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  • EDI模块维修-水处理经典知识值得学习

EDI模块维修-水处理经典知识值得学习

1、如何选择好的阴阳异相离子交换膜

 

质量好的异相离子交换膜必须具备以下几个特性:

 

1)选择透过性强。选择透过性是衡量膜性能的主要指标,它直接影响电渗析器的电流效率和脱盐效果,其选择透过性大于 85%。

 

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2)膜电阻小。电渗析器由几百对离子交换膜组成,因此膜电阻在总电阻中占很大比重,如电阻小则操作电压低、电流效率高。

 

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3)较强的化学稳定性。在阴阳离子迁移的过程中,浓水室会形成浓度较大的离子溶液;在发生极化时, 膜两侧滞留层 PH 值也要发生变化,特别是极水参加化学反应会产生氧化性极强的氧气和氯气,这样就必须要求膜具有较强的化学稳定性以延长电渗析器的使用寿命。

 

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4)较强的机械强度和尺寸稳定性。

 

5)较低的扩散性能。

 

6)对强电解质具有很高的脱除效果。

 

2、电渗析的电极是由什么材料做成的?规格有那些?各有什么优缺点?

 

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电渗析的电极分为几种:钛镀铂电极、钛涂钌电极、石墨电极、不锈钢电极;电极根据电渗析本体尺寸的不同而有所不同,常见的工程用电极规格有:800×1600mm、400×1600mm、400×800mm、340×640mm 等。

 

不同的电极材料有着不同的特点:

 

1)钛镀铂电极:耐腐蚀性相当好,可以在非常苛刻的条件下使用,但铂的价格昂贵,资源较少,限制着其在国内的推广。

 

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2)钛涂钌电极:是在钛基体上涂敷钌(Ru)、铱(Ir)、钛(Ti)的化合物,经高温处理后形成其混合氧化物;由于钌(Ru)、铱(Ir)、钛(Ti)的离子半径非常接近,点阵结构和空间群属于同一类型,因此在热处理的共氧化中能形成 RuO2-IrO2-TiO2 的固溶体,具有优越的耐腐蚀性能,很适合作为电极材料。

 

3)石墨电极:石墨电极很容易被腐蚀,其原因主要有化学腐蚀和机械磨损;石墨作为阳极时,由于阳极氧化,石墨被氧化为 CO2 或 CO,使其晶体结构被破坏而损坏;

 

在电渗析装置中石墨电极损耗主要由于机械作用而造成的,高流速的极水对石墨有很强的冲刷作用,另一方面电极反应所产生的气体对石墨有冲击作用,加上电化学腐蚀,往往造成石墨颗粒剥落污染水质甚至堵塞极水通道;随着钛涂钌电极的出现,石墨电极已逐渐被淘汰。

 

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4)不锈钢电极:一般说来,不锈钢只用作为阴极而不能作为阳极使用,否则因为天然水中多含有氯离子,会导致不锈钢的阳极溶解生成二价的铁、镍和铬离子。

 

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正确选择电极的材料对于延长电极的使用寿命、降低系统投资和运行费用具有重要的意义,对于不同水质可选用不同材料的电极:

 

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1)以氯化物为主要成分的天然水,可优先选用钛涂钌电极。

 

2)以硫酸盐为主要成分的天然水,可优先选用铅板、不锈钢、钛涂钌电极。

 

3) 以重碳酸钙为主要成分的天然水,可优先选用不锈钢、钛涂钌电极。

 

4)混合离子的天然水,可优先选用钛涂钌、石墨以及钛涂铂电极。

 

3、电渗析的浓差极化现象是什么?浓差极化的危害有那些?

 

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当电渗析的工作电流超过极限电流时在阴离子交换膜与淡水的界面处产生水电解,生成了 H+和 OH-离子,使这些离子参与了电荷的传递时即产生了极化现象。

 

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极化的危害简而言之是使一种电能消耗在与除盐无关的电解水上,因而造成电能 的浪费,而且 OH-离子进入浓水室后和 CO32-及 CaCO3 水垢,使膜和电渗析的性能下降。

 

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极化时脱盐室膜面上电解质离子的浓度比主体溶液浓度低得多,引起很高的极化电位,而浓水室膜面浓度则比主体溶液浓度高得多,使水中易形成沉淀的离子在膜面上产生沉淀,其结果是:膜对表观电阻明显增大,电流密度下降, 脱盐率降低。电流效率下降,因为很大一部分电流消耗在水的电解上,以产生 H+和 OH-离子代消耗的反离子来传递电荷。

 

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若阴膜先极化,脱盐室水离解产生的 H+离子透过阳膜进入浓水室,使脱盐室膜面呈碱性,容易使 Ca2+、Mg2+离子和 CO32-形成 CaCO3 沉淀。若阳膜先极化,脱盐室水解产生的 OH-离子透过阴膜进 入浓缩室,使被阴膜阻挡的 Ca2+、Mg2+离子容易形成结垢。

 

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膜面上形成的沉淀 除了是膜电阻增加、单位产水电耗量明显增加、水流阻力升高以外,还因溶液PH 值变化使离子交换膜受到腐蚀而缩短了使用寿命。

 

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4、淡水室、浓水室、极水室是如何区分的?

 

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答:一张阳膜、一张隔板、一张阴膜组成一个膜对,阳膜、阴膜中间构成水室,在电场作用下,水室中的离子产生定向移动,当水室中离子经过牵引和膜的选择透过性而离开该水室时,该水室称为淡水室;相反,离子经过牵引和膜的选择透过性而进入该水室时,该水室称为浓水室;阳膜、阴膜或隔板与电极之间产生的水室称为极水室。

 

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5、浓水循环频繁自动倒极系统是如何实现的?其意义是什么?

 

在当前的水处理行业中,浓水循环频繁自动倒极系统是以可编程控制器为控制核心,以系统产水工艺运行时间为控制函数,利用电动或气动直通阀门、三通阀门来定时切换浓淡水的水流方向,使淡水始终流入产水箱,而浓水固定排入浓水循环箱。

 

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在水资源日益匮乏的今天,浓水循环频繁自动倒极系统具有深远的意义,第一该系统的水回收率较高可达到80%(视进水水质而定),在一些大型的水处理系统中节水的效果非常明显。

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第二该系统的造价比较低,对系统进水水质的要求比较低,容易推广(在一些对回收率要求较高而又不能够投入较多资金的企业或厂矿的水处理项目中比较有竞争力)。

 

6、水处理系统工程中需要那些种类水泵?不同厂家的水泵该如何选型?

 

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水处理系统工程中大致需要普通型泵、增压型泵、防腐蚀型泵。普通型泵一般选用IS 型铸铁水泵;增压型水泵一般选用不锈钢水泵如丹麦格兰夫进口高压泵(根据具体情况而定);防腐蚀型水泵一般选用IH 型化工泵或工程朔料水泵。

 

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不同厂家的水泵型号都有所不同,首先根据系统的工艺要求选择水泵的流量;其次根据工艺要求选择水泵的扬程(1公斤约等于10 米扬程,1MPa 约等于10 公斤);再次根据工艺要求来选择水泵的材质(主要是指水泵泵头的材质);最后根据各种水泵的耗电量来选择即能达到工艺要求又能节省系统能耗的水泵。

 

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7、水锤现象是什么?如何解决这一问题?

 

“水锤”是由于压力容器中混有空气,在启动装置的时候没有采用必须的手段来排除容器中的空气,以至于高压水流混杂着空气向容器内运动时产生剧烈的震动,严重时会将膜元件击的粉碎,带来不可恢复的损失。

 

“防范在先、预防为主”, 如何防止产生“水锤”现象就显得相当重要。一般采取的措施有:

 

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1)高压泵采用软启动方式避免,如降压启动、变频调速启动、带自动控制器的串电阻启动。

 

2)在操作方式上避免,如在启动时将进口阀门关闭或关小,然后缓慢打开阀门,直到达到系统工作压力时为止。

 

3)利用控制防止避免,如用 PLC 控制一电动慢开门,在几十秒的时间内打开阀门。

 

4)利用安装工艺防止,如在浓水排放口设一回流管道,使得管道的最高点超过反渗透装置中最高的压力容器,这样在装置停止运行时就会在压力容器内存满水。 以上几点是工程应用中常采用的措施,可都采纳也可根据实际情况采用几点,值得注意的是不论哪一个工程第 4 点是必须的。

 

8、反渗透浓水排放管为什么必须比装置高出一点?

 

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浓水排放阀在反渗透运行时是始终打开的,这样当反渗透装置停止运行时,如果排放管的最高点低于压力容器的最高点时就会产生“虹吸”现象,压力容器中的水会由于自重通过浓水排放管流出反渗透装置,在压力容器中混入了空气,一是容易引起水锤现象的产生,二是停机运行时空气中的氧气会对反渗透膜元件产生或多或少的氧化作用,影响膜元件的使用寿命。


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