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电渗析离子交换膜浓差较化现象的危害
离子交换膜浓差较化现象是指电渗析阴膜或阳膜中离子迁移速率大于溶液中同种离子迁移速率,当电流提高到相当程度时,在膜表面出现该离子浓度趋向于零,此时水会电离产生H+和OH-参与传导电流,以补充离子不足的现象。
较化的危害:阴膜发生较化时,OH-和CO2; 在电场作用下,透过阴膜迁移到浓水室,使浓水室pH值升高,OH-和CO2可以与滞留在浓水室的Mg2+、Ca2+生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀,沉淀堵塞水流通道,使膜有效面积减少,影响水质,并增加耗电量和降低电渗析器使用寿命。同时淡水室pH值减小,膜一边呈碱性另一边呈酸性,也影响膜寿命。阳膜淡化室一侧较化时,由于阳膜只允许H+通过,它迁移至浓水室,结果使浓水室pH值减低,而淡化室pH值升高,由于淡化室无钙镁离子,因此无沉淀结构的风险,但阳膜两边一边酸性一边碱性,膜寿命也受影响。
电渗析器的基本构成有哪些?
电渗析器由膜堆、较区和夹紧装置三部分组成。另外有辅助设备,整流器电源、水泵、流量计、过滤器、水箱和仪器仪表等。膜堆包括若干膜对(一阳膜一阴膜)和隔板组成,隔板上有水道、进出水道。较区包括电极、集水框和保护室。夹紧装置由盖板和螺杆组成。
电渗析器常由几十到几百个膜堆组成,又分多级多段,其定义如下。 级:一对正负电极问的膜堆称为一级通道。膜堆包括若干对阳、阴膜,膜之间有隔板,有水通道。段:具有同一水流方向的两组或两组以上并联(指水流并联)膜堆称一段。
分级的原因:降低工作电压,因电极间膜对多时电压差大,所以理论上一对电极间可设置无数对膜,实际操作时为控制电压不要太高,膜堆只有一定数目。
分段的原因:加长水的流程长度,提高水纯度,即提高水质。
电极:设在膜堆两端,要求耐腐蚀,导电性能好,机械性能好,化学稳定性好,可用石墨、炭板、惰性贵金属、钛、铁、铅、不锈钢等为电极。现在常用铁上镀钌作阳电极,称电极,其寿命长,耐腐蚀、但价格高。铅、不锈钢较便宜,但耐久性差。阴极常用不锈钢。
电渗析在污水处理方面的应用
电渗析在治理废水方面的应用可归纳为以下三个方面。
(1)作为离子交换工艺的预除盐处理,可大大降低离子交换的除盐负荷,扩展离子交换对原水的适应范围,大幅度减少离子交换再生时废酸、废碱或废盐的排放量,一般可减少90%,甚至更多。在某些情况下,电渗析可以完全取代离子交换,直接制取初级纯水。
(2)将废水中有用的电解质进行浓缩、回收,并再利用。如电镀含镍废水的回收与再利用等。
(3)改革原有工艺,采用电渗析技术,实现清洁生产。如采用电渗析法制取初级纯水或软化水代替离子交换法,以再生废液的产生;采用树脂电渗析法制取高纯水,取消树脂的化学再生;采用离子交换膜扩散渗析法,从钢铁清洗废液中回收酸等。