电渗析实验装置设备代理

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电渗析膜(离子交换膜)介绍
一.离子交换膜是电渗析器的重要组成部分,按其选择透过性能,主要分为阳膜与阴膜、按其膜体结构,可区分为异相膜、均相膜、半均相膜3种。异相膜的优点是机械强度好、价格低,缺点是膜电阻大、耐热差、透水性大。均相膜则相反。
异相模通常是具有交换基团的聚合电解质(树脂)与成膜材料(粘合剂)粘合生成薄膜，井加入衬网而制成。这种膜中的聚合电解质并不是连续的，它的化学性能不均匀，如下图所示，在膜和电解质之间为成膜材料所充满，故叫异相膜，膜中离子 的迁移或靠聚合电解质颗粒之间的接触，或借颗粒之间存在的溶液，成当两者同时存在时发生。
均相膜指整张膜完全是按离子交换树脂的制造工艺制成的，是将树脂的母体连接起来，成为连续的膜状物，在这种膜中聚合电解质和成膜材料之间发生了化学结合而成为共聚体。
半均相膜的聚合电解质与成膜材料混合得十分均匀，它的化学性能的均匀性可以大为提高，但两者之间没有化学结合。

电渗析器利用电渗析原理进行脱盐或处理废水的装置，称为电渗析器。
电渗析器的构造它由膜堆、区和压紧装置部分构成。
（1）膜堆：其结构单元包括阳膜、隔板、阴膜，一个结构单元也叫一个膜对。一台电渗析器由许多膜对组成，这些膜对总称为膜堆。隔板常用l～2mm的硬聚氯乙烯板制成，板上开有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。隔板的作用是使两层膜间形成水室，构成流水通道，并起配水和集水的作用。
（2）区：区的主要作用是给电渗析器供给直流电，将原水导入膜堆的配水孔，将淡水和浓水排出电渗析器，并通入和排出水。区由托板、电、框和弹性垫板组成。电托板的作用是加固板和安装进出水接管，常用厚的硬聚氯乙烯板制成。电的作用是接通内外电路，在电渗析器内造成均匀的直流电场。阳常用石墨、铅、铁丝涂钉等材料；阴可用不锈钢等材料制成。框用来在板和膜堆之间保持一定的距离，构成室，也是水的通道。框常用厚5～7mm的粗网多水道式塑料板制成。垫板起防止漏水和调整厚度不均的作用，常用橡胶或软聚氯乙烯板制成。
（3）压紧装置：其作用是把区和膜堆组成不漏水的电渗析器整体。可采用压板和螺栓拉紧，也可采用液压压紧。

电渗析装置的组成
电渗析装置是由几部分组成的，阴模，阳膜，隔板，电，夹紧装置，防漏胶板，酸洗系统，流量计，压力表，ABS 管材管件，阀门，可控硅整流柜。
阴膜、阳膜
对水中离子具有的选择透过性使系统有浓水，淡水，水之分，即是装置的脱盐部分。
隔板
的主要材料为聚丙烯，起着支撑阴羊膜并与之形成浓淡水室的作用。
电
主要形成离子交换膜所需的电场。电由布水头、多孔板、PVC 边框组成。
夹紧装置
主要是固定阴阳离子交换膜、电、隔板等使之成为一个整体。
防漏胶板
是在电和隔板之间的，起着防止系统在电边漏水的现象。
酸洗系统
是整个装置中不可缺少的部分。当电渗析装置产生脱盐率下降、产水量下降、操作压力升高等不正常现象时应判断系统是由于何种原因如结垢、无机物污堵、有机物污堵等构成的而采取相应的化学药剂进行化学清洗。
可控硅整流柜
是装置的能量馈入部位，是将工频交流电通过可控硅整流器件整流为电压可调的直流电压，加在电上在膜堆内形成直流电场以牵引溶液中的阴阳离子产生定向移动。
可控硅整流柜的主要参数为
：整流电压、工作电流以及整流功率。流量计、压力表、ABS 管材 管件、阀门是电渗析的附属配件，起着显示电渗析装置的各种运行参数、水室的接通以及水流方向的切换等作用。

电渗析水处理方法
1、倒电渗析(EDR)
倒电渗析是根据ED原理,每隔一定时间(一般为15～20min),正负电性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。在20世纪80年代后期,倒电渗析器的使用,大大提高了电渗析操作电流和水回收率,延长了运行周期。EDR在废水处理方面尤其有到之处,其浓水循环、水回收率可达95%。
2、液膜电渗析(EDLM)
液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜,其实验模型是用半透玻璃纸将液膜溶液包制成薄层状的隔板,然后装入电渗析器中运行。利用萃取剂作液膜电渗析的液态膜,可能为浓缩和提取贵金属、重金属、稀有金属等找到的分离方法,因为寻找对某种形式离子具有选择性的膜与提高电渗析的提取效率有关。提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。例如,固体离子交换膜对铂族金属(锇、钌等)的盐溶液进行电渗析时,会在膜上形成金属二氧化物沉淀,这将引起膜的过早损耗,并破坏整个工艺过程,应用液膜则无此弊端。
3、填充床电渗析(EDI)
填充床电渗析(EDI)是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法,它的特点是利用水解离产生的H+和OH-自动再生填充在电渗析器淡水室中的混床离子交换树脂,从而实现了持续深度脱盐。它集中了电渗析和离子交换法的优点,提高了限电流密度和电流效率。1983年Ke2dem.o.及其同事们提出了填充混合离子交换树脂电渗析过程除去离子的思想,1987年,Mlillpore公司推出了这一产品。填充床电渗析技术具有高度性和实用性,在电子、、能源等领域具有广阔的应用前景,可望成为纯水制造的主流技术。
4、双性膜电渗析(EDMB)
双膜是一种新型离子交换复合膜,它一般由层压在一起的阳离子交换膜组成,通过膜的水分子即刻分解成H+和OH-,可作为H+和OH-的供应源。双性膜电渗析突出的优点是过程简单,能效高,废物排放少。目前双性膜电渗析工艺的主要应用领域在酸碱制备。例如,用双性膜和阳膜配成的二室膜可以实现有机酸盐(葡萄糖酸钠、古龙酸钠等)的转化,同时得到碱(NaOH),但浓度(酸浓度2mol?L-1,碱浓度6mol?L-1)和纯度两方面都受到限制。现在开发的应用领域还有废气脱硫、离子交换树脂再生、钾钠的无机过程等。
5无水电渗析
无水电渗析是传统电渗析的一种改进形式,它的主要特点是除去了传统电渗析的室和水。例如在装置的电紧贴一层或多层离子交换膜,它们在电气上都是相互联接的,这样既可以防止金属离子进入离子交换膜,同时又防止板结垢,延长电的使用寿命。由于取消了室,无水排放,大大提高了原水的利用率。无水电渗析于1991年问世,在应用过程中技术不断改善,现装置在运行方式上多采用频繁倒的形式。目前,无水全自动控制电渗析器已在国内20个省、市使用,近来,还远销东南亚。
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