詳細介紹
電滲析技術從五十年代確立以來,在工程技術應用過程中迅速崛起,在海水淡化苦咸水脫鹽、海水濃縮制鹽、廢水處理以及食品、醫藥、電子、電力等行業中所起的作用與日俱增。它以許多出色的應用實例,證實了其在技術上的*性以及其他分離方法所不能替代的若干優異的特點。現在正在開發和將著手開發的若干神功妙用,更是絢麗多彩。我國是從1958年開始電滲析工程的研究開發工作,屬于世界上起步較早的國家之一。 電滲析器至少有如下四方面的用途:
1、 從電解質溶液中分離出部分離子,使電解質溶液濃度降低。如海水淡化、苦咸水淡化、制取工業用純水或飲用純凈水、放射性廢水處理等。
2、 把溶液中部分電解質、離子轉移到另一溶液中去,并使其濃度增高。如海水濃縮制、化工產品的精制、工業殘液中有用成分的回收等。
3、 從有機溶液中去除電解質離子。目前主要用于食品和醫藥工業。在乳清脫鹽、糖類脫鹽和氨基酸精制中應用十分成功。
4、 電解質溶液中,同電性但具有不同電荷的離子的分離和同性電荷離子的分離,只允許一價離子透過的離子交換膜濃縮海水制鹽,是前者工業化應用的實例。
電滲析器有如下五方面的特點:
1、 耗能低,經濟效益顯著。實踐證明將2000-5000mg/L的苦咸水脫鹽至5000mg/L的飲用水是較經濟的。
2、系統應用靈活,操作維修方便根據不同的條件要求,可以靈活地采用不同形式的系統設計,并聯可增產水量,串聯可提高脫鹽率,循環或部分循環可縮短工藝流程。在運行過程中,控制電壓、電流、濃度、流量、壓力與溫度幾個主要參數,可保證穩定運行。
3、 *。
4、 使用壽命長。膜一般可用3-5年,電極可用7-8年,隔板可用15年左右。
5、 原水率高。海水、高濃度苦咸水回收率可達到60%以上。一般苦咸水回收率可達65%-80%。
中空纖維超濾膜分離技術是一種廣泛應用于溶液和氣體物質分離、濃縮和提純的分離技術。它利用具有選擇透過能力的薄膜做分離介質,膜壁密布微孔,原液在一定壓力下通過膜的一側,溶劑及小分子溶質透過膜壁為濾出液,而較大分子的溶質被膜截留,從而達到物質分離及濃縮的目的。
膜分離過程為動態過濾過程,大分子溶質被膜壁阻隔,隨濃縮液流出膜組件,膜不易被堵塞,可連續*使用。過濾過程可在常溫、低壓下運行,無相態變化,高效節能。
中空纖維膜是分離膜的一種重要形式。在單位體積膜組件中,中空纖維膜的有效膜面積大,過濾分離效率高,容易清洗,結構簡單,操作方便,在生產過程中不產生二次污染。該結構是中空纖維膜結構,由纖維擠壓形成。這種纖維具有非對稱結構且細如發絲。數百萬支纖維形成一束,將等長的多孔塑料管插入束中作給水分布器。纖維束兩端用環氧樹脂封裝,一頭密閉,一頭開口形成產水流道。中空纖維膜采用進口聚砜材質膜元件,外壓式結構,化學穩定性*,耐氧化劑能力強,親水性好,污堵后容易清洗恢復。原水經前級過濾后進入中空纖維膜元件,產水由中空纖維膜中心出水孔流出,濃水流出,同時帶走膜表面的污染物。
電滲析脫鹽所用的半透膜,除要求電阻低、透過的選擇性高、交換容量大和水的電滲小之外,還要求有一定的機械強度、尺寸不變和化學穩定性高等。
在電滲析脫鹽過程中,反離子(電荷與膜內交換基團相反的離子)在膜內的遷移速度比在溶液里大,致使淡化夾層的內膜半身,溶液界面上的離子濃度低于主體溶液濃度而形成濃度差。當電流升至某值時,擴散遷移的離子不足以補充界面上離子的缺額,而使界面濃度趨近于零,這時的電流稱為極限電流。如再增加電流,就會迫使界面上的水分子解離,由解離出的H和OH來承擔超過極限值那部分電流的輸送。這種現象稱為極化現象。這不僅使電流白白消耗在無助于脫鹽的 H和OH的遷移上,而且會引起溶液的pH值發生變化,使鈣鹽鎂鹽之類的離子濃度的乘積超過溶度積,而在濃縮海水夾層的陰膜和陽膜的表面沉淀,阻塞水流通道,甚至被迫停機拆洗。防止極化沉淀的根本措施,是設法增加夾層溶液的攪拌作用和布水的均勻性,并把操作電流控制在極限電流之下。此外,定期倒換電極的極性,在濃縮海水夾層中加酸和進行不拆裝的化學清洗等,均能延長運轉周期。