电渗析设备在饮用水制备方面的应用-沧州水立方环保设备有限公司【官网】

电渗析设备在饮用水制备方面的应用
来源:    发布时间: 2017-06-01 15:52   1149 次浏览   大小:  16px  14px  12px
电 渗析(Electrodialysis, ED)过程是一种电驱动过程,以选择性离子交换膜为分离介质,以直流电场作为驱动力,可将电解质离子组分从水溶液和其他不带电组分中分离出来。纳滤过程 中,溶剂透过纳滤膜,而溶质部分被纳滤膜截留而达到去除效果,而在电渗析过程中,仅有离子通过交换膜,而溶剂是不通过膜的。典型的电渗析器由阴阳膜交替排 列,在两侧加上电极锁紧组成,其中阴膜即阴离子交换膜,仅可透过阴离子,而阳膜则为阳离子交换膜,只可透过阳离子。我们以ED分离水中NaNO3为例,当 电极两侧施加直流电场时,Na 向阴极方向迁移,而NO3-向阳极方向迁移,由于离子交换膜的选择透过性,Na 和NO3-分别透过阳膜和阴膜迁移到相邻隔室中,这样淡室离子浓度逐渐降低而浓室离子浓度逐渐升高,从而达到分离的目的。由于在处理含多价金属离子和阴离 子的水源时,阳离子交换膜表面经常由于Ca2 ,Mg2 ,CO32-,SO42-等离子结合形成的沉淀造成膜污染,影响膜的使用寿命,但若使用频繁倒极电渗析(Electrodialysis Reverse,EDR)则可从一定程度上缓解这种膜污染的产生。EDR是根据ED的原理,每隔一特定时间,正负电极极性相互倒换(频繁倒极),因此它能 自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜效率的长期稳定性和淡水水质水量。目前在饮用水制备方面,ED也具备其一定的优势。日本旭化成 公司于1989和1994年在日本大岛投建的两组电渗析装置,用于制备饮用水,其日处理量分别为3000m3/d、1500m3/d,自动化程度高,离子 交换膜使用寿命长(以89年投建的北厂为例,20年内仅更换百分之40的离子交换膜),可实现无人管理,运营成本低(1吨水耗1度电左右),且出水口感相 对反渗透膜好。国内目前也有使用电渗析技术进行苦咸水淡化处理,如大连市海水倒灌生活用水的亚海水淡化(10,000m3/d)
近年来,由于氮肥 的大量使用以及含氮废水的大量排放,使得许多市政自来水厂面临硝酸盐浓度增加的问题,而研究表明, 婴儿猝死综合症可能与地下水硝酸盐含量过高有关。因此,世界各国对饮用水中的硝酸盐含量都确定了标准值,如WHO与美国环保署都限定饮用水中NO3--N 含量不得超过10mg/L,而中国在2006年12月29日颁布的生活饮用水标准中也对饮用水中的硝酸盐含量进行了修改,由原来的NO3--N含量不得超 过20mg/L,修改为不得超过10mg/L。
 
选择合适的离子交换膜,通过ED过程也可以达到高效去除硝酸盐的效果。若采用EDR过程 则可在去除硝酸盐的同时降低二价离子对膜的污染。一般来说,EDR 产水量为进水的百分之九十(RO为百分之60~70),硝酸盐脱除率一般在百分之70~80,产水能达到饮用水质标准。
 
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