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電滲析工藝簡(jiǎn)介
電滲析（ED，Electrodialysis）是指在直流電場(chǎng)的作用下，溶液中帶電離子定向遷移，選擇性透過(guò)離子交換膜并得以去除的一種膜分離技術(shù)。電滲析以電位差為推動(dòng)力，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性，而使溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。可實(shí)現(xiàn)苦咸水或海水的淡化、鹽濃縮，有機(jī)物溶液脫鹽精制等。


電滲析膜組器由隔板、離子交換膜、電極、夾緊裝置等主要部件組成。離子交換膜對(duì)不同電荷的離子具有選擇透過(guò)性。陽(yáng)膜（CM）只允許通過(guò)陽(yáng)離子，阻止陰離子通過(guò)；陰膜（AM）只允許通過(guò)陰離子，阻止陽(yáng)離子通過(guò)。在陰極與陽(yáng)極之間，放置著若干交替排列的陰膜與陽(yáng)膜，中間以隔板隔開(kāi)形成濃室和淡室，在外加直流電場(chǎng)的作用下，水中離子作定向遷移，淡室中陰陽(yáng)離子遷移到相鄰的濃室中去，從而使含鹽水淡化。
2、構(gòu)造及組裝方式
      構(gòu)造：電驅(qū)動(dòng)膜濃縮裝置由膜堆、極區(qū)和壓緊裝置三部分構(gòu)成。
（1）膜堆：是由相當(dāng)數(shù)量的膜對(duì)組裝而成的。
膜對(duì)：是由一張陽(yáng)離子交換膜，一張隔板；一張陰離子交換膜，一張隔板丙組成。
膜：是電驅(qū)動(dòng)膜濃縮裝置的關(guān)鍵部件，采用本公司自主研發(fā)生產(chǎn)的均相陽(yáng)離子交換膜（陽(yáng)膜），均相陰離子交換膜（陰膜），電驅(qū)動(dòng)膜濃縮裝置中的膜在組裝前需要裁剪，膜孔的位置與極室隔板的孔的位置相同。
隔板：本裝置采用的是彈性隔板，分酸濃縮室隔板，淡化室室隔板，交替放在陰、陽(yáng)膜之間，使膜與膜之間保持一定的間隔，沿著隔板平面通過(guò)水流，垂直隔板平面通過(guò)電流。極室隔板只放在極框與膜之間。隔板厚度0.85毫米。
（2）極區(qū)包括電極、極框。
電極：為連接電源所用，本設(shè)備電極陰陽(yáng)極采用鈦涂銥鉭電極（黑色）。
極框：放置在電極和膜之間，以防膜貼到電極上去，起支撐作用。電極板已放置在極框里面。
（3）壓緊裝置：是用來(lái)壓緊電滲析器，使膜堆、電極等部件形成一個(gè)整體，不致漏水。
 
   
           膜堆的鏈接說(shuō)明：
如上述片所示：膜堆正負(fù)極各面底部對(duì)應(yīng)濃縮裝置的濃淡水進(jìn)水口，上部對(duì)應(yīng)的是濃縮裝置濃淡水出水口，側(cè)面是濃縮裝置電極液的進(jìn)出水口。按照管路標(biāo)簽將電驅(qū)動(dòng)濃縮裝置的進(jìn)出水循環(huán)系統(tǒng)鏈接，并將直流穩(wěn)壓電源接入對(duì)應(yīng)的正負(fù)極即可。注：電極液只是起到電作用，一直在液槽中循環(huán)使用，極液一般采用2-3%的硫酸鈉溶液。
 4、規(guī)格性能
12060-200型電驅(qū)動(dòng)膜濃縮裝置主要供實(shí)驗(yàn)研究用，膜堆為整個(gè)電滲析設(shè)備的本體設(shè)備，膜堆是其核心。
膜堆中含有200對(duì)膜，包括，200張陰膜，200張陽(yáng)膜，400張隔板，規(guī)格均為600*1200mm，單張膜有效面積為0.5㎡。
陽(yáng)膜為苯乙烯系磺酸型均相陽(yáng)離子交換膜(JCM-Ⅱ)（圖5A下）；陰膜為苯乙烯季銨型均相陰離子交換膜(JAM-Ⅱ) （圖5A上）；我公司自主研發(fā)生產(chǎn)。在外加直流電場(chǎng)力的作用下，陰膜只讓陰離子通過(guò)而阻擋陽(yáng)離子，陽(yáng)膜只讓陽(yáng)離子通過(guò)而阻擋陰離子，它們具有耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，柔韌度強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。各膜性能指標(biāo)如下：  

類型	型號(hào)	外觀	厚度	交換容量	含水量	面電阻	遷移數(shù)	爆破強(qiáng)度
			mm	mmol/g干膜	%	Ω-cm2	%	105Pa
陽(yáng)膜	JCM-Ⅱ-05	黑色或灰色	0.16-0.23	2.0-2.9	35-43	1-3	95-99	＞2.5
	JCM-Ⅱ-07	黑色或灰色	0.16-0.23	1.8-2.2	33-40	2-5	95-99	＞2.5
	JCM-Ⅱ-10	黑色或灰色	0.16-0.23	1.8-2.0	33-38	3-6	95-99	＞2.5
	JCM-Ⅱ-15	黑色或灰色	0.16-0.23	1.8-2.0	33-38	4-7	95-99	＞2.5
陰膜	JAM-Ⅱ-05	淡黃色	0.16-0.23	1.8-2.2	24-30	4-8	90-95	＞2.5
	JAM-Ⅱ-07	淡黃色	0.16-0.23	1.8-2.0	24-28	5-9	90-95	＞2.5
	JAM-Ⅱ-10	淡黃色	0.16-0.23	1.6-1.8	22-24	6-10	90-95	＞2.5
	JAM-Ⅱ-15	淡黃色	0.16-0.23	1.6-1.8	22-24	6-10	90-95	＞2.5

 
 
   
 
 
5、使用方法
         實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：按照實(shí)驗(yàn)需求組裝膜堆，正確連接管路。檢查電源開(kāi)關(guān)，磁力泵開(kāi)關(guān)，各管路閥門，取樣閥門是否處于關(guān)閉狀態(tài)
         清洗管道：各個(gè)罐中加入去離子水，打開(kāi)相應(yīng)的磁力泵開(kāi)關(guān)，磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)流量閥門，水在管路中流動(dòng)，清洗3~5分鐘，并檢查膜堆是否漏水。關(guān)閉磁力泵開(kāi)關(guān)，排出管路和罐中的水。
         實(shí)驗(yàn)：向極液水罐中加入H₂SO₄溶液（0.5M左右），，淡水水罐中加入待濃縮的料液，其它罐中加入去離子水，先開(kāi)磁力泵開(kāi)關(guān)，磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)流量閥調(diào)節(jié)流量，水循環(huán)5分鐘。紅色導(dǎo)線接整流器正極，另一端與膜堆陽(yáng)極相連，黑色導(dǎo)線接整流器負(fù)極，另一端與膜堆陰極相連，開(kāi)整流器開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)恒壓或恒流至期望值，開(kāi)始試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，將整流器電流電壓調(diào)至最小，關(guān)整流器開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)導(dǎo)線與膜堆連接，再關(guān)磁力泵開(kāi)關(guān)停水。
         實(shí)驗(yàn)后處理：排出料液，鹽罐中的溶液，加入去離子水循環(huán)，清洗膜3~5分鐘。排出清洗液，再加去離子水循環(huán)，使膜完全浸入在水中，關(guān)閉電源。
 
6、保養(yǎng)維護(hù)
         電驅(qū)動(dòng)膜濃縮裝置的膜無(wú)論是否拆卸下來(lái)，都需要保持濕潤(rùn)狀態(tài)（室溫在0℃以下時(shí)，膜需要拆卸下來(lái)保存），拆卸下來(lái)的膜最好保存在去離子水中或稀電解質(zhì)（稀鹽酸）溶液中，注意常換水，防止膜表面細(xì)菌滋生；
         切忌置膜于強(qiáng)光照射，太陽(yáng)暴曬、高熱烘烤、風(fēng)吹雨淋、嚴(yán)寒冰凍之中；
         不與油污接觸，不用合成洗滌劑洗滌，不用硬刷子洗刷，以免使膜受污染和表面損傷；
         不要讓膜與尖銳物體接觸，防止膜表面劃傷或破裂；
         不要用力拉扯、揉捏或折疊膜，防止膜撕裂，陽(yáng)膜較雙極膜和陰膜強(qiáng)度稍低，尤為注意；
         陰膜及雙極膜的陰面不耐氧化，不可與強(qiáng)氧化性化學(xué)物質(zhì)接觸；
         膜污染后，可將膜拆卸下來(lái)，對(duì)于有機(jī)物污染（有機(jī)酸等），可用0.2M左右 NaOH溶液浸泡清洗；對(duì)于無(wú)機(jī)物污染（高價(jià)陽(yáng)離子的氫氧化物沉淀等）可用0.2M左右HCl溶液浸泡清洗，對(duì)于細(xì)菌和微生物污染，可以采用絡(luò)合劑和表面活性劑的堿性水溶液處理。同時(shí)也可以采用上述藥劑在線清洗，必要時(shí)可通過(guò)較小電流；
         運(yùn)行時(shí)，不宜長(zhǎng)時(shí)間采用大于60mA/cm²的電流密度，以免降低陽(yáng)極電極的使用壽命；
         運(yùn)行時(shí)，水溫不宜超過(guò)40℃，以免使膜變形；
         暫停運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使膜堆各隔室充滿液體，防止膜干燥變形，收縮破裂；
         裝置使用時(shí)都在酸堿的條件***意輔助設(shè)備等金屬部件的腐蝕，經(jīng)常擦拭；
         電驅(qū)動(dòng)膜濃縮裝置上禁止放金屬物件，以防產(chǎn)生短路。
 
7、注意事項(xiàng)
      水的預(yù)處理是保證電滲析設(shè)備正常運(yùn)行的因素之一，因此水進(jìn)入電滲析器前必須預(yù)處理，保證進(jìn)入電滲析設(shè)備的原水水質(zhì)符合以下指標(biāo)：
A:濁度：≯3mg/L；B:含鐵總量：＜0.3 mg/L；C:含錳總量：＜0.1 mg/L；D:含鈣鎂總量＜50mg/L；E:耗氧量：＜3mg/L(KMnO₄)；F：水溫：5-50℃；G：污染指數(shù)：＜7；
      膜四周邊的裁剪尺寸，應(yīng)比隔板四周邊略小（0.5—1.0mm），孔的裁剪可比隔板對(duì)應(yīng)的孔直徑略大（如大1.0mm）。這樣可以防止膜堆外部因素接觸造成的漏電，也可保證配水管道組裝的整齊；
      極水中電解質(zhì)的選用可依照自己的試驗(yàn)情況而定，但要注意電極反應(yīng)以及極水中各離子的遷移動(dòng)向和濃度變化情況；
      陽(yáng)極為鈦涂銥鉭極板，活性層是通過(guò)在鈦板上多次涂上活性材料，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，禁止在用手在黑色活性層上來(lái)回?fù)崦蛴盟⒆铀⑾矗悦馐够钚詫用撀洌?br />       注意起動(dòng)時(shí)，必須先通水，后通電，停止時(shí)先斷電，嚴(yán)禁停水不停電；
      調(diào)節(jié)流量時(shí)，先開(kāi)極水流量閥，后開(kāi)酸堿鹽室流量閥；防止試驗(yàn)初期酸室，堿室中水向高濃度的鹽室中滲透，需要保持一定程度的壓力差；
      電驅(qū)動(dòng)膜濃縮裝置的陽(yáng)、陰極與整流器的正、負(fù)極對(duì)應(yīng)，不能反接；
      恒電流操作時(shí)，酸室和堿室不能以去離子水開(kāi)始，以防電壓超過(guò)整流器量程；
      運(yùn)行時(shí)，整流器顯示的電壓為總電壓（膜堆電壓與電極電壓之和），膜堆電壓測(cè)定需要在膜堆組裝時(shí)膜堆兩側(cè)貼膜放置兩個(gè)薄銅片（銅片不可插入流道中與極水接觸），再用電壓表測(cè)定兩個(gè)銅片間的電位差即為膜堆電壓；
      雙極膜電滲析器在運(yùn)行階段電極產(chǎn)生氫氣和氧氣，裝置放置的房間注意通風(fēng)；
      磁力泵禁止在無(wú)水條件下空轉(zhuǎn)；