电渗析(ED)技术及操作简介

电渗析（ED）技术及操作简介

电渗析原理

电渗析器是在外加直流电场的作用下，当含盐分的水流经阴、阳离子交换膜和隔板组成的隔室时，水中的阴、阳离子开始定向运动，阴离子向阳极方向移动，阳离子向阴极方向移动，由于离子交换膜具有选择透过性，阳离子交换膜（简称阳膜）的固定交换基团带负电荷，因此允许水中阳离子通过而阻挡阴离子，阴离子交换膜（简称阴膜）的固定交换基团带正电荷，因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子，致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去，从而达到淡化的目的。电渗析器通电以后，电极表面发生电极反应，致使阳极水呈酸性，并产生初生态

的氧O2和氧气Cl2。阴极水呈减性，当极节水中有Ca=+和Ng++时由生成CaCO3和Ng(OH)2水垢，结集在阴极上，阴极室有氧气H2排出。因此极水要畅通，不断排出电极反应产物，有利于电渗析器正常运行。

三、电渗析的结构

电渗析不论其规格怎样，形式如何，均由膜堆、电极、夹紧装置三大部件组成。

1.膜堆

一张阳膜、一张隔膜、一张阴膜，再一张隔板组成一个膜对，一对电极之间所有的膜对之和称膜堆。它是电渗析器的心脏部件，也是电渗析器性能好、坏的关键部件。在此简单介绍组成膜对零件的主要材料：

（1）阴、阳离子交换膜：按膜中活性基团的均一程度可分为异相膜（非均质），均相膜与半均相膜。理论上讲均相膜优越，事实上由于各制膜厂技术水平不齐，生产经验不等，制出来的膜性能相关很大，即使同一家厂的产品由于批号不一样性能差别也不小。本所通过试制比较确定采用上海化工厂生产的异相膜，该膜性能相对比较稳定。

（2）隔板：本所电渗析器隔板流进均为无回路短流形式。其边框采用0.9毫米聚丙烯板冲压成型。内烫二聚丙烯丝编织网构成水流通道，有时根据用户需要选用0.5或1.2毫米聚丙烯板加工成型（一般说隔板愈薄脱盐效果越好，但对进水水质要求也愈高）。

2.电极

一般电渗析的电极采用石墨、铅、不锈钢材料，这些电极材料易得，造价低，制作方便；但电化学性能不好，寿命短。本所产品电极使用优质钛为基材、表面涂履镣、铱等稀土金属，具有电化学性能好，耐腐蚀、寿命长、形状如图四所示。

3.夹紧装置

夹紧装置是十使用电、膜堆连成整体并防止内外泄漏。一般有铸铁和钢板二种。本所采用钢板焊型钢结构。因钢板有弹性能局部变形，即使隔板，膜厚度不均，也不会泄漏。拉杆螺栓有炭钢、不锈钢二种。

四、电渗析器的组装方式

1.电渗析器组装方式说明：

在实际工作中，常用极和段来区分电渗析器的不同组装形式。二对电极之间的膜堆称为一极；水流方向一致的一个膜堆称为一段。

对某一种规格电渗析器来说，增加段数，就等与加长脱盐流程，也就能提高脱盐效率，但同时降低一些淡水产量，增加膜对数，可提高淡水产量，增加极数可降低额定电压，便于整流器选型。

总之，选用什仫型的电渗析器，应视原水水质要求、淡水产量、水温、安装场地、投资情况等进行综合考虑。

2.电渗析器组装方法有多种，现举例如

下三种：

（1）一级一段组装法：

先将夹紧装置甲平放在支架上，然后按顺序放在绝缘橡皮、端电极（带有配水框，多孔板于端极中析），极膜，浓水隔板（称甲），阴膜，淡水隔板（称乙），然后按阴膜，浓水隔板，阴膜，淡水隔板直至应装膜对数，最后在淡水隔板上再放极膜，渎电极（带有配水框，多孔板于端电极中），绝缘橡皮，夹紧装置乙，用螺杆锁紧，锁紧时应先将夹紧装置的中间拧紧，在拧紧两边的螺杆，用力须均匀以使其平整，式运行的应将其翻转90度。

（2）一级多装发：

先将一级一段组装，但在改向时有所不同，即装到第一段所需膜对数时，上面原应是淡水隔板（乙），此时改成换向隔板（乙），

赌注浓水进水孔，放阳膜，再放改向隔板（甲）堵住淡水进水孔，仍按顺序放阴膜，隔板（乙）阳膜、隔板（甲），结尾与一级一段相同。

（3）多级与多段组装法：

开始与上述相同，第二级安装时，放共电极（多孔板嵌与共电极中）、极膜、淡水隔板（注意：第二级不应放浓水隔板），第二级应以浓水隔板结束，第三级时放共电极（多孔板嵌于共电极）、极膜，此时改放浓水隔板，即一、三级起始是浓水隔板，二、四级其始是浓水隔板，电极两边第一张膜总是阳膜。

五、电渗析器进水水质要求

1. 电渗析器进水水质指标：

（1）水温5～40℃

（2）耗氧量＜3mg ／L(KmnO4法)

（3）游离碌＜0.2mg／L

（4）铁＜0.3mg／L

（5）

锰＜

0.1mg／L

（6）浊度＜1mg／L

（7）污染指数（SDI）＜10

2.水中有害成分对电渗析器性能的影响

进水中有害成分对电渗析的危害主要表现在四个方面：

（1）在设备的水流通道和空隙中产生堵塞现象，水流阻力的不均匀改变也会使浓水室和淡水室中的水压不相等，严重时会使膜面破裂。水中夹带的砂粒也会使膜产生机械性破损。

（2）水流通过电渗析隔板时，水中悬浮粘附在膜面上，成为离子迁移的一障碍，促使膜电阻增加和水质恶化。电渗析膜是细菌的有机养料，水中所含细菌转移到膜面上繁殖，也会产生上述后果。

（3）水中带极性有机物被膜吸附后，会改变膜的极性，并使膜的选择透过性降低，膜电阻增加。

（4）高价金属离子（如铁、锰）会使离子交换膜中毒；游离禄使阳膜产生氧化，进水硬度高时会导致极化的沉淀结垢。

故进电渗析器水的处理主要对象是天然水中的悬浮物质和胶体物质，其中包括无机物，有机物和细菌等。

六、电渗析器操作规程

1.开车运行（包括调试前）准备：（1）检查原水槽、中间槽有无杂物；（2）检查电渗析器的管路是否接错、有无泄漏、电路系统是否接触正常，电器各开关及仪表指示是否在准备开车的正常位置；（3）检查电渗析器本机有无金属杂物及周围环境是否整洁。

2.操作步骤：