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DS型电渗析器

                        一、DS电渗析器

(一)、概述
  淡化水一般指将高含盐量的水经过除盐处理后,变成能满足生活饮用水的淡水。因为是部分除盐,故称之为淡化。
给水淡化处理中最常用的方法有:电渗析法、反渗透法、离子交换法等,而电渗析法在海水和苦咸水淡化或初级除盐中,即能制取满足生产和生活用水要求,而且设备简单,运行管理方便,因此被推广使用。

(二)、工作原理
  电渗析是利用离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,以直流电场为推动力的膜分离方法,它是使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。

 
           
(三)、工艺选择及原水预处理说明

  电渗析是脱盐水工艺的一个单元,可与其它脱盐技术相配合,达到理想的处理目的。几种电渗析脱盐工艺如下:
1、原水→预处理→电渗析→脱盐水;这是制取工业用脱盐水或初级纯水的最简单工艺。
2、原水→预处理→电渗析→消毒→脱盐水;由海水、苦咸水制取饮用水或从自来水制取食品、饮料用水可采用此工艺。
3、原水→预处理→电渗析→离子交换→脱盐水;此工艺用于制取纯水或高纯水。电渗析首先将水中含盐量去除80~90%,剩余的少量盐由离子交换树脂去除,这样可以大大减轻离子交换的负担,从而减少酸、碱的用量,利于环境保护。此工艺应用最为广泛。
4、原水→预处理→软化→电渗析→脱盐水;此工艺适于处理高硬度、高硫酸盐水,或低硬度苦咸水(可用浓水作软化再生剂)。
5、其它:还可以与反渗透、超过滤相配合,制取医药、电子工业用水。
  工艺中的预处理是为满足电渗析进水要求,预处理的目的是去除水中的机械杂质、悬浮物、胶体物质、有机物质、微生物、藻类和细菌以及某此对离子交换产生毒害作用的物质(如Fe、Mn、H2S、游离氯等)。水中的机械杂质、悬浮物质极易在电渗析器内沉淀 ,造成水流不畅;有机物质、悬浮物质、微生物、藻类、细菌极易沉淀或吸附在膜的表面并深入膜内,造成膜的污染;水中有害重金属离子(如Fe3+、Mn2+等)能与膜结合,使膜中毒;水中氧化还原物质或有害气体(H2S、游离氯等)也会对膜产生氧化、分解或其它毒害作用。以上这此现象如若发生,将会使电渗析器的水流阻力增加、膜堆电阻增大或使膜破损,导致工作电压上升、工作电流下降、产水量降低、脱盐率下降、电耗增高或浓、淡水串流,从而电渗析处于极为恶劣的运行工况,此时不得不进行频繁的酸洗,甚至解体清洗或解体换膜。由此可见,为保证电渗析的安全稳定运行,原水预处理非常必要。
  预处理方法视原水水质而定。深井水一般水质透明,悬浮物较少,采用简单的过滤和精密过滤即可。但如地下水硬度高或含Fe、Mn,则需采取软化、除Fe、Mn措施。自来水中常含有微量的悬浮物、有机物和游离氯,采用过滤和活性炭吸附过滤是必要的。如采用地面水为水源,一般需采用混凝沉淀 或微絮凝或加氯再经过滤、活性炭和精密过滤等方法。但不论采用何种水源水,在电渗析前设置孔径为5~25μm的精密过滤器作为保安过滤器是必要的,它可以使电渗析器免受各种杂质的影响,以保证其正常运行。
  原水经预处理后应符合电渗析器进水水质指标,《电渗析技术》国家标准中规定:水温5~40℃;耗氧量(KmnO4)<3mg/L;铁<0.3mg/L;锰<0.1mg/L;
浊度<3mg/L。
 
   

序号

型号

规格

mm)

产水量

t/h)

脱盐率

%)

外型尺寸

mm)

进水管

DN)

整机重

KG)

1

DS3×3-180

300×500×0.9

1.50

90

1000×1200×1600

25

300

2

DS3×6-240

300×500×0.9

0.50

95

1000×1200×1600

25

330

3

DS3×3-300

300×500×0.9

1-1.5

90

1100×1500×1600

32

450

4

DS3×3-240

400×800×0.9

2-2.5

90

1300×680×1200

40

500

5

DS3×3-300

400×800×0.9

2.5-3

90

1300×680×1200

40

580

6

DS3×6-300

400×800×0.9

3-3.5

95

1300×680×1200

40

580

7

DS3×6-360

400×800×0.9

3.5-4

95

1300×680×1380

40

640

8

DS3×3-240

400×1600×0.9

5-8

80

2250×850×1100

50

1884

9

DS3×3-300

400×1600×0.9

8-10

80

2250×850×1200

50

1960

10

DS3×6-300

400×1600×0.9

7-9

85

2250×850×1200

50

1979

11

DS3×6-420

400×1600×0.9

8-10

85

2250×850×1500

50

2123

12

DS3×3-300

800×1600×0.9

18-20

70

2250×940×1400

65

3790

13

DS3×6-380

800×1600×0.9

10-20

75

2250×940×1550

65

3923

14

DS3×3-420

800×1600×0.9

26-30

70

2250×940×1650

65

4200

 

耗电量与脱盐率关系经验数据

处理水

脱盐范围(mg/l)

耗电量

(KW·h/m3淡水)

 

 

 

3500

500

12-16

苦咸水

10000-30000

500

5-10

苦咸水

1000-10000

500

0.3-0.5

自来水

500-1000

200-500

0.3-0.5

自来水

500

20-50

0.1-0.3

 

极限电流时的膜对电压经验数值

 

进水含盐量

膜对电压(V/对)

范围(mg/l)

0.5-1mm厚

1-2mm厚

苦咸水淡化

5000-2000

0.3-0.6V

0.6-1.2

2000-500

0.4-0.8V

0.8-1.6V

水深度处理

500-100

0.6-1.2V

1-2V

不同含盐量时选取电流密度的经验数值
进水含盐量 100-500 500-2000 2000-5000
电流密度 0.2-0.5 1-3 3-10

(五)、电渗析器的运行

1、电渗析设备稳定运行的措施:
(1)、控制工作电流:一般工作电流应低于极限电流。
(2)、可以有效地减轻膜及阴极上的水垢。一般水垢往往沉积在浓水室的阴膜表面上,倒换电极后,浓水室、淡水室也相应倒换,造成水垢的不稳定状态,因而可以减轻结垢。
(3)、酸洗:是消除沉淀的有效方法,水垢结到一定程度,就需要进行酸洗,酸洗周期是根据除盐率下降的具体情况而定,一般为1~4周一次,一般采用盐酸,酸液浓度为1~2%,不宜过高,若浓度大于3%,会使离子交换膜受损,酸洗一般采用循环酸洗、浓水、淡水和极水室一次酸洗方式。酸洗时间一般为1~2小时或酸洗到进出电渗析的酸洗液PH值不变为止。酸洗后用清水冲洗到进出水的PH值相等为止。对于硫酸钙沉淀,可先用10%浓度的碳酸钠溶液清洗后,再酸洗。
(4)、碱洗:酸洗不能去除的有机沉淀物,对于这类污染层可以用碱性食盐水清洗,使有机物消解,碱洗液一般由9%NaCl(最好用精盐)和1%NaOH组成碱洗时间30~90分钟,结束后用清水冲洗到合格为止。碱洗可以利用酸洗系统进行,一般不必另设装置。
(5)、定期拆洗:采用上述方法不能恢复除盐率时,应把电渗析器拆开清洗,重新组装一般1~1.5年电渗析器需要拆洗一次。
2、电渗析器运行操作要点:
(1)、设备启动时,应先通水后通电,停车时,应先停电后停水,浓水、淡水和极水的各阀门应做到同时缓慢启闭,并使压力接近,通电时,电压应逐步升高,直至电流值稳定在工作电流为止。
(2)、运行期间,定时监测并记录电渗析器的各次运行参数。
(3)、倒换电极时,先停电排水,然后缓慢倒换浓水、淡水和极水阀门,待正常后再通电、收水,当整流器可直接倒换电极时,则应先开淡水排放阀,而后倒极,正常后收水。
(4)、电渗析器停运时,应保持膜堆处于湿润状态,以防离子干燥收缩变形。


 

故障现象

造成影响

原因分析

设备漏水

1、流量提不高

2、溶液漏损

3、漏电

1、因隔板或膜厚薄不均匀而引起

   压不紧

2、隔板表面不平整,波浪形

3、组装时异物不夹或膜堆不整齐

设备变形

部分膜堆

凹进凸出

1、漏水

2、影响水流分布引起极

   化和电流效率下降

1、隔板收缩变形

2、突然开泵或停水的冲击

3、停用时关闭阀门太快起虹吸作

   用使设备内部产生真空

4、隔板或膜厚薄不均匀组装时膜

   堆不整齐锁昆时用力不均匀

机械杂质堵塞在

隔板进出水孔配

集水槽和流水道

中有泥沙等杂质

1、水流阻力升高流量逐步

   降低

2、水流分配不均匀,极限

 电流值低,除盐效率下降

1、预处理不力,预处理设备不足

   或操作不妥

2、铁质和有机物污染

3、定期酸洗或盐碱洗不够

膜破损或膜起泡

浓、淡水或极水互漏,

影响除盐效果

1、阳极反应产物Cl2、O2等氧化

   作用

2、膜两侧的水流压差过大或突然

   开泵、停泵

3、膜上水垢沉淀影响

4、膜干裂、冻坏或温度过高

5、酸洗液浓度过高

水垢沉淀

1、出水水质下降

2、流量下降

3、电流效率下降

4、电阻增加

5、严重时设备不能工作

1、操作电压过高,超极限电流运

  

2、水流分配不均匀

3、杂物堵塞

浓、淡水

或极水间

的互漏

1、浓水流到淡水室影响水质

2、淡水流到浓水室影响水质

1、浓、淡极水压力不一致

2、配集水槽处不平整

3、膜破裂

4、膜上进出水孔和隔板配集水槽

   结构不合理或组装差错

膜发生胀缩尺

寸不稳定,通

常是阳膜缩短

阴膜膨胀

1、膜孔与隔板孔不齐

2、影响水流畅通

3、造成漏水

1、膜浸泡时间不足

2、溶液浓度变化较大

3、膜短者可在烯酸或纯水中胀大,

   长者可在一定浓度盐水中缩短

污染膜表

面颜色变

棕褐色

1、电阻增大

2、水流阻力增大

3、脱盐率下降

1、极化沉淀

2、有机物或膜污染中毒,可用10%

   氯化钠,2%氢氧化钠溶液洗涤

 

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