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电渗析法是一种利用离子交换膜分离溶液中电解质的电化学水处理技术。
整个处理装置主要由电、阴阳离子交换膜和特制的隔板构成。在直流电场作用下,以电位差为动力,利用离子交换膜的选择透过性把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
电渗析法的特点
1、可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用;
2、可以用于蔗糖等非电解质的提纯,以除去其中的电解质;
3、在原理上,电渗析器是一个带有隔膜的电解池,可以利用电上的氧化还原效率高。
4、在电渗析过程中,也进行以下次要过程:①同名离子的迁移,离子交换膜的选择透过性往往不可能是的,因此总会有少量的相反离子透过交换膜;②离子的浓差扩散,由于浓缩室和淡化室中的溶液中存在着浓度差,总会有少量的离子由浓缩室向淡化室扩散迁移,从而降低了渗析效率;③水的渗透,尽管交换膜是不允许溶剂分子透过的,但是由于淡化室与浓缩室之间存在浓度差,会使部分溶剂分子(水)向浓缩室渗透;④水的电渗析,由于离子的水合作用和形成双电层,在直流电场作用下,水分子也可从淡化室向浓缩室迁移;⑤水的化电离,有时由于工作条件不良,会强迫水电离为氢离子和氢氧根离子,它们可透过交换膜进入浓缩室;⑥水的压渗,由于浓缩室和淡化室之间存在流体压力的差别,迫使水分子由压力大的一侧向压力小的一侧渗透。显然,这些次要过程对电渗析是不利因素,但是它们都可以通过改变操作条件予以避免或控制。
常见电渗析技术特点
1、填充床电渗析(EDI)
它兼有电渗析技术的连续除盐和离子交换技术深度脱盐的优点,又避免了电渗析技术浓差化和离子交换技术中的酸碱再生等带来的问题。
2、倒电渗析(EDR)
EDR系统是由电渗析本体、整流器及自动倒系统三部分组成的,其倒一般分以下三个步骤:(1)转换直流电源电的性,使浓、淡室互换,离子流动反向进行;(2)转换进、出水阀门,使浓、淡室的供排水系统互换;(3)性转换后持续1~2 min,将不合格淡水归入浓水系统,然后浓、淡水各行其路,恢复正常运行。倒电渗析器的使用,大大提高了电渗析操作电流和水回收率,延长了运行周期在饮用水净化和锅炉补给水处理等有广泛的应用。
3、高温电渗析
高温电渗析虽然有脱盐能力大,投资省及运转费用低等许多优点,可是存在耐高温膜的研制以及需增加热交换器而要消耗一部分热能的问题,因此,在什么情况下采用多高的温度,需要从投资,运转费用及水温等方面综合进行技术经济比较。
4、无水电渗析技术
该装置在运行方式上采用频繁倒,全自动操作,以城市自来水为进水,单台多级多段配置,脱盐率可达99%以上。
5、无隔板电渗析器
该机在相同条件下与有隔板的电渗析器比较,脱盐速率快,电耗可降低20%以上。
6、卷式电渗析
卷式电渗析器其主要缺点是螺旋膜堆难以密封,特别是圆筒中心管既作电用,又要作集水管用,由于存在电反应,使得离子交换膜与中心管粘结的部分不易密封。
电渗析装置组装
电渗析装置不同的组装方式会有不同的效果。增加级数可以降低两个电之间的电压,降低装置的供电要求;增加段数则可以增加水的停留时间,提高脱盐的效率。
一级一段的膜堆同一水流的并联方向;
二级一段在两个电之间增加了一个共电区,电间距变短了,可以降低两个电之间的供给电压;
一级两段在一对电的中间增加了一个倒向膜板,将膜堆分成了两个同一水流方向的并联膜堆,增加了水流在电渗析中的流动长度,增加了脱盐的效率;
两级两段则是在两级两段的基础上,改变后段的方向,既可以降低电间电压,又可以增加流动长度,提高脱盐效率。
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