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水處(chù)理之關於(yú)水處(chù)理知識的31個問答 (中)
如何發展環保事業?

慧星化工爲您介紹一位圈内行家的經典筆(bǐ)記,供大家充電學習 ,一項環境保護的知識——關於(yú)水處理的31個問答。

十一、反滲透裝置主要是由那些設備組成?

 答:反滲透裝置主要由高壓泵 、高壓泵出口閘閥(手動或電動)、高低壓保護開關、 進水流量計(也可不加)、産(chǎn)水流量計、濃水流量計、産(chǎn)水電導(dǎo)儀、膜組件(壓 力容器、反滲透膜元件)、濃水電動閥、濃水截止閥、進水壓力表、段間壓力表、 濃水壓力表、産(chǎn)水壓力表、反滲透支架、反滲透控制盤 、反滲透取樣盤、爆破膜以及相應的管道、卡箍 、彎頭等。

 十二、反滲透系統中必需使用哪幾種儀器儀表?

 答:反滲(shèn)透系統中必需幾(jǐ)種儀器儀表有:

 1、污染指數儀:用於(yú)測(cè)量系統預處理的 SDI 指數。

 2、濃水流量計:用於(yú)測量系統濃水的流量,和産水流量計配合使用來確(què)定系統回收率。

 3、産水流量計:用於(yú)測(cè)量系統産水的流量。産水電導儀:用於(yú)測(cè)量系統産水水質(電導率)

 4、壓力表:測(cè)量系統進水壓力、段間壓力 、濃水壓力、産(chǎn)水壓力 。

 5、進水流量計:用於(yú)測(cè)量系統總進水流量。

 6、溫度計:用於(yú)測(cè)量系統運行的溫度。 

7、進水 PH 計:用於(yú)測量系統進水 PH 值的變(biàn)化情況。 

8、進水電導儀:用於(yú)測量系統進水電導率,和産水電導率配合使用來確(què)定系統脫鹽率。

 9、氧化還原儀:用於(yú)測量系統進水中含氧化性物質的多少以確(què)定對系統 威脅程度。

 10、高低壓保護開關(guān):用於(yú)保護系統不在低壓(供水不足)和高壓狀态下運行。

 一個反滲透系統是比較複雜的 ,使用的儀器儀表是與工藝要求和用戶投資情況決定的。正常的反滲透系統隻需要産(chǎn)水流量計、濃水流量計、産(chǎn)水電導儀、壓力表、 高低壓保護就足夠瞭(le)。

 十三 、電滲析裝置由哪些部分組成?各部分的特點和功能是什麽?

 答:電(diàn)滲析裝置是由幾部分組成的,陰膜,陽膜,隔闆 ,電(diàn)極,夾緊裝置,防漏膠闆 ,酸洗系統,流量計,壓力表,ABS 管材管件,閥(fá)門,可控矽整流櫃 。

 陰膜、陽膜對(duì)水中離子具有的選擇透過(guò)性使系統有濃水,淡水,極水之分,即是裝置的脫鹽部分。

 隔闆的主要材料爲聚丙烯,起著(zhe)支撐陰羊膜並(bìng)與之形成濃淡水室的作用。

 電極主要形成離子交換膜所需的電場(chǎng)。電極由布水頭、多孔闆、PVC 邊(biān)框組成。

 夾緊裝置主要是固定陰陽離子交換膜、電(diàn)極、隔闆等使之成爲一個(gè)整體。

 防漏膠闆是在電極和隔闆之間的,起著(zhe)防止系統在電極邊(biān)漏水的現象。

 酸洗系統是整個裝置中不可缺少的部分。當電滲析裝置産生脫鹽率下降、産水量下降、操作壓力升高等不正常現象時應判斷系統是由於(yú)何種原因如結垢、無機物污堵、有機物污堵等構成的而採(cǎi)取相應的化學藥劑進行化學清洗。

 可控矽整流櫃是裝置的能源饋入部位,是将工頻交流電通過可控矽整流器件整流爲電壓可調的直流電壓,加在電極上在膜堆内形成直流電場以牽引溶液中的陰陽離子産生定向移動。可控矽整流櫃的主要參(cān)數爲:整流電壓、工作電流以及整流功率。流量計、壓力表、ABS 管材 管件、閥門是電滲析的附屬配件,起著(zhe)顯示電滲析裝置的各種運行參(cān)數、水室的接通以及水流方向的切換等作用。

 十四、電滲析有那些優缺點?

 答 : 電(diàn)滲析的優點(diǎn)爲:

 1、能耗低,占地面積(jī)小。

 2、操作簡(jiǎn)單(dān),噪音低。

 3、出水水質穩定,在脫鹽過(guò)程中無相的變(biàn)化。

 4、污染環(huán)境小。

 5、适用範(fàn)圍較廣(guǎng)爲 200-40000mg/h。

 電(diàn)滲析的缺點(diǎn)爲: 

1、安裝較爲複雜。

 2、脫(tuō)鹽效果不太徹(chè)底一般爲 75%。

 3、水回收率低一般爲(wèi) 50%。

 十五、電滲析的脫鹽原理是什麽?

 答:電滲析裝置中的陰陽離子交換膜具有選擇透過性,當溶液中的離子在電場(chǎng)作用下發生定向移動時,利用陰陽離子交換膜的選擇透過性而透過或不透過相應的交換膜在不同的水室中形成瞭(le)濃水或淡水。


十六、電滲析濃、淡、極水分布比例大緻爲多少?

 答:電滲析裝置中的濃水 、淡水、極水的分布比例大緻爲 4:4:2,因此在電滲析除鹽系統中節約極水的措施是非常有意義的;常用節約極水的措施有部分濃水充當(dāng)極水後進行排放或採(cǎi)用極水循環;極水循環系統具體方式是軟化水或脫鹽水+NaCL 溶液充當(dāng)極水循環。 

十七、如何選擇好的陰陽異相離子交換膜

 答:質量好的異相離子交換膜需要具備(bèi)以下幾個(gè)特性:

 1、選擇透過性強。選擇透過性是衡量膜性能的主要指标,它直接影響電(diàn)滲析器的電(diàn)流效率和脫鹽效果,其選擇透過性大於(yú) 85%。

 2、膜電(diàn)阻小。電(diàn)滲析器由幾百對(duì)離子交換膜組成 ,因此膜電(diàn)阻在總電(diàn)阻中占很大比重,如電(diàn)阻小則操作電(diàn)壓低、電(diàn)流效率高。

 3、較強的化學穩定性。在陰陽離子遷移的過程中,濃水室會形成濃度較大的離子溶液;在發生極化時, 膜兩側滞留層 PH 值也要發生變(biàn)化,特别是極水參(cān)加化學反應會産生氧化性極強的氧氣和氯氣,這樣就需要要求膜具有較強的化學穩定性以延長電滲析器的使用壽命。

 4、較(jiào)強的機(jī)械強度和尺寸穩定性。

 5、較(jiào)低的擴(kuò)散性能。

 6、對(duì)強電(diàn)解質具有很高的脫除效果。

十八 、電滲析的電極是由什麽材料做成的?規格有那些?各有什麽優缺點?

 答:電(diàn)滲析的電(diàn)極分爲幾種:钛鍍鉑(bó)電(diàn)極、钛塗钌電(diàn)極、石墨電(diàn)極、不鏽鋼電(diàn)極;電(diàn)極根據電(diàn)滲析本體尺寸的不同而有所不同,常見的工程用電(diàn)極規格有:800×1600mm、400×1600mm、400×800mm、340×640mm 等。

 不同的電極材料有著(zhe)不同的特點(diǎn): 

钛鍍鉑(bó)電極:耐腐蝕性相當好,可以在非常苛刻的條件下使用,但鉑(bó)的價格昂貴,資源較少,限制著(zhe)其在國内的推廣。

 钛塗钌電極:是在钛基體上塗敷钌(Ru)、銥(Ir)、钛(Ti)的化合物,經高溫處(chù)理後形成其混合氧化物;由於(yú)钌(Ru)、銥(Ir)、钛(Ti)的離子半徑非常接近,點陣結構和空間群屬於(yú)同一類型,因此在熱處(chù)理的共氧化中能形成 RuO2-IrO2-TiO2 的固溶體,具有優越的耐腐蝕性能,很适合作爲電極材料。

 石墨電極:石墨電極很容易被腐蝕,其原因主要有化學腐蝕和機械磨損;石墨作爲陽極時,由於(yú)陽極氧化,石墨被氧化爲 CO2 或 CO,使其晶體結構被破壞而損壞;在電滲析裝置中石墨電極損耗主要由於(yú)機械作用而造成的,高流速的極水對石墨有很強的沖刷作用,另一方面電極反應所産生的氣體對石墨有沖擊作用,加上電化學腐蝕 ,往往造成石墨顆粒剝落污染水質甚至堵塞極水通道;随著(zhe)钛塗钌電極的出現,石墨電極已逐漸被淘汰。 

不鏽鋼電(diàn)極:一般說來,不鏽鋼隻用作爲陰極而不能作爲陽極使用,否則因爲天然水中多含有氯離子,會導(dǎo)緻不鏽鋼的陽極溶解生成二價的鐵、鎳和鉻離子。

 正確(què)選擇電極的材料對於(yú)延長電極的使用壽命 、降低系統投資和運行費用具有重要的意義,對於(yú)不同水質可選用不同材料的電極:

 1、以氯化物爲主要成分的天然水,可優先選用钛塗钌電(diàn)極(jí)。

 2、以硫酸鹽爲主要成分的天然水,可優先選用鉛闆、不鏽鋼(gāng)、钛塗钌電(diàn)極。

 3、以重碳酸鈣(gài)爲主要成分的天然水,可優先選用不鏽鋼、钛塗钌電(diàn)極。

 4、混合離子的天然水,可優先選用钛塗钌、石墨以及钛塗鉑(bó)電(diàn)極。

 十九、電滲析的濃差極化現象是什麽?濃差極化的危害有那些?

 答:當電滲析的工作電流超過極限電流時在陰離子交換膜與淡水的界面處産生水電解,生成瞭(le) H+和 OH-離子,使這些離子參(cān)與瞭(le)電荷的傳遞時即産生瞭(le)極化現象。

 極化的危害簡而言之是使一種電(diàn)能消耗在與除鹽無關的電(diàn)解水上,因而造成電(diàn)能 的浪費(fèi),而且 OH-離子進入濃水室後和 CO32-及 CaCO3 水垢,使膜和電(diàn)滲析的性能下降。

 極化時脫鹽室膜面上電解質離子的濃度比主體溶液濃度低得多,引起很高的極化電位,而濃水室膜面濃度則比主體溶液濃度高得多,使水中易形成沉澱的離子在膜面上産生沉澱,其結果是:膜對表觀電阻明顯增大,電流密度下降, 脫鹽率降低。電流效率下降,因爲很大一部分電流消耗在水的電解上,以産生 H+和 OH-離子代消耗的反離子來傳遞電荷。若陰膜先極化,脫鹽室水離解産生的 H+離子透過陽膜進入濃水室,使脫鹽室膜面呈堿性,容易使 Ca2+、Mg2+離子和 CO32-形成 CaCO3 沉澱。若陽膜先極化,脫鹽室水解産生的 OH-離子透過陰膜進 入濃縮室,使被陰膜阻擋的 Ca2+、Mg2+離子容易形成結垢。膜面上形成的沉澱 除瞭(le)是膜電阻增加、單位産水電耗量明顯增加、水流阻力升高以外,還因溶液PH 值變(biàn)化使離子交換膜受到腐蝕而縮短瞭(le)使用壽命。

 二十、淡水室、濃水室、極水室是如何區分的?

 答:一張陽膜、一張隔闆、一張陰膜組成一個膜對,陽膜、陰膜中間構成水室,在電場(chǎng)作用下,水室中的離子産(chǎn)生定向移動,當水室中離子經過牽引和膜的選擇透過性而離開該水室時,該水室稱爲淡水室;相反,離子經過牽引和膜的選擇透過性而進入該水室時,該水室稱爲濃水室;陽膜、陰膜或隔闆與電極之間産(chǎn)生的水室稱爲極水室。


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