電滲析(ED)裝置介紹

電滲析（ＥＤ）技術(shù)介紹蘇州開源拓展環(huán)保工程有限公司

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)。

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

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。電滲析膜（離子交換膜）介紹二

均相膜指整張膜完全是按離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。電滲析膜（離子交換膜）介紹三電滲析膜實(shí)例圖電滲析膜（離子交換膜）介紹四電滲析裝置介紹一一定義：

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)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)：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，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。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)水板電極：為連接電源所用極框：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，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。電滲析裝置介紹三電滲析器組裝方式示意圖電滲析裝置介紹四四電滲析器實(shí)例圖五極化與沉淀

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Ｍg(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)垢情況示意圖Ｃ表示陽膜；Ａ表示陰膜六電滲析器運(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。電滲析裝置介紹六七防止和消除極化的主要措施控制操作電流，以避免極化現(xiàn)像的發(fā)生，減緩水垢的生成。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)。定期酸洗，用濃度１－１.５%鹽酸溶液在電滲析器內(nèi)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。

電滲析裝置介紹七電滲析器規(guī)格性能表隔板尺寸（mm）

800x1600x0.8

400x1600x0.8

400x800

x0.8

310x900

x0.8

150x850

x0.8

260x520

x0.8

組裝方式級(jí)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)（對(duì)）

250

240

300

225

300

300

220

225

150

225

產(chǎn)水量（mз/h）

60

25

15

12

10

3-5

1.5

1.0

0.1

0.3

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（%）

40

60

>90

60-70

70-80

90>95

90>95

95

95

95

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（A）

40

60

45

28.1

25

26.5

8.8

7

1

外形尺寸（長x寬x高）（mm）

930

x1600

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

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)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

a．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，以達(dá)到合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，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<1～3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5～40℃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）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、超純水，這種制水方法可節(jié)約酸堿80~90%，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)介紹五電滲析器運(yùn)行數(shù)據(jù)一試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行記錄表日期時(shí)間放流口電導(dǎo)濃水箱電導(dǎo)淡水箱電導(dǎo)8月31日11:003530361050512:003510361034413:003510359022314:003530358022515:003510358021916:003510358022017:0035103580219日期時(shí)間放流口電導(dǎo)濃水箱電導(dǎo)淡水箱電導(dǎo)9月１日9:003550375076110:003570380092511:00