电渗析技术是一种利用半透膜的选择透过性,在电场作用下分离溶液中带电溶质粒子(如离子)的方法。
一、原理和动能
电渗析是膜分离技术的一种,他是直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或者纯化的目的。这项技术首先用于苦咸水淡化,而后逐渐扩大到海水淡化及制取饮用水和工业纯水的给水处理中,并且在中金属废水,放射性废水等工业废水处理中也开始得到应用。
二、设备和装置
1. 电渗析器组装形式
电渗析器的组装形式用“级”和“段”来表示,一对电极之间称为一级,水流同向的若干并联隔板称为一段。一台电渗析器有几百个“膜对”,一个膜对包括阳膜、阴膜、隔板甲和隔板乙各一张。在膜对总数确定的条件下,增加极数可以降低电渗析的电压,增加段数可以增加村的流程。为了提高除盐率,可以采用多级多段的组装方式。电渗析的组装形式一般有一级一段,二级二段,三级三段,四级四段等。
2. 常用的除盐方式
电渗析的除盐方式随其目的不同而异,一般可分为直流式,循环式和部分循环式三种
(1) 直流式
原水经多台单级或多台多级串联电渗析器后,一次脱盐到达给定的脱盐要求,直接排出成品,该方式具有连续出水管道布置简单等优点,缺点是操作弹性小,对原水含盐量变化时的适应性较差。该流程是国内常用流程之一,常采用给定电压操作,根据进水、产水量以及产品水品质等要求,可采用单系列多台串联或多系列多台并联的流程,使用中大型脱盐场地。
(2) 循环式
将一定量的原水注入淡水循环槽内,经电渗析器多次反复除盐,当循环除盐到给定的成品水质指标后输送至成品水槽。该方式适用于脱盐难度大,并要求成品水质稳定的小型脱盐水站。该流程适应性较强,即可用于高含盐量水的脱盐,也适用于地含盐量水的脱盐,特别适用于给水水质经常变化的场合。其次小批量工业产品料液的浓缩,提纯、分离和精制也常用此方式,但需要较多的辅助设备,动力消耗较大,且只能间歇供水。
(3) 部分循环式
部分循环式是直流式和循环式相结合的一种方式,一方面,使溶液在混合水池内循环,另一方面,补充原水使水池内水量保持稳定,在这种方式下,混合水池内流速不受水量影响。该方式的优点是膜可保持稳定状态,而装置可适应任何进料情况,当然需要再循环系统,因此设备和动力消耗都会增加。