電滲析(ED)裝置介紹

1、電滲析（）技術(shù)介紹 蘇州開源拓展環(huán)保工程有限公司 精誠精誠超越超越 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析工作原理及過程一 電滲析法：在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的透過性(即 陽膜只允許陽離子透過，陰膜只允許陰離子透過)，使水中的陰、陽離 子作定向遷移，從而達(dá)到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過程。 原理是：在陰極與陽極之間，放置著若干交替排列的陽膜與陰膜， 讓水通過兩膜及兩膜與兩極之間所形成的隔室，在兩端電極接通直通 電源后，水中陰、陽離子分別向陽極、陰極方向遷移，由于陽膜、陰 膜的選擇透過性，就形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃 度增加的濃室。與此同時(shí)，在兩電極上也發(fā)生著

2、氧化還原反應(yīng)，即電 極反應(yīng)，其結(jié)果是使陰極室因溶液呈堿性而結(jié)垢，陽極室因溶液呈酸 性而腐蝕。因此，在電滲析過程中，電能的消耗主要用來克服電流通 過溶液、膜時(shí)所受到的阻力及電極反應(yīng)。 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 在電滲析過程中，電能的消耗主要用來克服電流通過溶液、膜時(shí)所受 到的阻力以及進(jìn)行電極反應(yīng)。運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水分別地不斷流經(jīng)濃室、淡室以 及極室。淡室出水即為淡化水，濃室出水即為濃鹽水，極室出水不斷排除 電極過程的反應(yīng)物質(zhì)，以保證電滲析的正常進(jìn)行。以最基本的雙膜電滲析 槽為例： 電滲析工作原理及過程二 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析膜（離子交換膜）介紹一 離子交換膜是電滲析器的重要

3、組成部分，按其選擇透過性能，主要分為 陽膜與陰膜、按其膜體結(jié)構(gòu)，可區(qū)分為異相膜、均相膜、半均相膜3種。異 相膜的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度好、價(jià)格低，缺點(diǎn)是膜電阻大、耐熱差、透水性大。 均相膜則相反。 異相模通常是具有交換基團(tuán)的聚合 電解質(zhì)(樹脂)與成膜材料(粘合劑)粘合 生成薄膜，井加入襯網(wǎng)而制成。 這種膜中的聚合電解質(zhì)并不是連 續(xù)的，它的化學(xué)性能不均勻，如下圖 所示，在膜和電解質(zhì)之間為成膜材料 所充滿，故叫異相膜， 膜中離子的遷 移或靠聚合電解質(zhì)顆粒之間的接觸， 或借顆粒之間存在的溶液，成當(dāng)兩者 同時(shí)存在時(shí)發(fā)生。 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析膜（離子交換膜）介紹二 均相膜指整張膜完全是按離

4、子交換樹脂的制造工藝制成的，是將樹脂 的母體連接起來，成為連續(xù)的膜狀物，在這種膜中聚合電解質(zhì)和成膜材 料之間發(fā)生了化學(xué)結(jié)合而成為共聚體。 如下圖所示。由于這種膜的化學(xué)性能是均勻的，膜的各部分具有相 同特性，是單相的，故叫均相膜。 半均相膜的聚合電解質(zhì)與成膜材料混合得十分均勻，它的化學(xué)性能的 均勻性可以大為提高，但兩者之間沒有化學(xué)結(jié)合。 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析膜（離子交換膜）介紹三 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析膜實(shí)例圖 電滲析膜（離子交換膜）介紹四 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析裝置介紹一 一定義：一定義： 為降低電極反應(yīng)在總能量消耗中所占的比例，工業(yè)生產(chǎn)

5、中組 成多膜電滲析槽，稱為電滲析器. 電滲析器的構(gòu)造包括壓板、電極托板、電極、極框、陰膜、濃水隔板、 淡水隔板等部件。將這些部件按一定順序組裝并壓緊，組成一定形式的 電滲析器。電滲析器的輔助設(shè)備還包括水泵、整流器等，組成了電滲析 裝置。 二結(jié)構(gòu)二結(jié)構(gòu)：電滲析器由膜堆、極區(qū)和壓緊裝置三部分構(gòu)成。 1: 膜塊；是由相當(dāng)數(shù)量膜對(duì)組裝而成。膜塊；是由相當(dāng)數(shù)量膜對(duì)組裝而成。 a)膜對(duì)：是由一張陽離子交換膜，一張隔板甲（或乙）；一張陰膜，一張隔板乙（或甲） 組成。 b) 離子交換膜：是電滲析器關(guān)鍵部件，其性能影響電滲析器的離子遷移效率、能耗、抗污 染能力和使用期限等。其中膜的分類：按膜結(jié)構(gòu)分為：異相膜、均

6、相膜和半均相膜；按膜 上活性基團(tuán)不同分為：陽膜、陰膜和特種膜；按膜材料不同分為：有機(jī)膜和無機(jī)膜。 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析裝置介紹二 c) 隔板：分濃、淡水隔板，交替放陰陽膜之間，使陰膜和陽膜之間保持一定間 隔，隔板平面水流，垂直隔板平面電流。隔板厚離0.9毫米。 2: 極區(qū)包括電極、極框和導(dǎo)水板極區(qū)包括電極、極框和導(dǎo)水板 a)電極：為連接電源所用 b)極框：放置電極和膜之間，膜帖到電極上去，起支撐作用。 3: 壓緊裝置：是用來壓緊電滲析器，使膜堆、電極等部件形成一個(gè)整體壓緊裝置：是用來壓緊電滲析器，使膜堆、電極等部件形成一個(gè)整體 ，不致漏水。電滲析器還包括整流器，水泵，轉(zhuǎn)子流

7、量計(jì)等。，不致漏水。電滲析器還包括整流器，水泵，轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。 三組裝方式三組裝方式 電滲析器組裝是用“級(jí)”和“段”來表示，一對(duì)電極之間膜堆稱為“一級(jí)” 。水流同向每一個(gè)膜稱為“一段”。增加段數(shù)就等于增加脫鹽流程，也就是提高 脫鹽效率，增加膜對(duì)數(shù)，可提高水處理量。 電滲析器組裝方式可淡水產(chǎn)量和出水水質(zhì)不同要求而調(diào)整，一般有以下幾種組裝 形式：一級(jí)一段；一級(jí)多段；多段一段；多級(jí)多段。 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析裝置介紹三 電滲析器組裝方式示意圖 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析裝置介紹四 四電滲析器實(shí)例圖四電滲析器實(shí)例圖 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 五極化與沉淀五極化

8、與沉淀 在電滲析器的膜界面現(xiàn)像中，極化 現(xiàn)像主要發(fā)生在陽膜的淡室一側(cè)，而 另一沉淀現(xiàn)像則主要發(fā)生在陰膜的濃 室一側(cè)。 當(dāng)陰膜室一側(cè)出現(xiàn)水的離解，產(chǎn)生 的OH離子適移通過陰膜進(jìn)入濃室， 使?jié)馑腜H值上升，出現(xiàn)CaCO3 以至g(OH)2的沉淀現(xiàn)像。這些 沉淀產(chǎn)物附著于膜表面，從而增加 膜電阻，加大電能消耗，減小膜的 有效面積，降低出水水質(zhì)，影響 正常運(yùn)行正常。 電滲析裝置介紹五 倒換電極前后結(jié)垢情況示意倒換電極前后結(jié)垢情況示意 圖圖 表示陽膜；表示陰膜 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 六電滲析器運(yùn)行的極化問題六電滲析器運(yùn)行的極化問題 極化是電滲析器運(yùn)行中常見問題，其主要影響如下。 1)降低電

9、流效率 由于極化時(shí)、導(dǎo)致水分子大量解離，在電場作用下 ，水的解離造成H和OH離子的遷移，可見其部分電能消耗在水的解離 和與脫鹽無關(guān)的H和OH離子遷移上，使電流效率下降。 2)降低除鹽率和產(chǎn)率 極化會(huì)在濃水室陰膜表面上產(chǎn)生沉淀，形成水 垢，對(duì)運(yùn)行帶來不良的影響。 3)淡水pH值下降。 電滲析裝置介紹六 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 七防止和消除極化的主要措施七防止和消除極化的主要措施 a)控制操作電流，以避免極化現(xiàn)像的發(fā)生，減緩水垢的生成。 b)定倒換電極，使?jié)?，淡室亦隨之相應(yīng)倒換，這樣陰膜兩側(cè)表面上的水 垢，溶解與沉積相互交替，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 c)定期酸洗，用濃度.%鹽酸溶液在電滲析器內(nèi)

10、循環(huán)清洗以清除 結(jié)垢，酸洗周期從每周到每月一次，視實(shí)際情況而定。 電滲析裝置介紹七 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析器規(guī)格性能表 隔板尺寸（隔板尺寸（ mm） 800 x1600 x0.8 400 x1600 x0.8 400 x800 x0.8 310 x900 x0.8 150 x850 x0.8 260 x520 x0.8 組裝方式級(jí)組裝方式級(jí) 一段一段 1-1 2-2 4-4 2-2 3-3 4-4 4-8 4-8 4-8 4-8 膜對(duì)總數(shù)（膜對(duì)總數(shù)（ 對(duì)）對(duì)） 250 240 300 225 300 300 220 225 150 225 產(chǎn)水量（產(chǎn)水量（ m/h） 60 2

11、5 15 12 10 3-5 1.5 1.0 0.1 0.3 進(jìn)口水壓（進(jìn)口水壓（ MPa） 0.25 0.25 0.25 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.15 0.15 脫鹽率（脫鹽率（% ） 40 60 90 60-70 70-80 9095 9095 95 95 95 工作電壓（工作電壓（ V） 190- 220 140 70- 100 100- 150 90-120 70-100 50-80 65-95 40-60 工作電流（工作電流（ A） 40 60 45 28.1 25 26.5 8.8 7 1 外形尺寸（外形尺寸（ 長長x寬寬x高高 ）（）（mm） 930 x160

12、0 x1450 930 x1600 x1550 930 x1600 x1600 530 x1600 x1200 530 x1600 x1450 530 x1600 x1500 530 x800 x1200 410 x800 x1500 210 x805 x1000 340 x550 x1200 電滲析裝置介紹八 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析法水處理除鹽工藝系統(tǒng)可以分兩種：一種是電滲析器本體的工藝系統(tǒng)；另一種是電滲析器和其他水處理設(shè) 備的組合系統(tǒng)。 一）電滲析器本體的工藝系統(tǒng)一）電滲析器本體的工藝系統(tǒng) 選則經(jīng)濟(jì)合理的電滲析工藝系統(tǒng)(即除鹽方式)，是設(shè)計(jì)電滲析除鹽水處理工藝的一個(gè)重要部

13、分。一般應(yīng)根據(jù)原水水 質(zhì)、用水水量、用水水質(zhì)要求等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。常用的除鹽方式有直流式、循環(huán)式和部分循環(huán)式三種。 如下圖： 電滲析法除鹽工藝系統(tǒng)介紹一 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 a直流式除鹽直流式除鹽 原水流經(jīng)一臺(tái)或多臺(tái)串聯(lián)的電滲析器后，即能達(dá)到要求的水質(zhì)。該法的優(yōu) 點(diǎn)是可連續(xù)制水、管道簡單；缺點(diǎn)是定型設(shè)備的出水水質(zhì)隨原水含鹽量而變。 b.循環(huán)式除鹽循環(huán)式除鹽 將原水在電滲析器和水箱中多次循環(huán)，以達(dá)到所需出水的水質(zhì)。其缺點(diǎn)是需 設(shè)置循環(huán)水泵和水箱，并只能間歇供水。 c. 部分循環(huán)式除鹽部分循環(huán)式除鹽 它是直流式和循環(huán)式除鹽相結(jié)合的一種方式：在部分循環(huán)式除鹽工藝系統(tǒng)中 ，電滲

14、析器的出口淡水分成兩路，一路連續(xù)出水供用戶使用；另一路返回電滲析 器與水箱中水相混，繼續(xù)進(jìn)行除鹽。其特點(diǎn)是用定型設(shè)備可適用不同水質(zhì)和水 量的要求。在原水含鹽量變化時(shí)，可調(diào)節(jié)循環(huán)量去保持出水水質(zhì)穩(wěn)定，但系統(tǒng)較 復(fù)雜。 電滲析法除鹽工藝系統(tǒng)介紹二 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 二二)電滲析器與其他水處理設(shè)備的組合除鹽系統(tǒng)電滲析器與其他水處理設(shè)備的組合除鹽系統(tǒng) 電滲析一般用于含鹽量較高的苦咸水、高硬度水的部分除鹽，以 作深度除鹽的頂處理。由于電滲析法除鹽有其適用范圍在應(yīng)用中， 應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和除鹽水水質(zhì)要求，與離子交換水處理技術(shù)等相結(jié)合 ，使其在水處理工藝中各自發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效

15、果 ，并能穩(wěn)定運(yùn)行。其常用的組合除鹽水處理系統(tǒng)如下。 1“預(yù)處理電滲析離子交換”的組合除鹽系統(tǒng) 2“預(yù)處理離子交換電滲析”的組合除鹽系統(tǒng) 3“預(yù)處理離子交換(軟化)電滲析離子交換(軟化)”的組合除鹽系 統(tǒng) 電滲析法除鹽工藝系統(tǒng)介紹三 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 三）水質(zhì)預(yù)處理要求三）水質(zhì)預(yù)處理要求 電滲析法除鹽、淡化時(shí)，進(jìn)入電滲析器的水質(zhì)一般應(yīng)滿足下列要求： （1）濁度 13毫克/升 （2）活性氯 0.2毫克/升 （3）總鐵 0.3毫克/升 （4）錳 0.1毫克/升 （5）水溫 540 四）適用范圍四）適用范圍 1）當(dāng)進(jìn)水含鹽量在500-4000毫克/升時(shí)，采用電滲析器是經(jīng)濟(jì)合理的。 2

16、）當(dāng)進(jìn)水含鹽量小于500毫克/升時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定是否采用 電參析法。 3）在進(jìn)水含鹽量波動(dòng)較大，酸、堿來源和廢水排放等特殊情況下，可采用電滲析法 4） 電滲析器出口淡水含量不低于10-50毫克/升。 電滲析法除鹽工藝系統(tǒng)介紹四 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析的一般應(yīng)用行業(yè)電滲析的一般應(yīng)用行業(yè) 電滲析裝置已被廣泛應(yīng)用于電力、化工、電子、環(huán)保、醫(yī)藥、紡織、食品等行業(yè)，獲得令 人滿意的經(jīng)濟(jì)效益，具體用途主要有： 1、海水、苦咸水淡化制取生活飲用水。 2、制取啤酒、汽水、純凈水等飲料用水。 3、制取低壓鍋爐用水。 4、 電滲析和離子交換法聯(lián)合使用，制取蒸餾水、高純水

17、、超純水，這種制水方法可節(jié)約 酸堿8090%，避免樹脂的頻繁再生，并大大降低制水成本。 5、 聯(lián)合其他不同的處理單元，可制成滿足電子、醫(yī)藥、食品、化工等更高檔次的行業(yè)用 水。 6、電鍍、電子等工業(yè)廢水（液）中Au、Ag、Cu等貴重金屬 電滲析法除鹽工藝系統(tǒng)介紹五 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 電滲析器運(yùn)行數(shù)據(jù)一 試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行記錄表試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行記錄表 日期日期時(shí)間時(shí)間放流口電導(dǎo)放流口電導(dǎo)濃水箱電導(dǎo)濃水箱電導(dǎo)淡水箱電導(dǎo)淡水箱電導(dǎo) 8 8月月3131日日 11:0011:003530353036103610505505 12:0012:003510351036103610344344 13:0013

18、:003510351035903590223223 14:0014:003530353035803580225225 15:0015:003510351035803580219219 16:0016:003510351035803580220220 17:0017:003510351035803580219219 開源拓展精誠超越開源拓展精誠超越 日期日期時(shí)間時(shí)間放流口電導(dǎo)放流口電導(dǎo)濃水箱電導(dǎo)濃水箱電導(dǎo)淡水箱電導(dǎo)淡水箱電導(dǎo) 9 9月月日日 9:009:00355035503750 3750 761761 10:0010:003570357038003800925925 11:0011:003550355038003800918918 12:0012:003560356038003800891891 13:3013:303500350037203720913913 14:3014:303540354037703770942942 16:0016:00353035303770377010