1. 首頁 > 生活經驗 > >

用途和應用 電滲析法淡化海水原理

經驗分享生活經驗


用途和應用 電滲析法淡化海水原理

文章插圖

基本信息編輯
包含
強行將離子向電極處吸引
利用
電場的作用
致使
電極中間部位的離子濃度大為下降
中文名
電滲析法
外文名
electrodialysis
用離子交換膜使海水淡化的方法
電滲析法是利用電場的作用，強行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而制得淡水的一種方法 。一般情況下水中離子都可以自由通過交換膜，除非人工合成的大分子離子 。
目錄
1基本簡介2特點3應用
4基本原理5電滲析器6電潛橋膜
7應用的范圍
基本簡介
編輯
電滲析法（electrodialysis【ED】）是利用離子交換膜進行海水淡化的方法 。離子交換膜是一種功能性膜，分為陰離子交換膜和陽離子交換膜，【簡稱陰膜和陽膜】 。陽膜只允許陽離子通過陰膜只允許陰離子通過，這就是離子交換膜的選擇透過性 。在外加電場的的作用下，水溶液中的陰，陽離子會分別向陽極和陰極移動，如果中間再加上一種交換膜，就可能達到分離濃縮的目的 。電滲析法就是利用了這樣的原理 。
電滲析離子交換膜
一 。用途：
聚乙烯異相離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對溶液中離子具有一定的選擇透過性和導電性，廣泛應用于電化學部門中，分離不同類型的離子 。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制備無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐用水的軟化脫鹽，冶金、煤炭、電子、醫藥、化工、食品等工業品處理 。
二 。外觀：
聚乙烯異相離子交換膜應平整均勻，無明顯的機械損傷(折傷)，無脫網軋皺、不允許有影響質量的雜質存在 。
三 。規格：3361BW陽膜外觀為棕黃色，3362BW陰膜為蘭色 。
聚乙烯異相離子交換膜外型尺寸規格如下：
厚度：0.42mm
厚度允許公差：土0.04mm(干態)
有效面積：≥800mm×1600mm
離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對各種離子具有一定的選折性和導電率，廣泛應用于電化學部門中，分離不同類型的離子 。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制借無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐水的軟化脫鹽，電子、醫藥、化工、食品、煤炭，冶金等工業品處理 。
四、使用說明：
1、貯運過程中不應受到日曬雨淋及機械損傷，貯存庫房應清潔陰涼，干燥通風 。
2、陰離子、陽離子交換膜在裁剪前必須分別在規定的溶液中浸泡48小時，即根據需處理的原水水質分析資料，配制成原水濃度溶液為陽膜浸泡液；配制成相當于電滲析出口淡水濃度為陰膜浸泡液 。
3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面積應略小于隔板面積 。
由于使用后陽膜稍有收縮性，陰膜仍有膨脹性，故可將在清水中浸泡的膜再作進一步處理⑴陰膜可再浸入水質較淡或純水中再收縮 。
⑵陽膜浸泡膨脹后再浸入食鹽水中再收縮 。
4、酸洗應根據膜面結垢的程度而定，鹽酸濃度不宜超過3%，開始酸洗時如鹽酸消耗較快，須補充鹽酸，直至不再消耗鹽酸為止(約1~2小時)酸洗完畢，用原水沖至出水PH=4~5(約10分鐘)后，可投入運行(淡水、濃水、極水三個系統應及時清洗) 。
5、打孔膜應及早裝入電滲器，濕膜應清洗晾干用塑料袋包裝后貯存 。
6、電滲析器進水要求：
⑴濁度≤0.3ppm
⑵耗氧量<2ppm
⑶游離氯<0.2ppm
⑷含鐵量<0.3ppm
⑸含錳量<0.1ppm
⑹水溫5~40℃
⑺硬度超過900ppm應要軟化處理
⑻污染指數SDI<5
特點
編輯
電滲析法處理廢水的特點是；不需要消耗化學藥品，設備簡單，操作方便 。
應用
編輯
電滲析法最先用于海水淡化制取飲用水和工業用水，海水濃縮制取食鹽，以及與其它單元技術組合制取高純水，后來在廢水處理方面也得到較廣泛應用 。
入在廢水處理中，根據工藝特點電滲析操作有兩種類型：一種是由陽膜和陰膜交替排列而成的普通電滲析工藝，主要用來從廢水中單純分離污染物離子，或者把廢水中的污染物離子和非電解質污染物分離開來，再用其它方法處理；另一種是由復合膜與陽膜構成的特殊電滲析分窩工藝，利用復合膜中的極化反應和極室中的電極反應以產生H+離子和OH-離子，從廢水中制取酸和堿 。
目前，電滲析法在廢水處理實踐中應用最普遍的有：1)處理堿法造紙廢液，從濃液中回收堿，從淡液中回收木質索；2)從含金屬離子的廢水中分離和濃縮盈金屬離子，然后對濃縮液進一步處理或回收利用：3)從放射性廢水中分離放射性元素；4)從芒硝廢液中制取硫酸和氫氧化鈉；5)從酸洗廢液中制取硫酸及沉積重金屬離子；6)處理電鍍廢水和廢液等，含Cu2+、Zn2+、Cr(Ⅳ)、Ni2+等金屬離子的廢水都適宜用電滲析法處理，共中應用較廣泛的是從鍍鎳廢液中回收鎳，許多工廠實踐表明，用這種方法可以實現閉路循環 。
電滲析廣泛應用于化工、輕工、冶金、造紙、海水淡化、環境保護等領域；近年來更推廣應用于氨基酸、蛋白質、血清等生物制品的提純和研究 。電滲析器種類較多，W.鮑里的三室型具有代表性，電滲析器由陽極室、中間室及陰極室三室組成，中間DD為封接良好的半透膜，E為Pt、Ag、Cu等片狀或棒狀電極，F為連接中間室的玻璃管，作洗滌用，S為pH計 。電滲析實質上是除鹽技術 。電滲析器中正、負離子交換膜具有選擇透過性，器內放入含鹽溶液，在直流電的作用下，正、負離子透過膜分別向陰、陽極遷移 。最后在兩個膜之間的中間室內，鹽的濃度降低，陰、陽極室內為濃縮室 。電滲析方法可以對電解質溶質或某些物質進行淡化、濃縮、分離或制備某些電解產品 。實際應用時，通常用上百對以上交換膜，以提高分離效率 。電滲析過程中，離子交換膜透過性、離子濃差擴散、水的透過、極化電離等因素都會影響分離效率 。
原理：廢水先進入調節池，開動自吸泵后，廢水經流量計進入超強氧化還原發生裝置，在強大直流、高頻電場作用下，立刻產生四項強大功能：氧化還原——脫色脫臭——氣浮——絮凝，這是由于在超強氧化的電化學場中，原生態的氫離子、氧離子、氫氧根離子生成量萬級數增加，同時污染因子的分子不斷被松動、被切割，使得氧化還原也成萬級數增加，這樣一來，再頑固的污染因子也會被迅速得以降解 。視不同污染因子的性質，在該裝置中還可有選擇的加入填料，給予超強氧化還原創造更充分的條件 。
基本原理
編輯
電滲析器中交替排列著許多陽膜和陰膜，分隔成小水室 。當原水進入這些小室時，在直流電場的作用下，溶液中的離子就作定向遷移 。陽膜只允許陽離子通過而把陰離子截留下來；陰膜只允許陰離子通過而把陽離子截留下來 。結果使這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室，出水稱為淡水 。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水 。從而使離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化 。
電滲析和離子交換相比，有以下異同點：
（1）分離離子的工作介質雖均為離子交換樹脂，但前者是呈片狀的薄膜，后者則為圓球形的顆粒；
（2）從作用機理來說，離子交換屬于 離子轉移置換，離子交換樹脂在過程中發生離子交換反應 。而電滲析屬于離子截留置換，離子交換膜在過程中起離子選擇透過和截阻作用 。所以更精確地說，應該把離子交換膜稱為離子選擇性透過膜；
（3）電滲析的工作介質不需要再生，但消耗電能；而離子交換的工作介質必須再生，但不消耗電能 。
電滲析器
編輯
利用電滲析原理進行脫鹽或處理廢水的裝置，稱為電滲析器 。
【用途和應用 電滲析法淡化海水原理】(1)電滲析器的構造它由膜堆、極區和壓緊裝置三大部分構成 。
1)膜堆：其結構單元包括陽膜、隔板、陰膜，一個結構單元也叫一個膜對 。一臺電滲析器由許多膜對組成，這些膜對總稱為膜堆 。隔板常用l～2mm的硬聚氯乙烯板制成，板上開有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔 。隔板的作用是使兩層膜間形成水室，構成流水通道，并起配水和集水的作用 。
2)極區：極區的主要作用是給電滲析器供給直流電，將原水導入膜堆的配水孔，將淡水和濃水排出電滲析器，并通入和排出極水 。極區由托板、電極、極框和彈性墊板組成 。電極托板的作用是加固極板和安裝進出水接管，常用厚的硬聚氯乙烯板制成 。電極的作用是接通內外電路，在電滲析器內造成均勻的直流電場 。陽極常用石墨、鉛、鐵絲涂釘等材料；陰極可用不銹鋼等材料制成 。極框用來在極板和膜堆之間保持一定的距離，構成極室，也是極水的通道 。極框常用厚5～7mm的粗網多水道式塑料板制成 。墊板起防止漏水和調整厚度不均的作用，常用橡膠或軟聚氯乙烯板制成 。

用途和應用 電滲析法淡化海水原理

文章插圖

電滲析法原理圖
3)壓緊裝置：其作用是把極區和膜堆組成不漏水的電滲析器整體 ?？刹捎脡喊搴吐菟ɡo，也可采用液壓壓緊 。
(2)電滲析器的組裝 電滲析器的基本組裝形式如圖17-4所示 。在實踐電通常用“級”、“段”和“系列”等術語來區別各種組裝形式 。電滲析器內電極對的數目稱為“級”，凡是設置一對電極的叫做一級，兩對電極的叫二級，依此類推 。電滲析器內，進水和出水方向一致的膜堆部分稱為“一段”，凡是水流方向每改變一次，“段”的數目就增加l 。
電潛橋膜
編輯
電滲析膜——與離子交換樹脂具有相同化學結構的有機高分子聚合物為骨架 。與一定數量的交聯劑通過橫鍵架橋作用構成的空間網狀結構的樹脂膜 。
應用的范圍
編輯
1.水質軟化，供低壓鍋爐或其他工藝有用水，較磺化煤鈉離子交換劑等工藝，可大大降低制水成本，節約能源，同時不需食鹽再生 。較其他化學藥劑軟化效果好，勞動強度輕，操作簡單，運行穩定 。
2.用于海水、苦咸水的淡化降氟，處氟，為海島、海輪提供生活飲用水 。
3.與離子交換法組合，制取純水和高純水，供科研、電子工業、化工制藥、電廠等用水，供高壓鍋爐給水，較單獨使用離子交換器的制水成本可下降50%以上，節約80%的酸堿，同時離子交換樹脂再生周期可大大延長 。