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環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí):電滲析原理應(yīng)用電滲析
⑴原理:在外加直流電場(chǎng)作用下,利用離子交換膜的透過(guò)性(即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子透過(guò),陰膜只允許陰離子透過(guò)),使水中的陰、陽(yáng)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(guò)程。原理是:在陰極與陽(yáng)極之間,放置著若干交替排列的陽(yáng)膜與陰膜,讓水通過(guò)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(yáng)離子分別向陽(yáng)極、陰極方向遷移,由于陽(yáng)膜、陰膜的選擇透過(guò)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(yáng)極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此,在電滲析過(guò)程中,電能的消耗主要用來(lái)克服電流通過(guò)溶液、膜時(shí)所受到的阻力及電極反應(yīng)。例如,用電滲析方法處理含鎳廢水,在直流電場(chǎng)作用下,廢水中的硫酸根離子向正極遷移,由于離子交換膜具有選擇透過(guò)性,淡水室的硫酸根離子透過(guò)陰膜進(jìn)入濃水室,但濃水室內(nèi)的硫酸根離子不能透過(guò)陽(yáng)膜而留在濃水室內(nèi);鎳離子向負(fù)極遷移,并通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入濃水室,濃水室內(nèi)的鎳離子不能透過(guò)陰膜而留在濃水室中。這樣濃水室因硫酸根離子、鎳離子不斷進(jìn)入而使這兩種離子的濃度不斷增高;淡水室由于這兩種離子不斷向外遷移,濃度降低。離子遷移的結(jié)果是把電滲析器的兩個(gè)電極之間隔室變成了溶液濃度不同的濃室和淡室。濃水系統(tǒng)是一個(gè)溶液濃縮系統(tǒng),而淡水系統(tǒng)是一個(gè)凈化系統(tǒng)。用電滲析法回收鎳時(shí),以硫酸鈉溶液作為電極液,硫酸鈉可減輕鉛電極的腐蝕,濃水回用于鍍槽,淡水用于清洗鍍件。⑵離子交換膜和電滲析裝置①離子交換膜(是電滲析的關(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。)環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第1頁(yè)。②電滲析離子交換膜的分類(lèi):環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第1頁(yè)。按膜結(jié)構(gòu)分為:異相膜、均相膜和半均相膜。按膜上活性基團(tuán)不同分為:陽(yáng)膜、陰膜和特種膜。按膜材料不同分為:有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜。③電滲析裝置電滲析器的構(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。⑶電滲析器運(yùn)行的工藝參數(shù)①電流效率電滲析析器運(yùn)行時(shí)實(shí)際除鹽量與理論除鹽量之比稱(chēng)為電滲析器的電流效率。②電流密度與極化現(xiàn)象電滲析器工作時(shí),單位膜面積上通過(guò)的電流稱(chēng)為電流密度。運(yùn)行時(shí),當(dāng)電流密度達(dá)到一定值時(shí),界面層離子的遷移速度遠(yuǎn)低于膜內(nèi)離子遷移速度,迫使膜界面處水分子發(fā)生電離,依靠氫離子和氫氧根離子來(lái)傳遞電流,這種膜界面現(xiàn)象稱(chēng)為濃差極化,此時(shí)的電流密度稱(chēng)為極限電流密度。極化包括濃差極化和電極極化。極化發(fā)生后在陽(yáng)膜淡室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫氧根離子,陽(yáng)膜濃室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫離子;而在陰膜淡室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫離子,陰膜濃室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫氧根離子。由于濃室中離子濃度高,則在濃室陰膜的一側(cè)發(fā)生碳酸鈣等沉淀,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。⑷處理廢水的電滲析器的特點(diǎn)環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第2頁(yè)。目前電滲析在海水或苦咸水淡化和某些工業(yè)用水的精制等應(yīng)用中都已有大型裝置投入生產(chǎn)性運(yùn)行,而在廢水處理中的應(yīng)用還相對(duì)較少,應(yīng)注意以下三點(diǎn):環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第2頁(yè)。①在給水處理中應(yīng)用的電滲析器,只回收淡水和只關(guān)注淡水水質(zhì),水的回收率一般為50%~70%;而應(yīng)用電滲析處理廢水時(shí),有時(shí)淡水和濃水均可回收利用,水的回收率高,有時(shí)濃水的利用價(jià)值高于淡水。②在給水處理中應(yīng)用的電滲析器只含有陽(yáng)膜和陰膜,并以膜對(duì)的形式存在,而在廢水處理中,電滲透析器用膜的種類(lèi)較多,有陽(yáng)膜、陽(yáng)膜、中性膜和復(fù)合膜等,根據(jù)處理對(duì)象組成和處理目的的不同而有不同的膜組合形式。③在給水處理中,關(guān)注電滲析電極反應(yīng)多半是為了防止電極反應(yīng)的負(fù)面影響,而在廢水處理中,有時(shí)是利用電極反應(yīng)來(lái)達(dá)到處理廢水和回收有用物質(zhì)的目的。⑸電滲析在廢水處理中的應(yīng)用電鍍廢水中含有銅、鋅、鎳等重金屬和氰化物,未經(jīng)處理而直接排放,會(huì)污染環(huán)境,目前已經(jīng)許多電鍍車(chē)間應(yīng)用電滲析處理電鍍廢水取得了較好的效果,既回收了重金屬,又使水的重復(fù)利用率有較大的提高。⑹電滲析器工藝設(shè)計(jì)目前,電滲析器有系列產(chǎn)品規(guī)格,可根據(jù)淡水產(chǎn)量與處理要求確定合理的設(shè)計(jì)參數(shù),選用所需電滲析器的臺(tái)數(shù)以及并聯(lián)或串聯(lián)的組裝方式。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第3頁(yè)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第3頁(yè)。滲析是指用膜把一容積隔成兩部分,膜的一側(cè)是溶液,另一側(cè)是純水,小分子溶質(zhì)透過(guò)膜向溶液側(cè)移動(dòng)的過(guò)程;或者膜的兩側(cè)是濃度不同的溶液時(shí),溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)透過(guò)膜擴(kuò)散到濃度低的一側(cè)的過(guò)程。但如果僅僅是純水透過(guò)膜向溶液側(cè)移動(dòng),使溶液變淡或者僅僅是低濃度溶液中的溶劑透過(guò)膜進(jìn)入高濃度的溶液,而溶質(zhì)不透過(guò)膜,則此過(guò)程稱(chēng)之為滲透。電滲析是指在直流電場(chǎng)的作用下,溶液中帶電離子選擇性地透過(guò)離子交換膜的過(guò)程,目前電滲析主要應(yīng)用于溶液中電解質(zhì)的分離。
以鹽水中NaCl的脫除來(lái)闡述電滲析過(guò)程原理。在正、負(fù)兩電極之間交替地平行放置陽(yáng)離子交換膜(簡(jiǎn)稱(chēng)陽(yáng)膜,以符號(hào)C表示)和陰離子交換膜(簡(jiǎn)稱(chēng)陰膜,以A表示)。陽(yáng)膜常含有帶負(fù)電荷的酸性活性基團(tuán),能選擇性地使溶液中的陽(yáng)離子透過(guò),而溶液中的陰離子則因受陽(yáng)膜上所帶負(fù)電荷基團(tuán)的同性相斥作用不能透過(guò)陽(yáng)膜。陰膜通常含有帶正電荷的堿性活性基團(tuán),能選擇性地使陰離子透過(guò),而溶液中的陽(yáng)離子則因陰膜上所帶正電荷基團(tuán)的同性相斥作用不能透過(guò)陰膜。陰、陽(yáng)離子交換膜之間用特別的隔板隔開(kāi),組成濃縮和脫鹽兩個(gè)系統(tǒng)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第4頁(yè)。
當(dāng)向電滲析器各室引人含有NaCl等電解質(zhì)的鹽水并通人直流電流時(shí),陽(yáng)極和陰極室即分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。陽(yáng)極室產(chǎn)生氯氣、氧氣和次氯酸等。陽(yáng)極電化反應(yīng)環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第5頁(yè)。為:環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第4頁(yè)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第5頁(yè)。
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因此陽(yáng)極水呈現(xiàn)酸性,并產(chǎn)生新生態(tài)氧和氯,通常在陽(yáng)極加一張惰性多孔膜或陽(yáng)極以保護(hù)電極。
陰極室產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉,其反應(yīng)為
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(10—25)環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第6頁(yè)。
(10—26)環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第6頁(yè)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第7頁(yè)。
可見(jiàn)陰極水呈堿性。當(dāng)溶液中存在其它雜質(zhì)時(shí),還會(huì)發(fā)生相應(yīng)的副反應(yīng),如、之類(lèi)的離子存在時(shí)就會(huì)生成。和等水垢。電極反應(yīng)消耗的電能為定值,與電滲析器中串聯(lián)多少對(duì)膜關(guān)系不大,所以兩電極間往往采用很多膜對(duì)串聯(lián)的結(jié)構(gòu),通常有200—300對(duì)膜,甚至多達(dá)1000對(duì)。在直流電流電場(chǎng)作用下,淡化室中帶正電荷的陽(yáng)離子(如環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第7頁(yè)。)向陰極方向移動(dòng)透過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入右側(cè)的濃縮室,帶負(fù)電荷的陰離子(如)向陽(yáng)極方向移動(dòng)并透過(guò)陰膜進(jìn)入左側(cè)的濃縮室,因而淡化室中的電解質(zhì)(NaCl)濃度逐漸減小,最終被除去。在濃縮室中,陽(yáng)離子,包括從左側(cè)淡水室中透過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)來(lái)的陽(yáng)離子,在電場(chǎng)作用下趨向陰極時(shí),立即受到陰膜的阻擋留在此濃縮室中;陰離子,包括從右側(cè)淡水室中透過(guò)陰膜進(jìn)來(lái)的陰離子,趨向陽(yáng)極時(shí)立即受到陽(yáng)膜的阻擋也留在濃縮室中,這樣,此濃縮室中的電解質(zhì)(NaCl)濃度逐漸增加而被濃集。將各淡化室互相連通引出即得到淡化水,將諸濃縮室互相連通即可得到濃鹽水環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第8頁(yè)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第8頁(yè)。電滲析的工作原理.特點(diǎn)及一般應(yīng)用
一、電滲析的工作原理電滲析(簡(jiǎn)稱(chēng)ED)是以溶液中的離子選擇性地透過(guò)離子交換膜為特征的,一種新興的高效膜分離技術(shù)。它是利用直流電場(chǎng)的作用使水中陰、陽(yáng)離子定向遷移,并利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)水溶液中陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性(即陽(yáng)膜具有選擇透過(guò)陰離子而阻擋陽(yáng)離子通過(guò)),使原水在通過(guò)電滲析器時(shí),一部分水被淡化,另一部分則被濃縮,從而達(dá)到了分離溶質(zhì)和溶劑的目的。二、電滲析的特點(diǎn)電滲析和離子交換、反滲透一樣,也是分離、提取物質(zhì)的一種方法。但它具有自己的特點(diǎn),現(xiàn)將主要特點(diǎn)歸納如下:1、除鹽率比較任意。根據(jù)需要可在30~99%的范圍內(nèi)選擇。2、能量消耗很低。電滲析是用電能來(lái)將水中已離解的離子遷移掉,故其脫電耗與原水含鹽量和脫鹽率有關(guān)。例如,含鹽量為1000mg/l的水,脫鹽率為80%,用中型電滲析器進(jìn)行處理,直流脫鹽電耗約為0.25KW·h/m3。其進(jìn)水壓力<0.2Mpa,所以動(dòng)力耗電也較低,是目前該領(lǐng)域中比較經(jīng)濟(jì)的水處理技術(shù)之一。3、對(duì)環(huán)境無(wú)污染。電滲析運(yùn)行時(shí),不象離子交換樹(shù)脂那樣有飽和失效問(wèn)題,所以不用酸、堿頻繁再生,也不需要加入其他藥劑,僅在定時(shí)清洗時(shí)用少量的酸,對(duì)環(huán)境基本無(wú)污染。與反滲透相比,也沒(méi)有高壓泵的強(qiáng)烈躁聲。4、裝置設(shè)計(jì)靈活、使用壽命長(zhǎng)、操作維修方便。三、電滲析的一般應(yīng)用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、超純水,這種制水方法可節(jié)約酸堿80~90%,避免樹(shù)脂的頻繁再生,并大大降低制水成本。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第9頁(yè)。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等貴重金屬環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第9頁(yè)。電滲析器的原理與應(yīng)用環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第10頁(yè)。摘要:電滲析器除鹽基本原理,是利用離子交換膜選擇透過(guò)性。陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子,阻檔陰離子,陰離子交換膜只允許陰離子,外加直流電場(chǎng)作用下,水中離子作定向遷移,使一路水中大部份離子遷移到另一路離子水中去,達(dá)到含鹽水淡化目。
關(guān)鍵詞:電滲析器
工作原理
構(gòu)造
組裝方式
一、工作原理
電滲析器除鹽基本原理,是利用離子交換膜選擇透過(guò)性。陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子,阻檔陰離子,陰離子交換膜只允許陰離子,外加直流電場(chǎng)作用下,水中離子作定向遷移,使一路水中大部份離子遷移到另一路離子水中去,達(dá)到含鹽水淡化目。
二、應(yīng)用范圍
電滲析器具有工藝簡(jiǎn)單,除鹽率高,制水成本低、操作方便、不污染環(huán)境等主要優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用
于水除鹽,具體應(yīng)用如下場(chǎng)合:海水及苦咸水淡化,我單位試驗(yàn)資料,可將含鹽量高達(dá)60克/升苦咸水淡化成飲用水,解決沙漠區(qū)飲用水源。制取軟水,(水電阻率為105歐姆一厘米),可供低壓鍋爐給水,不需要食鹽再生,還可節(jié)煤20%左右。
深度除鹽水及高純水前級(jí)處理,采用電滲析一離子交換法,擴(kuò)大了原水適用范圍,廣泛應(yīng)用電力、電子、化工、制藥、科研化驗(yàn)等場(chǎng)合、降低制水成本50%以上。節(jié)省離子交換法再生用酸堿80%左右,延長(zhǎng)再生周期五倍以上。用于飲料食品工業(yè)提純,使啤酒、汽水質(zhì)量提高,為創(chuàng)優(yōu)質(zhì)名牌產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。電滲析器還可用于化工分離,濃縮及工業(yè)廢水處理回收率。
三、構(gòu)造及組裝方式
1.構(gòu)造: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。
膜對(duì):是由一張陽(yáng)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。
離子交換膜:是電滲析器關(guān)鍵部件,本廠采用上?;S產(chǎn)異相膜。
隔板:分濃、淡水隔板,交替放陰陽(yáng)膜之間,使陰膜和陽(yáng)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。
電極:為連接電源所用,本廠電極采用鈦涂釕。
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(lái)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。
2、組裝方式:電滲析器組裝是用“級(jí)”和“段”來(lái)表示,一對(duì)電極之間膜堆稱(chēng)為“一級(jí)”。水流同向每一個(gè)膜稱(chēng)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。
四、輔助設(shè)備
電滲析器除本體以外尚須配備整流器、過(guò)濾器、酸洗設(shè)施,水泵儀表等輔助設(shè)備。為方便
用戶,本廠可提供全套輔助設(shè)備和儀表,現(xiàn)將與電滲析器配套輔助設(shè)備列于。
說(shuō)明:
(1)適用于原水含鹽量≤800毫克/升,如原水含鹽量>800毫克/升時(shí),則需含鹽量調(diào)整流器型號(hào)。
(2)電滲析器除鹽率計(jì)算采用DDS-11A型電導(dǎo)儀,配套供給。
(3)當(dāng)采用濃水循環(huán)系統(tǒng)時(shí),需配置濃水箱及水泵,濃水箱可用塑料水箱,其容積約相當(dāng)于淡水量40%。
五、注意事項(xiàng)
(1)、水預(yù)處理是保證電滲析器正常運(yùn)行因素之一,水進(jìn)入電滲析器前必須進(jìn)行必要預(yù)處理,保證進(jìn)入電滲析器原水水質(zhì)符合以下指標(biāo)。
a:濁度:≯3mg/1;
b:含鐵總量:<0.3mg/1;
c:含錳總量:<0.1mg/1;
d:色度<15度;
e:耗氧量:<3mg/1(KMno4)
f:水溫:5-40℃
g:污染指數(shù):<7
(2)
注意起動(dòng)時(shí),必須先通水,后通電,停止時(shí)先斷電,后斷水,嚴(yán)禁停水不停電。
(3)
淡水流量與濃、極水流量比例要調(diào)節(jié)適當(dāng),為防止?jié)馑疂B漏,濃水、極水壓力可適當(dāng)減小,一般小0.2×9.8×104Pa。
(4)
視水質(zhì)情況,電滲析器工作2-8小時(shí)后要調(diào)換一次電極。
環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第11頁(yè)。(5)
膜堆上禁止放金屬物件,產(chǎn)生短路。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第10頁(yè)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第11頁(yè)。00112環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第12頁(yè)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第12頁(yè)。電滲析電滲析利用半透膜的選擇透過(guò)性來(lái)分離不同的溶質(zhì)粒子(如離子)的方法稱(chēng)為滲析。在電場(chǎng)作用下進(jìn)行滲析時(shí),溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子(如離子)通過(guò)膜而遷移的現(xiàn)象稱(chēng)為電滲析。利用電滲析進(jìn)行提純和分離物質(zhì)的技術(shù)稱(chēng)為電滲析法,它是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù),最初用于海水淡化,現(xiàn)在廣泛用于化工、輕工、冶金、造紙、醫(yī)藥工業(yè),尤以制備純水和在環(huán)境保護(hù)中處理三廢最受重視,例如用于酸堿回收、電鍍廢液處理以及從工業(yè)廢水中回收有用物質(zhì)等。電滲析與近年引進(jìn)的另一種膜分離技術(shù)反滲透相比,它的價(jià)格便宜,但脫鹽率低。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)離子交換膜質(zhì)量亦很穩(wěn)定,運(yùn)行管理也很方便,自動(dòng)控制頻繁倒極電滲析(EDR),運(yùn)行管理更加方便。原水利用率可達(dá)80%,一般原水回收率在45-70%之間。電滲析主要用于水的初級(jí)脫鹽,脫鹽率在45-90%之間。它廣泛被用于海水與苦咸水淡化;制備純水時(shí)的初級(jí)脫鹽以及鍋爐、動(dòng)力設(shè)備給水的脫鹽軟化等。實(shí)質(zhì)上,電滲析可以說(shuō)是一種除鹽技術(shù),因?yàn)楦鞣N不同的水(包括天然水、自來(lái)水、工業(yè)廢水)中都有一定量的鹽分,而組成這些鹽的陰、陽(yáng)離子在直流電場(chǎng)的作用下會(huì)分別向相反方向的電極移動(dòng)。如果在一個(gè)電滲析器中插入陰、陽(yáng)離子交換膜各一個(gè),由于離子交換膜具有選擇透過(guò)性,即陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子自由通過(guò),陰離子交換膜只允許陰離子以通過(guò),這樣在兩個(gè)膜的中間隔室中,鹽的濃度就會(huì)因?yàn)殡x子的定向遷移而降低,而靠近電極的兩個(gè)隔室則分別為陰、陽(yáng)離子的濃縮室,最后在中間的淡化室內(nèi)達(dá)到脫鹽的目的。實(shí)際應(yīng)用中,一臺(tái)電滲析器并非由一對(duì)陰、陽(yáng)離子交換膜所組成(因?yàn)檫@樣做效率很低),而是采用一百對(duì),甚至幾百對(duì)交換膜,因而大大提高效率。一、應(yīng)用范圍目前電滲析器應(yīng)用范圍廣泛,它在水的淡化除鹽、海水濃縮制鹽精制乳制品,果汁脫酸精和提純,制取化工產(chǎn)品等方面,還可以用于食品,輕工等行業(yè)制取純水、電子、醫(yī)藥等工業(yè)制取高純水的前處理。鍋爐給水的初級(jí)軟化脫鹽,將苦咸水淡化為飲用水。電滲析器適用于電子、醫(yī)藥、化工、火力發(fā)電、食品、啤酒、飲料、印染及涂裝等行業(yè)的給水處理。也可用于物料的濃縮、提純、分離等物理化學(xué)過(guò)程。電滲析還可以用于廢水、廢液的處理與貴重金屬的回收,如從電鍍廢液中回收鎳。二、基本性能(1)操作壓力0.5─3.0kg/cm2左右(2)操作電壓、電流100─250V,1─3A(3)本體耗電量每噸淡水約0.2─2.0度三、電滲析法的特點(diǎn)為環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第13頁(yè)。①可以同時(shí)對(duì)電解質(zhì)水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用;環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第13頁(yè)。②可以用于蔗糖等非電解質(zhì)的提純,以除去其中的電解質(zhì);③在原理上,電滲析器是一個(gè)帶有隔膜的電解池,可以利用電極上的氧化還原效率高。四、在電滲析過(guò)程中,也進(jìn)行以下次要過(guò)程①同名離子的遷移,離子交換膜的選擇透過(guò)性往往不可能是百分之百的,因此總會(huì)有少量的相反離子透過(guò)交換膜;②離子的濃差擴(kuò)散,由于濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差,總會(huì)有少量的離子由濃縮室向淡化室擴(kuò)散遷移,從而降低了滲析效率;③水的滲透,盡管交換膜是不允許溶劑分子透過(guò)的,但是由于淡化室與濃縮室之間存在濃度差,就會(huì)使部分溶劑分子(水)向濃縮室滲透;④水的電滲析,由于離子的水合作用和形成雙電層,在直流電場(chǎng)作用下,水分子也可從淡化室向濃縮室遷移;⑤水的極化電離,有時(shí)由于工作條件不良,會(huì)強(qiáng)迫水電離為氫離子和氫氧根離子,它們可透過(guò)交換膜進(jìn)入濃縮室;⑥水的壓滲,由于濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別,迫使水分子由壓力大的一側(cè)向壓力小的一側(cè)滲透。顯然,這些次要過(guò)程對(duì)電滲析是不利因素,但是它們都可以通過(guò)改變操作條件予以避免或控制。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第14頁(yè)。環(huán)保工程師專(zhuān)業(yè)知識(shí)全文共16頁(yè),當(dāng)前為第14頁(yè)。電滲析電滲析利用半透膜的選擇透過(guò)性來(lái)分離不同的溶質(zhì)粒子(如離子)的方法稱(chēng)為滲析。在電場(chǎng)作用下進(jìn)行滲析時(shí),溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子(如離子)通過(guò)膜而遷移的現(xiàn)象稱(chēng)為電滲析。利用電滲析進(jìn)行提純和分離物質(zhì)的技術(shù)稱(chēng)為電滲析法,它是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù),最初用于海水淡化,現(xiàn)在廣泛用于化工、輕工、冶金、造紙、醫(yī)藥工業(yè),尤以制備純水和在環(huán)境保護(hù)中處理三廢最受重視,例如用于酸堿回收、電鍍廢液處理以及從工業(yè)廢水中回收有用物質(zhì)等。電滲析與近年引進(jìn)的另一種膜分離技術(shù)反滲透相比,它的價(jià)格便宜,但脫鹽率低。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)離子交換膜質(zhì)量亦很穩(wěn)定,運(yùn)行管理也很方便,自動(dòng)控制頻繁倒極電滲析(EDR),運(yùn)行管理更加方便。原水利用率可達(dá)80%,一般原水回收率在45-70%之間。電滲析主要用于水的初級(jí)脫鹽,脫鹽率在45-90%之間。它廣泛被用于海水與苦咸水淡化;制備純水時(shí)的初級(jí)脫鹽以及鍋爐、動(dòng)力設(shè)備給水的脫鹽軟化等。實(shí)質(zhì)上,電滲析可以說(shuō)是一種除鹽技術(shù),因?yàn)楦鞣N不同的水(包括天然水、自來(lái)水、工業(yè)廢水)中都有一定量的鹽分,而組成這些鹽的陰、陽(yáng)離子在直流電場(chǎng)的作用下會(huì)分別向相反方向的電極移動(dòng)。如果在一個(gè)電滲析器中插入陰、陽(yáng)離子交換膜各一個(gè),由于離子交換膜具有選擇透過(guò)性,即陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子自由通過(guò),陰離子交換膜只允許陰離子以通過(guò),這樣在兩個(gè)膜的中間隔室中,鹽的濃度就會(huì)因?yàn)殡x子的定向遷移而降低,而靠近電極的兩個(gè)隔室則分別為陰、陽(yáng)離子的濃縮室,最后在中間的淡化室內(nèi)達(dá)到脫鹽的目的。實(shí)際應(yīng)用中,一臺(tái)電滲析器并非由一對(duì)陰、陽(yáng)離子交換膜所組成(因?yàn)檫@樣做效率很低),而是采用一百對(duì),甚至幾百對(duì)交換膜,因而大大提高效率。一、應(yīng)用范圍目前電滲析器應(yīng)用范圍廣泛,它在水的淡化除鹽、
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