电渗析(ED)装置介绍

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

2、氧化还原反应，即电 极反应，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

3、组成部分，按其选择透过性能，主要分为 阳膜与阴膜、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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 x0.8 310 x900 x0.8 150 x850 x0.8 260 x520 x0.8 组装方式级组装方式级 一段一段 1-1 2-2 4-4 2-2 3-3 4-4 4-8 4-8 4-8 4-8 膜对总数（膜对总数（ 对）对） 250 240 300 225 300 300 220 225 150 225 产水量（产水量（ m/h） 60 2

11、5 15 12 10 3-5 1.5 1.0 0.1 0.3 进口水压（进口水压（ MPa） 0.25 0.25 0.25 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.15 0.15 脱盐率（脱盐率（% ） 40 60 90 60-70 70-80 9095 9095 95 95 95 工作电压（工作电压（ V） 190- 220 140 70- 100 100- 150 90-120 70-100 50-80 65-95 40-60 工作电流（工作电流（ A） 40 60 45 28.1 25 26.5 8.8 7 1 外形尺寸（外形尺寸（ 长长x宽宽x高高 ）（）（mm） 930 x160

12、0 x1450 930 x1600 x1550 930 x1600 x1600 530 x1600 x1200 530 x1600 x1450 530 x1600 x1500 530 x800 x1200 410 x800 x1500 210 x805 x1000 340 x550 x1200 电渗析装置介绍八 开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 电渗析法水处理除盐工艺系统可以分两种：一种是电渗析器本体的工艺系统；另一种是电渗析器和其他水处理设 备的组合系统。 一）电渗析器本体的工艺系统一）电渗析器本体的工艺系统 选则经济合理的电渗析工艺系统(即除盐方式)，是设计电渗析除盐水处理工艺的一个重要部

13、分。一般应根据原水水 质、用水水量、用水水质要求等，通过技术经济比较后确定。常用的除盐方式有直流式、循环式和部分循环式三种。 如下图： 电渗析法除盐工艺系统介绍一 开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 a直流式除盐直流式除盐 原水流经一台或多台串联的电渗析器后，即能达到要求的水质。该法的优 点是可连续制水、管道简单；缺点是定型设备的出水水质随原水含盐量而变。 b.循环式除盐循环式除盐 将原水在电渗析器和水箱中多次循环，以达到所需出水的水质。其缺点是需 设置循环水泵和水箱，并只能间歇供水。 c. 部分循环式除盐部分循环式除盐 它是直流式和循环式除盐相结合的一种方式：在部分循环式除盐工艺系统中 ，电渗

14、析器的出口淡水分成两路，一路连续出水供用户使用；另一路返回电渗析 器与水箱中水相混，继续进行除盐。其特点是用定型设备可适用不同水质和水 量的要求。在原水含盐量变化时，可调节循环量去保持出水水质稳定，但系统较 复杂。 电渗析法除盐工艺系统介绍二 开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 二二)电渗析器与其他水处理设备的组合除盐系统电渗析器与其他水处理设备的组合除盐系统 电渗析一般用于含盐量较高的苦咸水、高硬度水的部分除盐，以 作深度除盐的顶处理。由于电渗析法除盐有其适用范围在应用中， 应根据原水水质和除盐水水质要求，与离子交换水处理技术等相结合 ，使其在水处理工艺中各自发挥其优势，以达到合理的技术经济效

15、果 ，并能稳定运行。其常用的组合除盐水处理系统如下。 1“预处理电渗析离子交换”的组合除盐系统 2“预处理离子交换电渗析”的组合除盐系统 3“预处理离子交换(软化)电渗析离子交换(软化)”的组合除盐系 统 电渗析法除盐工艺系统介绍三 开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 三）水质预处理要求三）水质预处理要求 电渗析法除盐、淡化时，进入电渗析器的水质一般应满足下列要求： （1）浊度 13毫克/升 （2）活性氯 0.2毫克/升 （3）总铁 0.3毫克/升 （4）锰 0.1毫克/升 （5）水温 540 四）适用范围四）适用范围 1）当进水含盐量在500-4000毫克/升时，采用电渗析器是经济合理的。 2

16、）当进水含盐量小于500毫克/升时，应结合具体条件，通过技术经济比较，确定是否采用 电参析法。 3）在进水含盐量波动较大，酸、碱来源和废水排放等特殊情况下，可采用电渗析法 4） 电渗析器出口淡水含量不低于10-50毫克/升。 电渗析法除盐工艺系统介绍四 开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 电渗析的一般应用行业电渗析的一般应用行业 电渗析装置已被广泛应用于电力、化工、电子、环保、医药、纺织、食品等行业，获得令 人满意的经济效益，具体用途主要有： 1、海水、苦咸水淡化制取生活饮用水。 2、制取啤酒、汽水、纯净水等饮料用水。 3、制取低压锅炉用水。 4、 电渗析和离子交换法联合使用，制取蒸馏水、高纯水

17、、超纯水，这种制水方法可节约 酸碱8090%，避免树脂的频繁再生，并大大降低制水成本。 5、 联合其他不同的处理单元，可制成满足电子、医药、食品、化工等更高档次的行业用 水。 6、电镀、电子等工业废水（液）中Au、Ag、Cu等贵重金属 电渗析法除盐工艺系统介绍五 开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 电渗析器运行数据一 试验机运行记录表试验机运行记录表 日期日期时间时间放流口电导放流口电导浓水箱电导浓水箱电导淡水箱电导淡水箱电导 8 8月月3131日日 11:0011:003530353036103610505505 12:0012:003510351036103610344344 13:0013

18、:003510351035903590223223 14:0014:003530353035803580225225 15:0015:003510351035803580219219 16:0016:003510351035803580220220 17:0017:003510351035803580219219 开源拓展精诚超越开源拓展精诚超越 日期日期时间时间放流口电导放流口电导浓水箱电导浓水箱电导淡水箱电导淡水箱电导 9 9月月日日 9:009:00355035503750 3750 761761 10:0010:003570357038003800925925 11:0011:003550355038003800918918 12:0012:003560356038003800891891 13:3013:303500350037203720913913 14:3014:303540354037703770942942 16:0016:00353035303770377010