.1mg/L

(6)浊度               < 1mg/L

7)污染指数(SDI)    < 10

2.水中有害成分对电渗析器性能的影响

  进水中有害成分对电渗析的危害主要表现在四个方面:

(1)       在设备的水流通道和空隙中产生堵塞现象,水流阻力的不均匀改变也会使浓水室和淡水室中的水压不相等,严重时会使膜面破裂。水中夹带的砂粒也会使膜产生机械性破损。

(2)       水流通过电渗析隔板时,水中悬浮粘附在膜面上,成为离子迁移的一障碍,促使膜电阻增加和水质恶化。电渗析膜是细菌的有机养料,水中所含细菌转移到膜面上繁殖,也会产生上述后果。

(3)       水中带极性有机物被膜吸附后,会改变膜的极性,并使膜的选择透过性降低,膜电阻增加。

(4)       高价金属离子(如铁、锰)会使离子交换膜中毒;游离禄使阳膜产生氧化,进水硬度高时会导致极化的沉淀结垢。

故进电渗析器水的处理主要对象是天然水中的悬浮物质和胶体物质,其中包括无机物,有机物和细菌等。

  六、电渗析器操作规程

1.     开车运行(包括调试前)准备:

(1)  检查原水槽、中间槽有无杂物;

(2)  检查电渗析器的管路是否接错、有无泄漏、电路系统是否接触正常,电器各开关及仪表指示是否在准备开车的正常位置;

(3)  检查电渗析器本机有无金属杂物及周围环境是否整洁。

2.     操作步骤:

开车步骤

(1)  打开进水总管回流阀及本机上放气阀、关闭浓、淡、极水阀;

(2)  使本机出口浓、淡水均排空(或回流入原水池,或回流浓水循环池);

(3)  开启水泵,缓慢地同时开启浓、淡极水阀。逐步升高进水压力,达到额定流量,调节好流量;

(4)  开启整流器,逐步升高电压到预定的操作电压值;

(5)  测定淡水出口水质,待水质合格后,操作隔膜阀使淡水进入淡水槽。

 

  停车步骤

(1)    打开淡水排空伐,同时关闭淡水隔膜伐;

(2)    电压降至零,切断整流器电源;

(3)    继续通水2-3分钟后,打开进水管总回流伐,关闭浓、淡、极水伐;

(4)    停泵。

倒换电极操作步骤:

(1)    将淡水排空伐打开,使淡水排空(或排入浓水系统);

(2)    使电压降至零;

(3)    继续通水2-3分钟后,按下倒相按纽。逐步升高电压至操作值;

(4)    测定淡水水质等合格后,操作隔膜伐,使3淡水进入淡水池(槽)。

注意事项:

(1)        开车时先通水后通电,停车时先停电后停水;如果采用浓水循环工艺,在运行中绝对不可将浓水或淡水泵单独一只关闭。

(2)        开车或停车时,要同时缓慢开启或关闭浓、淡、极水阀门,以保证膜两侧受压均匀。

(3)        淡水压要稍高于浓水压力(一般高于0.01Mpa).

(4)        要缓慢开、闭阀门,防止突然升高或降压,致使膜堆变形。

(5)        电渗析器通电后膜上有电,切勿碰摸膜堆,以免触电或损坏膜堆。

(6)        进电渗析器浓、淡水的压力不得大于0.3Mpa.

(7)        电渗析器在运行中,由于局部膜面的极化或浓水中碳酸钙、硫酸钙浓度处于过饱状态(特别在浓水循环流程中)。使得水流通道内发生结垢现象,

   定期换电极极性。一般3-4小时倒换一次,操作步骤为;开启浓水伐,关闭淡水出口伐,降低整流器输出电压,并倒换电极极性,逐步升高电压到原工作电压,检测淡水水质合格时,开启淡水伐,其间一般为5-10分钟(视脱盐流程长短而定)。

控制浓水浓缩倍数,浓水的排放可直接从浓水箱排到地沟,也可以用浓水作为极水再排放。由于浓水的浓度比较高,pH也较高,因此其结垢倾向是应该注意的,为了防止水垢,可以在浓水箱中适当加酸HCL,使浓水pH保持4-6之间。浓水回收率不得大于70%。

   定期酸洗。在水质、电流下降,压差增大的情况下需要酸洗,酸洗时绝对不能开整流器,用2%的盐酸溶液冲洗,至出水的pH与原水相等时方可投入运行。

   当上述1.2不见效时应停机检查,发现破裂的膜与隔板应更换,结垢严重应在2-3%的盐酸浓度液里浸泡1-2小时,再冲洗干净,然后重组装调试。

(8)        观察与记录,操作人员自启动水泵后不能离开操作岗位,应随时观察水压、流量、电压值,若有被动及时调节,在正常情况下要求每小时作一次全面记录,内容包括日期、水温、进水压力、流量、操作电压、电原水水质、出水水质、循环浓水水质、计算脱盐率或脱氧率运行情况等。

4电渗析器技术参数:

(1)    规格、型号;

(2)    膜对数

(3)    级、段;

(4)    产水量;

(5)    脱盐率;

(6)    工作电压;

七.电渗析器常见故障及排除

 

序号

故障现象

产生原因

排除方法

1

膜堆普遍漏水

螺杆未锁紧

进一步锁紧

2

个别处漏水成射流状态

隔板边框处有杂物或隔板破裂

拆开,清除杂物或更换破裂隔板,重装

3

试车时,水压偏高,且不出水

级段间水流倒向时,进出水孔堵刹

拆开重装

4

淡水水质突然下降

个别膜(尤其是靠近极室的膜)破裂

拆开检修重装

5

膜堆发热变形

断水时,没有先停电

严格操作,注意水压、电压、电流的突然变化


【字体: 】【收藏】【打印文章

相关文章

    没有相关内容