電滲析的特點及電滲析的除鹽處理過程
電滲析作為膜分離技術(shù)有其自己特點。
(1) 能量消耗不大 電滲析運行過程中,不發(fā)生相的變化,僅是用電能來遷移水中已解離的離子,一般它耗用的電能是和水中含有鹽量成很比的。因此對含鹽量3000~4000mg/L以下的水的淡化,電滲析被認為是耗能少的比較經(jīng)濟的技術(shù)。
(2) 藥劑耗量少,環(huán)境污染小 電滲析運行是不需要加入藥劑,僅在定期清洗時用少量酸,輸液時不需要高壓泵。所以和離子交換法比較,耗用藥劑量少得多,因此廢酸、廢堿少。
(3) 操作簡便,易于向自動化方向發(fā)展 電滲析通常都是控制在恒定的直流電壓下運行。運行時只要在恒定電壓下,控制好濃、淡、極水的流量和壓力,定期倒換電極,因此易于自動化操作。
(4) 設(shè)備緊湊,占地面積不大 水流是通過緊固形多膜對電滲析器進行淡化除鹽的,輔助設(shè)備不多,所以占地面積小,規(guī)模較小的可以把輔助設(shè)備組合在一起。
(5) 設(shè)備經(jīng)久耐用,預(yù)處理簡便 膜和電滲析器的隔板等都是高分子材料制成,國外對比的看法,認為離子交換膜比反滲透抗污染好,電滲析器設(shè)備材質(zhì)比蒸餾法所用的金屬材料耐腐蝕性強。寧外,由于在電滲析器中水流方向是和膜面平行,不像反滲透器中水流要垂直通過膜面,所以一般認為電滲析對進水水質(zhì)指標要求沒有反滲透那樣高。
(6) 水的利用率高,排水處理容易 電滲析器進水中的濃水和極水可以考慮循環(huán)使用或套用,所以水的利用率高。
(7) 設(shè)備規(guī)模、除鹽濃度的范圍適應(yīng)性大 從小型到大型的不同隔板的組裝形式的和多臺串聯(lián)、并聯(lián)可以適應(yīng)不同大小的水處理規(guī)模和除鹽程度的要求。
電滲析存在的主要缺點是;耗水量較大;電極的腐蝕和結(jié)垢問題未獲*解決;有機物對膜的污染常使除鹽率迅速下降。
電滲析除鹽處理發(fā)生七個物理化學(xué)過程。
(1) 反離子遷移過程 陽膜上的固定基團帶負電荷,陰膜上的固定基團帶正電荷。與固定基團所帶電荷相反的離子穿過膜的現(xiàn)象稱為離子遷移。如在電滲析器中,淡室中的陽離子穿過陽膜,陰離子穿過陰膜進入濃室就是反離子遷移過程,這也是電滲析的除鹽過程。
(2) 同性離子遷移過程 與膜上固定基團帶相同電荷的離子,穿過膜的現(xiàn)象稱為同性離子遷移。由于交換膜的選擇透過性不可能過到.因此,也存在著濃室中的陰離子會少量穿過陽膜,或陽離子穿過陰膜而進入淡室,數(shù)量雖少,但降低了除鹽的效率。
(3) 電解質(zhì)的濃差擴散過程 這是由于濃水室與淡水室的濃度差而引起的。其結(jié)果是由濃室的離子向淡室擴散。從而使淡室的含鹽量增加,降低了除鹽效率。
(4) 壓差滲頭過程 由于濃、淡室的壓力不同,由壓力高的向壓力低側(cè)進行離子滲透,因此,如果淡室的壓力過高,也會降低除鹽效果。
(5) 水的滲透過程 由于淡室中水的壓力比濃室要大,因此,會向濃室滲水,使產(chǎn)水量降低。
(6) 水的電滲透過程 由于水中離子是以水合離子的形式存在,因此伴隨著離子的遷移,故有水的點滲透發(fā)生,使淡水產(chǎn)量降低。
(7) 在運行時,由于操作不良而造成極化現(xiàn)象,使淡水室水量的水電離,在直流電場的作用下,水電離產(chǎn)生的H+穿過陽膜,OH-穿過陰膜進入濃水室,在那里與Ca2+、Mg2+生成沉淀,也稱為極化沉淀。故此,不僅電耗增加,而且還會造成沉淀等后果。