(一)电渗析器的构成
电渗析器的整体分为膜堆、电极室和紧固装置等部分组成。膜堆由许多对膜和隔板按一定的顺序整齐地排列组成。两端为电极室,装设电极及有关部件。电渗析器最外端为牢固的上、下压板,通过多个贯通螺栓将上述全部部件均匀地压紧成一个整体,确保渗析器在正常压力下工作不泄漏。膜和板靠近边沿处的通孔互相连接形成液体进出的通道。这种构造有点类似板框式压滤机。目前淡化应用的电渗析器都是压滤型。压滤型电渗析主要有离子交换膜、隔板和电极三大部件。
1.电渗析器隔板
离子交换膜是很薄的薄膜,在两件薄膜之间要装隔板将薄膜隔开和支持,此隔板亦是液体流通的通道。隔板有甲、乙两种,阳膜与阴膜之间为隔板甲,阴膜与阳膜之间为隔板乙。渗析器中阳膜与阴膜交错排列,隔板则是甲、乙板交错排列。隔板的厚度只为1~2mm,故可以在不很长的渗析器内装设很多的膜与板的组合,电阻和所需电压都不大。隔板用聚氯乙烯或聚丙烯制成。两种隔板分别构成淡化室和浓缩室。全部薄膜与隔板都有多个贯通的孔,作为液体进入和淡液与浓液流出的通道。
每块隔板内都有多折平行反复的通道,液体沿通道流动。甲乙两种隔板的差异是连接配水孔和通道的具体位置不同,以分别连接外部的淡液管和浓液管。通道处有隔网,隔网有鱼鳞状网、方格编织网、波状多孔网等形式,使流动的液体成湍流状态。
2.电渗析电极
电极安装在电极室中,还包括极框、电极托板和橡胶垫板。极框放置在电极与极室膜之间,防止膜与电极相贴,并作为电极室进出水的通道,及时将电极反应产物排出。电极材料要求导电性能好、结构强度高、电化学性能稳定、价格低廉、加工方便。通常的电极的材料有石墨、不锈钢、二氧化钌或铅。
天然水脱盐的电极反应通常如下:
阳极反应:2Cl--2e—→Cl2
2H2O-4e—→O2↑+4H+
阴极反应:2H2—→
O-2eH2↑+2OH-
阳极水pH值降低,且具有很强的氧化腐蚀性;阴极水pH值升高,且易形成沉淀结构。(www.xing528.com)
3.电渗析器的附属设备
(2)仪表仪器:电流表、电压表、压力表、流量计、电导仪及其他水质分析仪器。
(3)水泵水槽:设有淡水、浓水和极水槽及相应的输液管线和水泵,膜堆清洗系统。
(二)电渗析器的组装
1.电渗析器的组装方式
电渗析器有三种组装方式。
(1)一级一段电渗析器。一台电渗析器仅有一段膜堆(若干个膜对组成的总体),即有一级,使用一对端电极,通过每个膜对的电流强度相等。这种形式的电渗析器产水量大,多用于大、中型制水场地。
(2)一级多段电渗析器。通常一级中含有2~3段。这种电渗析器仍用一对电极,膜堆中通过每对膜的电流强度相同。级内分段可增加脱盐流程长度,提高脱盐率。这种形式的电渗析器单台产水量较小,压力较大,脱盐率较高,适用于中、小型制水场地。
(3)多级多段电渗析器。使用共电极使膜堆分级。将一台电渗析器分成多极多段组装是为了追求更高的脱盐率,使单台电渗析器便可达到产水量和水质的要求,适合于小型海水淡化和小型纯水装置。
2.电渗析器的安装方式
电渗析器的安装可用卧式或立式,即将电渗析膜堆水平或垂直放置。前者的安装较方便,后者是在水平安装和压紧后竖立起来。有回路隔板的电渗析器都是卧式的,无回路隔板大多数是立式的,立式的电渗析器具有水流流动和压力都比较均匀,运行时容易排出水流中的气体,在工作温度高时更是如此。电渗析器的卧式安装其电流密度比立式安装要稍低一些。一般为防止设备停止运行时内部形成负压,可在电渗析器出口管路上安装真空破坏装置。
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