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電滲析的除鹽原理是什么?
作者:admin 發(fā)布日期:2016/7/26 關(guān)注次數(shù): 二維碼分享

在用電滲析進(jìn)行除鹽處理時(shí),先將電滲析器兩端的電極接上直流電,水溶液就發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象,水中的鹽類離子在電場(chǎng)的作用下,各自向一定方向移動(dòng)。陽(yáng)離子向負(fù)極,陰離子向正極運(yùn)動(dòng)。在電滲析器內(nèi)設(shè)置多組交替排列的陰、陽(yáng)離子交換膜,此膜在電場(chǎng)作用下顯示電性,陽(yáng)膜顯示負(fù)電場(chǎng),排斥水中陰離子而吸附陽(yáng)離子,在外電場(chǎng)的作用下,陽(yáng)離子穿過(guò)陽(yáng)膜向負(fù)極方向運(yùn)動(dòng);陰膜顯示正電性,排斥水中的陽(yáng)離子,而吸附了陰離子,在外電場(chǎng)的作用下,陰離子穿過(guò)陰膜而向正極方向運(yùn)動(dòng)。這樣,就形成了去除水中離子的淡水室和離子濃縮的濃水室,將濃水排放,淡水即為除鹽水。這一過(guò)程為電滲析除鹽原理。

 

一、電滲析的除鹽處理過(guò)程如何?

電滲析除鹽處理發(fā)生七個(gè)物理化學(xué)過(guò)程。

(1)反離子遷移過(guò)程 陽(yáng)膜上的固定基團(tuán)帶負(fù)電荷,陰膜上的固定基團(tuán)帶正電荷。與固定基團(tuán)所帶電荷相反的離子穿過(guò)膜的現(xiàn)象稱為反離子遷移。如在電滲析器中,淡室中的陽(yáng)離子穿過(guò)陽(yáng)膜,陰離子穿過(guò)陰膜進(jìn)入濃室就是反離子遷移過(guò)程,這也是電滲析的除鹽過(guò)程。

(2)同性離子遷移過(guò)程 與膜上固定基團(tuán)帶相同電荷的離子,穿過(guò)膜的現(xiàn)象稱為同性離子遷移。由于交換膜的選擇透過(guò)性不可能過(guò)到100%。因此,也存在著濃室中的陰離子會(huì)少量穿過(guò)陽(yáng)膜,或陽(yáng)離子穿過(guò)陰膜而進(jìn)入淡室,數(shù)量雖少,但降低了除鹽效率。

(3)電解質(zhì)的濃差擴(kuò)散過(guò)程 這是由于濃水室與淡水室的濃度差而引起的。其結(jié)果是由濃室的離子向淡室擴(kuò)散。從而使淡室的含鹽量增加,降低了除鹽效率。

(4)壓差滲透過(guò)程 由于濃、淡室的壓力不同,由壓力高的向壓力低側(cè)進(jìn)行離子滲透,因此,如果濃室的壓力過(guò)高,也會(huì)降低除鹽效率。

(5)水的滲透過(guò)程 由于淡室中水的壓力比濃室要大,因此,會(huì)向濃室滲水,使產(chǎn)水量降低。

(6)水的電滲透過(guò)程 由于水中離子是以水合離子的形式存在,因此伴隨著離子的遷移,故有水的電滲透發(fā)生,使淡水產(chǎn)量降低。

(7)在運(yùn)行時(shí),由于操作不良而造成極化現(xiàn)象,使淡水室水量的水電離,在直流電場(chǎng)的作用下,水電離產(chǎn)生的H+穿過(guò)陽(yáng)膜,OH-穿過(guò)陰膜進(jìn)入濃水室,在那里與Ca2+、Mg2+生成沉淀,也稱為極化沉淀。故此,不僅電耗增加,而且還會(huì)造成沉淀等后果。

 

二、如何確定電滲析的運(yùn)行參數(shù)?

對(duì)滲析器要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)試才能制定出最佳運(yùn)行參數(shù),這對(duì)于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和長(zhǎng)周期運(yùn)行關(guān)系很大。需要確定的參數(shù)主要有:

(1)流速和壓力 電滲析器有一定的額定流量,不能過(guò)大或過(guò)小。過(guò)大,使進(jìn)水壓力過(guò)高,會(huì)發(fā)生裝置的泄漏和變形。過(guò)小,懸浮物會(huì)粘附于電滲析器中,造成水流壓力上升,

除鹽率下降,造成水流死角和局部極化結(jié)垢。因此水流過(guò)管道時(shí)的線速度控制在50-200mm/s。

(2)電流和電壓 電滲析器以電位差為動(dòng)力進(jìn)行除鹽,要控制一定的直流電壓同,以得一定的工作電流。工作電流低,有利于防止極化。一般控制工作電流為極限電流的90%。如果選定的工作電流發(fā)生變化,要查清原因,不可貿(mào)然采用提高電壓的辦法來(lái)處理。

(3)倒極和酸洗 倒極就是將運(yùn)行的電滲析器陰、陽(yáng)極互換一下。根據(jù)調(diào)試和運(yùn)行情況來(lái)確定倒極和酸洗的時(shí)間間隔。但在水質(zhì)和溫度變化時(shí),可根據(jù)具體情況來(lái)更改間隔周期。

(4)水的回收率 運(yùn)行實(shí)踐表明,為得到1t淡水,約需2.2-2.5t原水(包括極水),水的回收率控制在40%-45%左右。國(guó)外現(xiàn)在采用的倒極電滲析器,水的回收率大約在50%-95%范圍內(nèi)。

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