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废水处理零排放中常用的四种核心工艺技术(四)——电渗析

水处理技术 2019-01-10 14:10:34

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电渗析原理


在外加直流电场作用下,利用离子交换膜的透过性(即阳膜只允许阳离子透过,阴膜只允许阴离子透过),使水中的阴、阳离子作定向迁移,从而达到水中的离子与水分离的一种物理化学过程。

原理是:在阴极与阳极之间,放置着若干交替排列的阳膜与阴膜,让水通过两膜及两膜与两极之间所形成的隔室,在两端电极接通直通电源后,水中阴、阳离子分别向阳极、阴极方向迁移,由于阳膜、阴膜的选择透过性,就形成了交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室。与此同时,在两电极上也发生着氧化还原反应,即电极反应,其结果是使阴极室因溶液呈碱性而结垢,阳极室因溶液呈酸性而腐蚀。因此,在电渗析过程中,电能的消耗主要用来克服电流通过溶液、膜时所受到的阻力及电极反应。

1.1 电渗析器的构造

电渗析器由膜堆、极区和压紧装置三部分构成。

(1)膜块:是由相当数量膜对组装而成。

膜对:是由一张阳离子交换膜,一张隔板甲(或乙);一张阴膜,一张隔板乙(或甲)组成。

离子交换膜:是电渗析器关键部件,其性能影响电渗析器的离子迁移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。其中膜的分类:按膜结构分为:异相膜、均相膜和半均相膜;按膜上活性基团不同分为:阳膜、阴膜和特种膜;按膜材料不同分为:有机膜和无机膜。

隔板:分浓、淡水隔板,交替放阴阳膜之间,使阴膜和阳膜之间保持一定间隔,隔板平面水流,垂直隔板平面电流。隔板厚离0.9毫米。

(2)极区包括电极、极框和导水板。

电极:为连接电源所用。

极框:放置电极和膜之间,膜帖到电极上去,起支撑作用。

(3)压紧装置:是用来压紧电渗析器,使膜堆、电极等部件形成一个整体,不致漏水。

1.2、组装方式

电渗析器组装是用“级”和“段”来表示,一对电极之间膜堆称为“一级”。水流同向每一个膜称为“一段”。增加段数就等于增加脱盐流程,也就是提高脱盐效率,增加膜对数,可提高水处理量。

电渗析器组装方式可淡水产量和出水水质不同要求而调整,一般有以下几种组装形式:一级一段;一级多段;多段一段;多级多段。


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应用案例


2.1 电渗析在反渗透浓水回用中的应用

随着膜技术的快速发展,反渗透得到越来越广泛的应用,但是反渗透制纯水生产过程中会产生大量的浓水,如果浓水得不到妥善处理而直接排放,必然会造成资源浪费及环境污染。我公司采用电渗析工艺对反渗透浓水进行回收再利用,取得了良好的经济效益和社会效益。

本系统工艺主要采用原反渗透浓水进入倒极电驱动膜分离器系统+二级反渗透+EDI系统。回用水降到电导率1000μS/cm后,进入反渗透系统,达到电导率5μS/cm以内,反渗透产出淡水进入EDI系统,反渗透产出浓水进入倒极电渗析系统。电渗析产出的浓水进入浓缩水箱。EDI产出浓水进入二级反渗透系统,EDI产出淡水达到15MΩ,进入产水罐。采用本工艺,既为企业解决了电厂锅炉补给用水,又可使企业废水达到零排放。


2.2 电渗析技术在高盐高COD污水中的应用

在医药中间体及化工厂生产过程中产出大量含有机物的高盐污水,该污水由于含盐量太高,很难进行生化处理达到排放或回用标准。

使用电渗析可以使盐分下降至可生化标准,淡水进入生化。电渗析产出的含盐污水经过电渗析浓缩至12%-15%以上,进入蒸发或MVR系统,最终达到零排放的目的,既为企业解决了高盐废水排放难题,又可以使水资源得到回收利用,节约了资源,提高了企业的经济效益。

(来源:废水零排放技术)

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