电渗析(ED)装置介绍讲解课件.ppt
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1、电渗析()技术介绍苏州开源拓展环保工程有限公司精诚精诚超越超越开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析工作原理及过程一电渗析法:在外加直流电场作用下,利用离子交换膜的透过性(即阳膜只允许阳离子透过,阴膜只允许阴离子透过),使水中的阴、阳离子作定向迁移,从而达到水中的离子与水分离的一种物理化学过程。原理是:在阴极与阳极之间,放置着若干交替排列的阳膜与阴膜,让水通过两膜及两膜与两极之间所形成的隔室,在两端电极接通直通电源后,水中阴、阳离子分别向阳极、阴极方向迁移,由于阳膜、阴膜的选择透过性,就形成了交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室。与此同时,在两电极上也发生着氧化还原反应,即电极反应
2、,其结果是使阴极室因溶液呈碱性而结垢,阳极室因溶液呈酸性而腐蚀。因此,在电渗析过程中,电能的消耗主要用来克服电流通过溶液、膜时所受到的阻力及电极反应。开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 在电渗析过程中,电能的消耗主要用来克服电流通过溶液、膜时所受到的阻力以及进行电极反应。运行时,进水分别地不断流经浓室、淡室以及极室。淡室出水即为淡化水,浓室出水即为浓盐水,极室出水不断排除电极过程的反应物质,以保证电渗析的正常进行。以最基本的双膜电渗析槽为例:电渗析工作原理及过程二开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 电渗析膜(离子交换膜)介绍一 离子交换膜是电渗析器的重要组成部分,按其选择透过性能,主要分为阳膜与阴
3、膜、按其膜体结构,可区分为异相膜、均相膜、半均相膜3种。异相膜的优点是机械强度好、价格低,缺点是膜电阻大、耐热差、透水性大。均相膜则相反。异相模通常是具有交换基团的聚合电解质(树脂)与成膜材料(粘合剂)粘合生成薄膜,井加入衬网而制成。这种膜中的聚合电解质并不是连续的,它的化学性能不均匀,如下图所示,在膜和电解质之间为成膜材料所充满,故叫异相膜,膜中离子的迁移或靠聚合电解质颗粒之间的接触,或借颗粒之间存在的溶液,成当两者同时存在时发生。开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析膜(离子交换膜)介绍二 均相膜指整张膜完全是按离子交换树脂的制造工艺制成的,是将树脂的母体连接起来,成为连续的膜状物,在这种
4、膜中聚合电解质和成膜材料之间发生了化学结合而成为共聚体。如下图所示。由于这种膜的化学性能是均匀的,膜的各部分具有相同特性,是单相的,故叫均相膜。半均相膜的聚合电解质与成膜材料混合得十分均匀,它的化学性能的均匀性可以大为提高,但两者之间没有化学结合。开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析膜(离子交换膜)介绍三开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析膜实例图电渗析膜(离子交换膜)介绍四开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析装置介绍一 一定义:一定义:为降低电极反应在总能量消耗中所占的比例,工业生产中组成多膜电渗析槽,称为电渗析器.电渗析器的构造包括压板、电极托板、电极、极框、阴膜、浓水隔板、淡水隔板
5、等部件。将这些部件按一定顺序组装并压紧,组成一定形式的电渗析器。电渗析器的辅助设备还包括水泵、整流器等,组成了电渗析装置。二结构二结构:电渗析器由膜堆、极区和压紧装置三部分构成。1:膜块;是由相当数量膜对组装而成。膜块;是由相当数量膜对组装而成。a)膜对:是由一张阳离子交换膜,一张隔板甲(或乙);一张阴膜,一张隔板乙(或甲)组成。b)离子交换膜:是电渗析器关键部件,其性能影响电渗析器的离子迁移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。其中膜的分类:按膜结构分为:异相膜、均相膜和半均相膜;按膜上活性基团不同分为:阳膜、阴膜和特种膜;按膜材料不同分为:有机膜和无机膜。开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗
6、析装置介绍二c)隔板:分浓、淡水隔板,交替放阴阳膜之间,使阴膜和阳膜之间保持一定间隔,隔板平面水流,垂直隔板平面电流。隔板厚离0.9毫米。2:极区包括电极、极框和导水板极区包括电极、极框和导水板 a)电极:为连接电源所用b)极框:放置电极和膜之间,膜帖到电极上去,起支撑作用。3:压紧装置:是用来压紧电渗析器,使膜堆、电极等部件形成一个整体压紧装置:是用来压紧电渗析器,使膜堆、电极等部件形成一个整体,不致漏水。电渗析器还包括整流器,水泵,转子流量计等。,不致漏水。电渗析器还包括整流器,水泵,转子流量计等。三组装方式三组装方式电渗析器组装是用“级”和“段”来表示,一对电极之间膜堆称为“一级”。水流
7、同向每一个膜称为“一段”。增加段数就等于增加脱盐流程,也就是提高脱盐效率,增加膜对数,可提高水处理量。电渗析器组装方式可淡水产量和出水水质不同要求而调整,一般有以下几种组装形式:一级一段;一级多段;多段一段;多级多段。开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析装置介绍三电渗析器组装方式示意图开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析装置介绍四四电渗析器实例图四电渗析器实例图开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越五极化与沉淀五极化与沉淀在电渗析器的膜界面现像中,极化现像主要发生在阳膜的淡室一侧,而另一沉淀现像则主要发生在阴膜的浓室一侧。当阴膜室一侧出现水的离解,产生的OH离子适移通过阴膜进入浓室,使浓水的PH
8、值上升,出现CaCO3以至g(OH)2的沉淀现像。这些沉淀产物附着于膜表面,从而增加膜电阻,加大电能消耗,减小膜的有效面积,降低出水水质,影响正常运行正常。电渗析装置介绍五倒换电极前后结垢情况示意倒换电极前后结垢情况示意图图表示阳膜;表示阴膜开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越六电渗析器运行的极化问题六电渗析器运行的极化问题极化是电渗析器运行中常见问题,其主要影响如下。1)降低电流效率 由于极化时、导致水分子大量解离,在电场作用下,水的解离造成H和OH离子的迁移,可见其部分电能消耗在水的解离和与脱盐无关的H和OH离子迁移上,使电流效率下降。2)降低除盐率和产率 极化会在浓水室阴膜表面上产生沉淀,形
9、成水垢,对运行带来不良的影响。3)淡水pH值下降。电渗析装置介绍六开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越七防止和消除极化的主要措施七防止和消除极化的主要措施a)控制操作电流,以避免极化现像的发生,减缓水垢的生成。b)定倒换电极,使浓,淡室亦随之相应倒换,这样阴膜两侧表面上的水垢,溶解与沉积相互交替,处于不稳定状态。c)定期酸洗,用浓度.%盐酸溶液在电渗析器内循环清洗以清除结垢,酸洗周期从每周到每月一次,视实际情况而定。电渗析装置介绍七开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越电渗析器规格性能表隔板尺寸(隔板尺寸(mm)800 x1600 x0.8 400 x1600 x0.8 400 x800 x0.8 31
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