有關(guān)電滲析技術(shù)的原理與操作

有關(guān)電滲析技術(shù)的原理與操作：

操作規程

1.操作人員經(jīng)考試合格取得操作證，方準進(jìn)行操作，操作者應熟悉本機的性能、結構等，并要遵守安全和交接班制度。

2.檢查電源接線(xiàn)、電源相、穩壓水泵、酸泵、極水泵、電滲析器、計量?jì)x表等是否正常。

3.檢查各水池水位及池中是否有硬質(zhì)雜物落進(jìn)，檢查各閥門(mén)的啟閉狀態(tài)是否正確，對管路系統進(jìn)行沖洗，防止鐵質(zhì)物、泥沙等帶進(jìn)電滲析器中。

4.關(guān)閉電滲析進(jìn)水總閥及流量計前的濃、淡、極水的進(jìn)水閥門(mén)，打開(kāi)濃、淡、極水管或電滲析本體的排氣閥。

5.開(kāi)啟穩壓水泵入口閥門(mén)、電滲析器濃、淡水排污閥門(mén)和極水泵入口閥門(mén)。當極水確定為密閉循環(huán)時(shí)，應開(kāi)啟極水箱回水總閥門(mén)和每臺電滲析器的極水出口閥門(mén)。

6.當穩壓水箱水位高于1米時(shí)，打開(kāi)水泵回流閥，開(kāi)啟穩壓水泵，緩慢開(kāi)啟出口閥門(mén)。

7.啟動(dòng)極水泵，開(kāi)啟水泵出口閥門(mén)。

8.緩慢開(kāi)啟濃、淡水倒進(jìn)水閥門(mén)，注意始終保持極水壓力與波、淡水壓力相適應，并使極水壓力低于濃、淡水壓力0.01MPa～0.02MPa，當濃、淡、極水壓力升到0.05MPa～O.1MPa且穩定到一定流量時(shí)，待空氣排盡后，關(guān)閉排氣閥。

9.在流量和壓力穩定的情況下，合上硅整流直流倒向開(kāi)關(guān)，控硅整流“啟動(dòng)”按鈕，順時(shí)針轉動(dòng)“調壓旋鈕”，使電壓緩慢升至與預定流量相適應的電壓范圍。

10.當淡水水質(zhì)合格后，開(kāi)啟淡水回收閥門(mén)，關(guān)閉淡水排污閥門(mén)，開(kāi)始正常運行。

11.電滲析開(kāi)始運行時(shí)，要先通水后供電，停止運行時(shí)，要先斷電后停水，嚴禁停水不停電。

12.開(kāi)始和停止運行時(shí)，要盡量做到同時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉淡水、濃水和極水的閥門(mén)，以免水壓突然變化產(chǎn)生水錘現象(水壓沖擊)。

13.嚴格控制電滲析器在極限電流下運行。

14.電滲析器運行的最大承受壓力不得超過(guò)0.3MPa.

15.運行中，不得用手或身體接觸電滲析膜堆，防止觸電。

16.膜堆上禁止放置金屬物件，以防產(chǎn)生短路。

17.當電滲析停水時(shí)，應交替著(zhù)慢慢關(guān)閉濃、淡、極水進(jìn)水閥門(mén)，嚴禁猛關(guān)或只關(guān)濃水、不關(guān)淡水或只關(guān)濃、淡水而不關(guān)極水。如果有兩臺以上電滲析器同時(shí)運行，當停止其中一臺時(shí)，還應照顧到其他電滲析器的壓力和流量變化。

18.當停止電滲析運行時(shí)，先全開(kāi)淡水倒排污閥門(mén)，再關(guān)閉回收水閥門(mén)。

19.水泵停用前，先緩慢關(guān)閉電滲析器進(jìn)水總閥，同時(shí)交替緩慢關(guān)閉濃、淡、極水進(jìn)水閥。停泵后將回流閥及時(shí)關(guān)閉，防止水泵進(jìn)氣。

20.工作后必須檢查、清掃設備，做好日常保養工作，并將各操作開(kāi)關(guān)置于零位，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，達到整齊、清潔、安全。

日常保養：

1.班前：

(1)認真聽(tīng)取交班人員介紹設備運轉情況，查看設備交接班、水質(zhì)化驗記錄。

(2)檢查電源接線(xiàn)、電源柜、穩壓水泵、酸泵、極水泵、電滲析器、計量?jì)x表等是否正常，三相電壓是否平衡。

(3)檢查各水池水位及地中是否有硬質(zhì)雜物落進(jìn)，對管路系統進(jìn)行沖洗，防止鐵質(zhì)物、泥沙等帶進(jìn)電滲析器中。

2.班中：

(1)每1～2h檢查、記錄一次電壓、電流、極向、水壓、流量、淡水水質(zhì)，巡視檢查電滲析器有無(wú)漏水滋墊等缺陷，以及配電系統、電機、泵等有無(wú)異常。發(fā)現異常及時(shí)處理。

(2)視水質(zhì)情況，每2h～8h倒換一次電極極性。

(3)根據原水硬度嚴格控制極限電流。

(4)運行中應維持流量穩定及電壓和電流相適應，并保持極水壓力低于濃、淡水壓力0.01MPa～0.02MPa。

(5)啟動(dòng)和倒換電極時(shí)，升電壓速度要緩慢，避免因電壓升高過(guò)快而損壞設備。為此，應控制開(kāi)電壓時(shí)的啟動(dòng)電流不超過(guò)20安培。

3.班后：

(1)填寫(xiě)好各種記錄，認真向對接人員介紹設備運轉情況。

(2)如需停止運行，應在停運前倒換一次電極，通電沖洗10min左右，然后再斷電停運，或停電后通水2min～3min，保持膜面濕潤，并沖掉水流通道內的污物及沉淀。

(3)短期停運時(shí)，電滲析器內的水不應放空，以保持膜的濕潤。

(4)將電滲析器準整流電源關(guān)閉，并關(guān)閉總電源。

(5)清理場(chǎng)地和設備，整理化驗儀器、用品。

定期保養

1.電滲析器運行30天(也可視結垢情況而定)要進(jìn)行酸洗，酸洗液一般用鹽酸，濃度不超過(guò)3%。原水硬度高，可采用正、反兩個(gè)方向進(jìn)酸，分別酸洗。酸洗結束，可投入運行。淡、濃、極水三個(gè)系統應同時(shí)清洗。如膜上結垢不多時(shí)，也可減少膜的清洗次數，單獨清洗電極室。

2.電滲析器運行7～15天，需進(jìn)行反沖洗，反沖洗由電滲析器出口方向進(jìn)水，從進(jìn)口方向排水。

3.電滲析器運行3～6個(gè)月，要全部拆卸開(kāi)，清除水垢和污泥。各水箱及附屬設備也應同時(shí)清洗、檢查，其中過(guò)濾器1～3個(gè)月清洗一次。

4.操作人員要參與定期對電滲析的進(jìn)、出水進(jìn)行的水質(zhì)全分析，并認真記入水質(zhì)化驗全分析表。

頻繁倒極電滲析優(yōu)點(diǎn)

(1)由于極性倒換頻繁，破壞極化層2～4次，因而防止極化結垢的提高，對防止碳酸鈣結垢的效果也很好。在有化學(xué)藥劑添加，濃水中硫酸鈣的濃度達到飽和值的175％時(shí)，尚可不在電滲析器內結垢。

(2)由于排放濃水的濃度提高了，電滲析的水回收率可以達到80％以上。如果向濃水系統中投加化學(xué)藥劑，如六偏磷酸鈉等阻垢劑，可使水的回收率提高到90％以上。

(3)由于倒極頻繁，水中帶電荷的膠體和細菌膠團的運動(dòng)方向也頻繁變換，從而減輕了黏泥性物質(zhì)在膜面上的附著(zhù)和積累。

(4)由于倒極頻繁，電極極性和淡水出口閥門(mén)的切換均采用全部自動(dòng)控制，減少了人員的勞動(dòng)強度。

電滲析運轉管理中防止與消除結垢的方法

(1)控制極限電流：控制工作電流不超過(guò)極限電流可以預防水垢的產(chǎn)生。一般選取極限電流的70～90％為工作電流。電滲析器的極限電流常采用電壓一電流極化曲線(xiàn)確定。

(2)倒換電極定時(shí)倒換電極的極性，隨之淡室和濃室交替變換，使得陰膜上的水垢處于時(shí)而析出、時(shí)而溶解，時(shí)而在陰膜的這一面、時(shí)而在陰膜的那一面的不穩定狀態(tài)，從而減輕了水垢的積累。

(3)定期酸洗結在陰膜上的碳酸鈣水垢，在電滲析器不解體的情況下，可用1％～2％的xiyansuan進(jìn)行酸洗。‘酸洗周期根據結垢情況確定，一般為1～4周。

(4)濃水加酸 由于CaCO3和Mg(OH)2的溶度積遠遠小于CaSO4和CaCl2、MgCl2，采用濃水加酸的辦法，使碳酸鹽硬度轉變成非碳酸鹽硬度，可防止碳酸鹽硬度水垢的產(chǎn)生，同時(shí)防止Mg(OH)2的析出。一般投加鹽酸和硫酸，將濃水的pH值調整到4～6為宜。采用濃水加酸的辦法還有利于實(shí)現濃水循環(huán)，可把水的利用率提高到90％以上。

(5)預軟化 原水進(jìn)人電滲析器之前預先軟化，以去除原水中的鈣、鎂離子，消除結垢的內因。

(6)解體清洗每半年或一年把電滲析器wanquan拆散，解體清洗一次。將膜和隔板進(jìn)行機械清刷和化學(xué)酸洗。

電滲析運行管理過(guò)程中濃水循環(huán)應注意哪些問(wèn)題?

應用電滲析器淡化水，要排掉一部分濃水和極水，如果極水和濃水全部由原水供給，就增加了前處理設備的負擔和水處理費用。一般采用減少濃水流量，濃水另作他用，從濃水中回收淡水和濃水循環(huán)等方法來(lái)提高原水的利用率。濃水循環(huán)有動(dòng)力消耗小，耗電量減少等優(yōu)點(diǎn)，但是設備增加，操作管理麻煩，尤其是隨著(zhù)濃縮程度的增高，帶來(lái)了結垢增加，電流效率降低等問(wèn)題。在濃水循環(huán)中應注意：

(1)硫酸鈣沉淀硫酸鈣沉淀不易清除，所以采用的濃縮倍率不應使濃水中的硫酸鈣的離子積超過(guò)其濃度積所確定的數值。超過(guò)此值時(shí)，應降低濃縮倍率或投加隱蔽劑如六偏磷酸鈉等。

(2)水垢沉淀濃水循環(huán)使得濃水的離子質(zhì)量分數大為增高，從而增加碳酸鹽水垢沉淀的可能性，為了防止這種沉淀，通常采用在濃水系統中加酸的辦法使沉淀物溶解，國內一般加鹽酸，使濃水的pH值在3～4之間，pH值小于3，電流效率將明顯降低。國外在濃水循環(huán)系統中則經(jīng)常加硫酸，使濃水的pH值維持在4～6之間。

(3)濃縮倍率濃水循環(huán)工藝的關(guān)鍵是正確控制濃縮倍率即濃水濃度與原水濃度之比。隨著(zhù)濃水濃度的增高，濃水和淡水之間的濃度差增大了，膜的選擇透過(guò)性降低，鹽的反擴散和水的電滲透增長(cháng)，亦即電流效率下降，除鹽率降低，甚至會(huì )造成沉淀。影響濃縮比的因素很多，如原水含鹽量，水的離子組分，pH值及離子交換膜的性能等。含鹽量高、硬度、堿度較高的原水，濃縮倍率要控制得低一些，對于不同的原水水質(zhì)和膜，應當通過(guò)試驗確定。

如何選定電滲析的電流?

在電滲析器的設計和運行時(shí)，應考慮防止產(chǎn)生極化和有效地清除水垢等問(wèn)題，合理選擇電滲析工作電流密度，可有效防止產(chǎn)生極化使電流效率降低和造成結垢。原則上工作電流應當低于極限電流。工作電流的選擇還應當結合原水的含鹽量，離子的組分，流速和溫度等情況，如原水為碳酸鹽型水質(zhì)，則可選擇較高的工作電流。溫度對電滲析器的性能有著(zhù)重要影響，溫度升高，水中離子遷移速度增大，膜和溶液的電阻降低，都會(huì )使設備除鹽量增大，除鹽率增加，淡水水質(zhì)提高。實(shí)踐證明，水溫在40℃以?xún)葴囟让可?℃，電滲析器的脫鹽率大約可提高1％。因此如有條件時(shí)，可利用廢熱適當提高水溫，以提高出水水質(zhì)和水量。為了使電滲析器安全運行，并不使運行效果太差，進(jìn)水溫度應在5～40℃范圍內。 一般來(lái)說(shuō)，原水含鹽量高，可以選用較大的電流密度。在除鹽量、水質(zhì)要求一定的情況下，采用較大的電流密度，可以減小電滲析器，降低造價(jià)，但日常運行電費增加。采用較小的電流密度，日常運行電費降低了，但須選用較大的電滲析器，造價(jià)增大。使造價(jià)和日常運行電費之和最小的電流密度稱(chēng)為經(jīng)濟電流密度(或稱(chēng)最佳電流密度)，極限電流密度和經(jīng)濟電流密度二者不一定相等，如不等，應選取較低的值。

衡量電滲析離子交換膜性能的指標有哪些?

電滲析法的關(guān)鍵在于電滲析器的性能，而電滲析器性能的關(guān)鍵又取決于離子交換膜的性能。離子交換膜性能的具體衡量指標有以下幾方面。

(1)膜的選擇透過(guò)性指標：膜的選擇透過(guò)性是離子交換膜最重要的性能，可用遷移數和膜電壓來(lái)表征膜的選擇透過(guò)性。jiduan情況下，理想膜只允許反離子通過(guò)，不允許同離子通過(guò)，即此時(shí)反離子的遷移數為1，同離子的遷移數為零。因此可用遷移數定量地表示膜的選擇透過(guò)性。用離子交換膜分隔兩種濃度不同的電解質(zhì)溶液，橫跨膜的電壓差就是膜電壓。膜電壓的大小取決于膜的離子選擇透過(guò)性和膜兩側溶液的濃度差。因此，在一定的濃差及溫度下，可以用膜電壓表征膜的選擇透過(guò)性。

(2)交換容量：指單位膜樣品中所含活性基團的數量。通常以單位干重(g)的膜所含可交換離子的物質(zhì)的量(mmol)表示。膜的選擇透過(guò)性及導電性能均與膜的交換容量大小相關(guān)。膜的交換容量一般在1～3mmol／g干膜。

(3)導電性：膜的導電性可以用電阻率、電導率或面電阻表示。面電阻是指單位膜面積所具有的電阻。wanquan干燥的膜基本不導電，膜的導電性能是由含水膜中的電解質(zhì)溶液實(shí)現的，因此膜的導電性與溶液及膜中的離子種類(lèi)、濃度以及溶液溫度、膜自身的特性等相關(guān)，通常要求膜的導電能力應大于溶液的導電能力。

(4)含水率它表示濕膜中所含水的百分數(可以單位質(zhì)量干膜或濕膜計)。含水率與膜的活性基團數量、交聯(lián)度以及電解質(zhì)溶液的離子種類(lèi)、平衡濃度相關(guān)。其數值通常在30～50％范圍。

(5)厚度：膜的厚度與膜電阻和機械強度相關(guān)。在保證一定機械強度的前提下，膜越薄，其電阻就越小，導電性能也就越好。通常異相膜的厚度約1mm，均相膜厚度約0.2～0.6mm，最薄的為0.015mm。

(6)破裂強度：膜在實(shí)際應用中所能承受的最大垂直壓力。破裂強度是衡量膜的機械強度的重要指標之一。在電滲析器操作中，膜兩側所受到的流體壓力不可能相等，因此膜必須具備足夠的機械強度，以免因膜的破裂造成濃室和淡室貫通而使電滲析器無(wú)法運行。國產(chǎn)膜的破裂強度為0.3～1.0MPa。

電滲析離子交換膜濃差極化現象的危害

離子交換膜濃差極化現象是指電滲析陰膜或陽(yáng)膜中離子遷移速率大于溶液中同種離子遷移速率，當電流提高到相當程度時(shí)，在膜表面出現該離子濃度趨向于零，此時(shí)水會(huì )電離產(chǎn)生H+和OH-參與傳導電流，以補充離子不足的現象。

極化的危害：陰膜發(fā)生極化時(shí)，OH-和CO2； 在電場(chǎng)作用下，透過(guò)陰膜遷移到濃水室，使濃水室pH值升高，OH-和CO2可以與滯留在濃水室的Mg2+、Ca2+生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀，沉淀堵塞水流通道，使膜有效面積減少，影響水質(zhì)，并增加耗電量和降低電滲析器使用壽命。同時(shí)淡水室pH值減小，膜一邊呈堿性另一邊呈酸性，也影響膜壽命。陽(yáng)膜淡化室一側極化時(shí)，由于陽(yáng)膜只允許H+通過(guò)，它遷移至濃水室，結果使濃水室pH值減低，而淡化室pH值升高，由于淡化室無(wú)鈣鎂離子，因此無(wú)沉淀結構的風(fēng)險，但陽(yáng)膜兩邊一邊酸性一邊堿性，膜壽命也受影響。

電滲析器的基本構成有哪些?

電滲析器由膜堆、極區和夾緊裝置三部分組成。另外有輔助設備，整流器電源、水泵、流量計、過(guò)濾器、水箱和儀器儀表等。膜堆包括若干膜對(一陽(yáng)膜一陰膜)和隔板組成，隔板上有水道、進(jìn)出水道。極區包括電極、集水框和保護室。夾緊裝置由蓋板和螺桿組成。

電滲析器常由幾十到幾百個(gè)膜堆組成，又分多級多段，其定義如下。 級：一對正負電極問(wèn)的膜堆稱(chēng)為一級通道。膜堆包括若干對陽(yáng)、陰膜，膜之間有隔板，有水通道。段：具有同一水流方向的兩組或兩組以上并聯(lián)(指水流并聯(lián))膜堆稱(chēng)一段。

分級的原因：降低工作電壓，因電極間膜對多時(shí)電壓差大，所以理論上一對電極間可設置無(wú)數對膜，實(shí)際操作時(shí)為控制電壓不要太高，膜堆只有一定數目。

分段的原因：加長(cháng)水的流程長(cháng)度，提高水純度，即提高水質(zhì)。

電極：設在膜堆兩端，要求耐腐蝕，導電性能好，機械性能好，化學(xué)穩定性好，可用石墨、炭板、惰性貴金屬、鈦、鐵、鉛、不銹鋼等為電極?，F在常用鐵上鍍釕作陽(yáng)電極，稱(chēng)yongjiu電極，其壽命長(cháng)，耐腐蝕、但價(jià)格高。鉛、不銹鋼較便宜，但耐久性差。陰極常用不銹鋼。

電滲析在污水處理方面的應用

電滲析在治理廢水方面的應用可歸納為以下三個(gè)方面。

(1)作為離子交換工藝的預除鹽處理，可大大降低離子交換的除鹽負荷，擴展離子交換對原水的適應范圍，大幅度減少離子交換再生時(shí)廢酸、廢堿或廢鹽的排放量，一般可減少90％，甚至更多。在某些情況下，電滲析可以wanquan取代離子交換，直接制取初級純水。

(2)將廢水中有用的電解質(zhì)進(jìn)行濃縮、回收，并再利用。如電鍍含鎳廢水的回收與再利用等。

(3)改革原有工藝，采用電滲析技術(shù)，實(shí)現清潔生產(chǎn)。如采用電滲析法制取初級純水或軟化水代替離子交換法，以消除再生廢液的產(chǎn)生；采用樹(shù)脂電滲析法制取高純水，取消樹(shù)脂的化學(xué)再生；采用離子交換膜擴散滲析法，從鋼鐵清洗廢液中回收酸等。

采用電滲析處理廢水目前處于探索應用階段。在采用電滲析法處理廢水時(shí)，應注意根據廢水的性質(zhì)選擇合適的離子交換膜和電滲析器的結構，同時(shí)應對進(jìn)入電滲析器的廢水進(jìn)行必要的預處理。電滲析設備的工藝技術(shù)及應用操作流程

電滲析技術(shù)的三大特點(diǎn)

1.預處理簡(jiǎn)便，設備經(jīng)久耐用;

2.工藝過(guò)程潔凈，藥劑耗量少，污染環(huán)境小;

3.過(guò)程無(wú)相變，僅用電能來(lái)遷移水中的離子，在一定的含鹽量條件下，電滲析被認為是能耗較少的技術(shù)。

電滲析設備的工藝流程

1.苦咸水淡化、地下水除氟

原水→101過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→中空纖維超濾器→紫外線(xiàn)殺菌器→成品水

2.飲用純凈水、太空水生產(chǎn)

原水→機械過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→中空纖維超濾器→紫外線(xiàn)殺菌器→臭氧滅菌裝置→成品水

3.制藥行業(yè)針劑制備、大輸液制備用水

原水→活性炭過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→多效蒸餾水機→成品水

4.化肥、機械行業(yè)用水

原水→機械過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→陽(yáng)離子交換器→脫氣塔→陰離子交換器→成品水

電滲析設備的六大維護方法：

1.要經(jīng)常注意電滲析設備的管路更新問(wèn)題;

2.電滲析設備在線(xiàn)化學(xué)清洗、解體化學(xué)清洗;

3.電滲析設備故障判斷、排除;

4.電滲析設備的擴容問(wèn)題;

5.電滲析設備自動(dòng)化改造;

6.要注意電滲析設備予處理及后處理維修與改造。

電滲析的四大用途：

1、制取啤酒、汽水、純凈水等飲料用水。

2、海水、苦咸水淡化制取生活飲用水。

3、電鍍、電子等工業(yè)廢水(液)中Au、Ag、Cu等貴重金屬。

4、 電滲析和離子交換法聯(lián)合使用，制取蒸餾水、高純水、超純水，這種制水方法可節約酸堿80~90%，避免樹(shù)脂的頻繁再生，并大大降低制水成本。