慧星化工為您介紹一位圈內(nèi)行家的經(jīng)典筆記,供大家充電學(xué)習(xí),一項(xiàng)環(huán)境保護(hù)的知識(shí)——關(guān)于水處理的31個(gè)問(wèn)答。
十一、反滲透裝置主要是由那些設(shè)備組成?
答:反滲透裝置主要由高壓泵、高壓泵出口閘閥(手動(dòng)或電動(dòng))、高低壓保護(hù)開(kāi)關(guān)、 進(jìn)水流量計(jì)(也可不加)、產(chǎn)水流量計(jì)、濃水流量計(jì)、產(chǎn)水電導(dǎo)儀、膜組件(壓 力容器、反滲透膜元件)、濃水電動(dòng)閥、濃水截止閥、進(jìn)水壓力表、段間壓力表、 濃水壓力表、產(chǎn)水壓力表、反滲透支架、反滲透控制盤(pán)、反滲透取樣盤(pán)、爆破膜以及相應(yīng)的管道、卡箍、彎頭等。
十二、反滲透系統(tǒng)中必需使用哪幾種儀器儀表?
答:反滲透系統(tǒng)中必需幾種儀器儀表有:
1、污染指數(shù)儀:用于測(cè)量系統(tǒng)預(yù)處理的 SDI 指數(shù)。
2、濃水流量計(jì):用于測(cè)量系統(tǒng)濃水的流量,和產(chǎn)水流量計(jì)配合使用來(lái)確定系統(tǒng)回收率。
3、產(chǎn)水流量計(jì):用于測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)水的流量。產(chǎn)水電導(dǎo)儀:用于測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)(電導(dǎo)率)
4、壓力表:測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)水壓力、段間壓力、濃水壓力、產(chǎn)水壓力。
5、進(jìn)水流量計(jì):用于測(cè)量系統(tǒng)總進(jìn)水流量。
6、溫度計(jì):用于測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行的溫度。
7、進(jìn)水 PH 計(jì):用于測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)水 PH 值的變化情況。
8、進(jìn)水電導(dǎo)儀:用于測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)水電導(dǎo)率,和產(chǎn)水電導(dǎo)率配合使用來(lái)確定系統(tǒng)脫鹽率。
9、氧化還原儀:用于測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)水中含氧化性物質(zhì)的多少以確定對(duì)系統(tǒng) 威脅程度。
10、高低壓保護(hù)開(kāi)關(guān):用于保護(hù)系統(tǒng)不在低壓(供水不足)和高壓狀態(tài)下運(yùn)行。
一個(gè)反滲透系統(tǒng)是比較復(fù)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(tǒng)只需要產(chǎn)水流量計(jì)、濃水流量計(jì)、產(chǎn)水電導(dǎo)儀、壓力表、 高低壓保護(hù)就足夠了。
十三、電滲析裝置由哪些部分組成?各部分的特點(diǎn)和功能是什么?
答:電滲析裝置是由幾部分組成的,陰膜,陽(yáng)膜,隔板,電極,夾緊裝置,防漏膠板,酸洗系統(tǒng),流量計(jì),壓力表,ABS 管材管件,閥門(mén),可控硅整流柜。
陰膜、陽(yáng)膜對(duì)水中離子具有的選擇透過(guò)性使系統(tǒng)有濃水,淡水,極水之分,即是裝置的脫鹽部分。
隔板的主要材料為聚丙烯,起著支撐陰羊膜并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、多孔板、PVC 邊框組成。
夾緊裝置主要是固定陰陽(yáng)離子交換膜、電極、隔板等使之成為一個(gè)整體。
防漏膠板是在電極和隔板之間的,起著防止系統(tǒng)在電極邊漏水的現(xiàn)象。
酸洗系統(tǒng)是整個(gè)裝置中不可缺少的部分。當(dāng)電滲析裝置產(chǎn)生脫鹽率下降、產(chǎn)水量下降、操作壓力升高等不正常現(xiàn)象時(shí)應(yīng)判斷系統(tǒng)是由于何種原因如結(jié)垢、無(wú)機(jī)物污堵、有機(jī)物污堵等構(gòu)成的而采取相應(yīng)的化學(xué)藥劑進(jìn)行化學(xué)清洗。
可控硅整流柜是裝置的能源饋入部位,是將工頻交流電通過(guò)可控硅整流器件整流為電壓可調(diào)的直流電壓,加在電極上在膜堆內(nèi)形成直流電場(chǎng)以牽引溶液中的陰陽(yáng)離子產(chǎn)生定向移動(dòng)??煽毓枵鞴竦闹饕獏?shù)為:整流電壓、工作電流以及整流功率。流量計(jì)、壓力表、ABS 管材 管件、閥門(mén)是電滲析的附屬配件,起著顯示電滲析裝置的各種運(yùn)行參數(shù)、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(yōu)缺點(diǎn)?
答: 電滲析的優(yōu)點(diǎn)為:
1、能耗低,占地面積小。
2、操作簡(jiǎn)單,噪音低。
3、出水水質(zhì)穩(wěn)定,在脫鹽過(guò)程中無(wú)相的變化。
4、污染環(huán)境小。
5、適用范圍較廣為 200-40000mg/h。
電滲析的缺點(diǎn)為:
1、安裝較為復(fù)雜。
2、脫鹽效果不太徹底一般為 75%。
3、水回收率低一般為 50%。
十五、電滲析的脫鹽原理是什么?
答:電滲析裝置中的陰陽(yáng)離子交換膜具有選擇透過(guò)性,當(dāng)溶液中的離子在電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)時(shí),利用陰陽(yáng)離子交換膜的選擇透過(guò)性而透過(guò)或不透過(guò)相應(yīng)的交換膜在不同的水室中形成了濃水或淡水。
十六、電滲析濃、淡、極水分布比例大致為多少?
答:電滲析裝置中的濃水、淡水、極水的分布比例大致為 4:4:2,因此在電滲析除鹽系統(tǒng)中節(jié)約極水的措施是非常有意義的;常用節(jié)約極水的措施有部分濃水充當(dāng)極水后進(jìn)行排放或采用極水循環(huán);極水循環(huán)系統(tǒng)具體方式是軟化水或脫鹽水+NaCL 溶液充當(dāng)極水循環(huán)。
十七、如何選擇好的陰陽(yáng)異相離子交換膜
答:質(zhì)量好的異相離子交換膜需要具備以下幾個(gè)特性:
1、選擇透過(guò)性強(qiáng)。選擇透過(guò)性是衡量膜性能的主要指標(biāo),它直接影響電滲析器的電流效率和脫鹽效果,其選擇透過(guò)性大于 85%。
2、膜電阻小。電滲析器由幾百對(duì)離子交換膜組成,因此膜電阻在總電阻中占很大比重,如電阻小則操作電壓低、電流效率高。
3、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。在陰陽(yáng)離子遷移的過(guò)程中,濃水室會(huì)形成濃度較大的離子溶液;在發(fā)生極化時(shí), 膜兩側(cè)滯留層 PH 值也要發(fā)生變化,特別是極水參加化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的氧氣和氯氣,這樣就需要要求膜具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性以延長(zhǎng)電滲析器的使用壽命。
4、較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。
5、較低的擴(kuò)散性能。
6、對(duì)強(qiáng)電解質(zhì)具有很高的脫除效果。
十八、電滲析的電極是由什么材料做成的?規(guī)格有那些?各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
答:電滲析的電極分為幾種:鈦鍍鉑電極、鈦涂釕電極、石墨電極、不銹鋼電極;電極根據(jù)電滲析本體尺寸的不同而有所不同,常見(jiàn)的工程用電極規(guī)格有:800×1600mm、400×1600mm、400×800mm、340×640mm 等。
不同的電極材料有著不同的特點(diǎn):
鈦鍍鉑電極:耐腐蝕性相當(dāng)好,可以在非??量痰臈l件下使用,但鉑的價(jià)格昂貴,資源較少,限制著其在國(guó)內(nèi)的推廣。
鈦涂釕電極:是在鈦基體上涂敷釕(Ru)、銥(Ir)、鈦(Ti)的化合物,經(jīng)高溫處理后形成其混合氧化物;由于釕(Ru)、銥(Ir)、鈦(Ti)的離子半徑非常接近,點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和空間群屬于同一類型,因此在熱處理的共氧化中能形成 RuO2-IrO2-TiO2 的固溶體,具有優(yōu)越的耐腐蝕性能,很適合作為電極材料。
石墨電極:石墨電極很容易被腐蝕,其原因主要有化學(xué)腐蝕和機(jī)械磨損;石墨作為陽(yáng)極時(shí),由于陽(yáng)極氧化,石墨被氧化為 CO2 或 CO,使其晶體結(jié)構(gòu)被破壞而損壞;在電滲析裝置中石墨電極損耗主要由于機(jī)械作用而造成的,高流速的極水對(duì)石墨有很強(qiáng)的沖刷作用,另一方面電極反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體對(duì)石墨有沖擊作用,加上電化學(xué)腐蝕,往往造成石墨顆粒剝落污染水質(zhì)甚至堵塞極水通道;隨著鈦涂釕電極的出現(xiàn),石墨電極已逐漸被淘汰。
不銹鋼電極:一般說(shuō)來(lái),不銹鋼只用作為陰極而不能作為陽(yáng)極使用,否則因?yàn)樘烊凰卸嗪新入x子,會(huì)導(dǎo)致不銹鋼的陽(yáng)極溶解生成二價(jià)的鐵、鎳和鉻離子。
正確選擇電極的材料對(duì)于延長(zhǎng)電極的使用壽命、降低系統(tǒng)投資和運(yùn)行費(fèi)用具有重要的意義,對(duì)于不同水質(zhì)可選用不同材料的電極:
1、以氯化物為主要成分的天然水,可優(yōu)先選用鈦涂釕電極。
2、以硫酸鹽為主要成分的天然水,可優(yōu)先選用鉛板、不銹鋼、鈦涂釕電極。
3、以重碳酸鈣為主要成分的天然水,可優(yōu)先選用不銹鋼、鈦涂釕電極。
4、混合離子的天然水,可優(yōu)先選用鈦涂釕、石墨以及鈦涂鉑電極。
十九、電滲析的濃差極化現(xiàn)象是什么?濃差極化的危害有那些?
答:當(dāng)電滲析的工作電流超過(guò)極限電流時(shí)在陰離子交換膜與淡水的界面處產(chǎn)生水電解,生成了 H+和 OH-離子,使這些離子參與了電荷的傳遞時(shí)即產(chǎn)生了極化現(xiàn)象。
極化的危害簡(jiǎn)而言之是使一種電能消耗在與除鹽無(wú)關(guān)的電解水上,因而造成電能 的浪費(fèi),而且 OH-離子進(jìn)入濃水室后和 CO32-及 CaCO3 水垢,使膜和電滲析的性能下降。
極化時(shí)脫鹽室膜面上電解質(zhì)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,使水中易形成沉淀的離子在膜面上產(chǎn)生沉淀,其結(jié)果是:膜對(duì)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?yàn)楹艽笠徊糠蛛娏飨脑谒碾娊馍?,以產(chǎn)生 H+和 OH-離子代消耗的反離子來(lái)傳遞電荷。若陰膜先極化,脫鹽室水離解產(chǎn)生的 H+離子透過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)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 沉淀。若陽(yáng)膜先極化,脫鹽室水解產(chǎn)生的 OH-離子透過(guò)陰膜進(jìn) 入濃縮室,使被陰膜阻擋的 Ca2+、Mg2+離子容易形成結(jié)垢。膜面上形成的沉淀 除了是膜電阻增加、單位產(chǎn)水電耗量明顯增加、水流阻力升高以外,還因溶液PH 值變化使離子交換膜受到腐蝕而縮短了使用壽命。
二十、淡水室、濃水室、極水室是如何區(qū)分的?
答:一張陽(yáng)膜、一張隔板、一張陰膜組成一個(gè)膜對(duì),陽(yáng)膜、陰膜中間構(gòu)成水室,在電場(chǎng)作用下,水室中的離子產(chǎn)生定向移動(dòng),當(dāng)水室中離子經(jīng)過(guò)牽引和膜的選擇透過(guò)性而離開(kāi)該水室時(shí),該水室稱為淡水室;相反,離子經(jīng)過(guò)牽引和膜的選擇透過(guò)性而進(jìn)入該水室時(shí),該水室稱為濃水室;陽(yáng)膜、陰膜或隔板與電極之間產(chǎn)生的水室稱為極水室。
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