一．概述

電滲（簡(jiǎn)稱ED）作為新興的膜分離設(shè)備，于五十年代發(fā)展至今，已成為一種成熟的化工單元操作，日益受到廣大水處理用戶的青睞。

電滲析技術(shù)所以能在短短幾十年內(nèi)得到如此迅猛的推廣應(yīng)用，是由于它較傳統(tǒng)的分離方法更具無可比擬的優(yōu)越性；分離過程能耗低、無相變，無需其他化學(xué)藥品，無環(huán)境二次污染，節(jié)約酸堿，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，一般水質(zhì)經(jīng)過電滲析處理，可一步制取初級(jí)純水。

電滲析裝置已廣泛用于治金、化工、石油、煤炭、電子、電力、城建、醫(yī)藥、紡織、鐵路、食品、飲料等行業(yè)的工業(yè)用水處理方面，獲得令人滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

二．電滲析原理

電滲析器是在外加直流電場(chǎng)的作用下，當(dāng)含鹽分的水流經(jīng)陰、陽離子交換膜和隔板組成的隔室時(shí)，水中的陰、陽離子開始定向運(yùn)動(dòng)，陰離子向陽極方向移動(dòng)，

陽離子向陰極方向移動(dòng)，由于離子交換膜具有選擇透過性，陽離子交換膜（簡(jiǎn)稱

陽膜）的固定交換基團(tuán)帶負(fù)電荷，因此允許水中陽離子通過而阻擋陰離子，陰離

子交換膜（簡(jiǎn)稱陰膜）的固定交換基團(tuán)帶正電荷，因此允許水中的陰離子通過而阻擋陽離子，致使淡水隔室中的離子遷移到濃水隔室中去，從而達(dá)到淡化的目的。

電滲析器通電以后，電極表面發(fā)生電極反應(yīng)，致使陽極水呈酸性，并產(chǎn)生初生態(tài)的氧O₂和氧氣Cl₂。陰極水呈減性，當(dāng)極節(jié)水中有Ca⁼⁺和Ng⁺⁺時(shí)由生成CaCO₃和Ng(OH)₂水垢，結(jié)集在陰極上，陰極室有氧氣H2排出。因此極水要暢通，不斷排出電極反應(yīng)產(chǎn)物，有利于電滲析器正常運(yùn)行。

三、電滲析的結(jié)構(gòu)

電滲析不論其規(guī)格怎樣，形式如何，均由膜堆、電極、夾緊裝置三大部件組成。

1. 膜堆

一張陽膜、一張隔膜、一張陰膜，再一張隔板組成一個(gè)膜對(duì)，一對(duì)電極之間所有的膜對(duì)之和稱膜堆。它是電滲析器的心臟部件，也是電滲析器性能好、壞的關(guān)鍵部件。

在此簡(jiǎn)單介紹組成膜對(duì)零件的主要材料：

（1） 陰、陽離子交換膜：按膜中活性基團(tuán)的均一程度可分為異相膜（非均質(zhì)），均相膜與半均相膜。理論上講均相膜優(yōu)越，事實(shí)上由于各制膜廠技術(shù)水平不齊，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不等，制出來的膜性能相關(guān)很大，即使同一家廠的產(chǎn)品由于批號(hào)不一樣性能差別也不小。本所通過試制比較確定采用上?；S生產(chǎn)的異相膜，該膜性能相對(duì)比較穩(wěn)定。

（2） 隔板：本所電滲析器隔板流進(jìn)均為無回路短流形式（如圖三所示）。其邊框采用0.9毫米聚丙烯板沖壓成型。內(nèi)燙二聚丙烯絲編織網(wǎng)構(gòu)成水流通道，有時(shí)根據(jù)用戶需要選用0.5或1.2毫米聚丙烯板加工成型（一般說隔板愈薄脫鹽效果越好，但對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求也愈高）。

2. 電極

一般電滲析的電極采用石墨、鉛、不銹鋼材料，這些電極材料易得，造價(jià)低，制作方便；但電化學(xué)性能不好，壽命短。本所產(chǎn)品電極使用優(yōu)質(zhì)鈦為基材、表面涂履鐐、銥等稀土金屬，具有電化學(xué)性能好，耐腐蝕、壽命長(zhǎng)、形狀如圖四所示。

3. 夾緊裝置

4. 夾緊裝置是十使用電、膜堆連成整體并防止內(nèi)外泄漏。一般有鑄鐵和鋼板二種。本所采用鋼板焊型鋼結(jié)構(gòu)。因鋼板有彈性能局部變形，即使隔板，膜厚度不均，也不會(huì)泄漏。拉桿螺栓有炭鋼、不銹鋼二種。

四、電滲析器的組裝方式

1. 電滲析器組裝方式說明：

在實(shí)際工作中，常用極和段來區(qū)分電滲析器的不同組裝形式。二對(duì)電極之間的膜堆稱為一極；水流方向一致的一個(gè)膜堆稱為一段。圖五列出了級(jí)與段的示意圖。

對(duì)某一種規(guī)格電滲析器來說，增加段數(shù)，就等與加長(zhǎng)脫鹽流程，也就能提高脫鹽效率，但同時(shí)降低一些淡水產(chǎn)量，增加膜對(duì)數(shù)，可提高淡水產(chǎn)量，增加極數(shù)可降低額定電壓，便于整流器選型。

總之，選用什仫型的電滲析器，應(yīng)視原水水質(zhì)要求、淡水產(chǎn)量、水溫、安裝場(chǎng)地、投資情況等進(jìn)行綜合考慮。

2. 電滲析器組裝方法有多種，現(xiàn)舉例如下三種：

（1） 一級(jí)一段組裝法：

先將夾緊裝置甲平放在支架上，然后按順序放在絕緣橡皮、端電極（帶有配水框，多孔板于端極中析），極膜，濃水隔板（稱甲），陰膜，淡水隔板（稱乙），然后按陰膜，濃水隔板，陰膜，淡水隔板直至應(yīng)裝膜對(duì)數(shù)，最后在淡水隔板上再放極膜 ，瀆電極（帶有配水框，多孔板于端電極中），絕緣橡皮，夾緊裝置乙，用螺桿鎖緊，鎖緊時(shí)應(yīng)先將夾緊裝置的中間擰緊，在擰緊兩邊的螺桿，用力須均勻以使其平整，式運(yùn)行的應(yīng)將其翻轉(zhuǎn)90度。

（2） 一級(jí)多裝發(fā)：

先將一級(jí)一段組裝，但在改向時(shí)有所不同，即裝到第一段所需膜對(duì)數(shù)時(shí)，上面原應(yīng)是淡水隔板（乙），此時(shí)改成換向隔板（乙），賭注濃水進(jìn)水孔，放陽膜，再放改向隔板（甲）堵住淡水進(jìn)水孔，仍按順序放陰膜，隔板（乙）陽膜、隔板（甲），結(jié)尾與一級(jí)一段相同。

（3） 多級(jí)與多段組裝法：

開始與上述相同，第二級(jí)安裝時(shí)，放共電極（多孔板嵌與共電極中）、極膜、淡水隔板（注意：第二級(jí)不應(yīng)放濃水隔板），第二級(jí)應(yīng)以濃水隔板結(jié)束，第三級(jí)時(shí)放共電極（多孔板嵌于共電極）、極膜，此時(shí)改放濃水隔板，即一、三級(jí)起始是濃水隔板，二、四級(jí)其始是濃水隔板，電極兩邊第一張膜總是陽膜。

五、電滲析器進(jìn)水水質(zhì)要求

1. 電滲析器進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)：

（1）水溫 5～40℃

（2）耗氧量 ＜3mg／L(KmnO₄法)

（3）游離碌 ＜0.2mg／L

(4)鐵 ＜ 0.3mg／L

（5）錳 ＜ 0.1mg／L

(6)濁度 ＜ 1mg／L

（7）污染指數(shù)（SDI） ＜ 10

2.水中有害成分對(duì)電滲析器性能的影響

進(jìn)水中有害成分對(duì)電滲析的危害主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：

（1） 在設(shè)備的水流通道和空隙中產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，水流阻力的不均勻改變也會(huì)使?jié)馑液偷抑械乃畨翰幌嗟?，?yán)重時(shí)會(huì)使膜面破裂。水中夾帶的砂粒也會(huì)使膜產(chǎn)生機(jī)械性破損。

（2） 水流通過電滲析隔板時(shí)，水中懸浮粘附在膜面上，成為離子遷移的一障礙，促使膜電阻增加和水質(zhì)惡化。電滲析膜是細(xì)菌的有機(jī)養(yǎng)料，水中所含細(xì)菌轉(zhuǎn)移到膜面上繁殖，也會(huì)產(chǎn)生上述后果。

（3） 水中帶極性有機(jī)物被膜吸附后，會(huì)改變膜的極性，并使膜的選擇透過性降低，膜電阻增加。

（4） 高價(jià)金屬離子（如鐵、錳）會(huì)使離子交換膜中毒；游離祿使陽膜產(chǎn)生氧化，進(jìn)水硬度高時(shí)會(huì)導(dǎo)致極化的沉淀結(jié)垢。

故進(jìn)電滲析器水的處理主要對(duì)象是天然水中的懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)，其中包括無機(jī)物，有機(jī)物和細(xì)菌等。

六、電滲析器操作規(guī)程

1. 開車運(yùn)行（包括調(diào)試前）準(zhǔn)備：

（1） 檢查原水槽、中間槽有無雜物；

（2） 檢查電滲析器的管路是否接錯(cuò)、有無泄漏、電路系統(tǒng)是否接觸正常，電器各開關(guān)及儀表指示是否在準(zhǔn)備開車的正常位置；

（3） 檢查電滲析器本機(jī)有無金屬雜物及周圍環(huán)境是否整潔。

2. 操作步驟：

開車步驟

（1） 打開進(jìn)水總管回流閥及本機(jī)上放氣閥、關(guān)閉濃、淡、極水閥；

（2） 使本機(jī)出口濃、淡水均排空（或回流入原水池，或回流濃水循環(huán)池）；

（3） 開啟水泵，緩慢地同時(shí)開啟濃、淡極水閥。逐步升高進(jìn)水壓力，達(dá)到額定流量，調(diào)節(jié)好流量；

（4） 開啟整流器，逐步升高電壓到預(yù)定的操作電壓值；

（5） 測(cè)定淡水出口水質(zhì)，待水質(zhì)合格后，操作隔膜閥使淡水進(jìn)入淡水槽。

停車步驟

（1） 打開淡水排空伐，同時(shí)關(guān)閉淡水隔膜伐；

（2） 電壓降至零，切斷整流器電源；

（3） 繼續(xù)通水2-3分鐘后，打開進(jìn)水管總回流伐，關(guān)閉濃、淡、極水伐；

（4） 停泵。

倒換電極操作步驟：

（1） 將淡水排空伐打開，使淡水排空（或排入濃水系統(tǒng)）；

（2） 使電壓降至零；

（3） 繼續(xù)通水2-3分鐘后，按下倒相按紐。逐步升高電壓至操作值；

（4） 測(cè)定淡水水質(zhì)等合格后，操作隔膜伐，使3淡水進(jìn)入淡水池（槽）。

注意事項(xiàng)：

（1） 開車時(shí)先通水后通電，停車時(shí)先停電后停水；如果采用濃水循環(huán)工藝，在運(yùn)行中絕對(duì)不可將濃水或淡水泵單獨(dú)一只關(guān)閉。

（2） 開車或停車時(shí)，要同時(shí)緩慢開啟或關(guān)閉濃、淡、極水閥門，以保證膜兩側(cè)受壓均勻。

（3） 淡水壓要稍高于濃水壓力（一般高于0.01Mpa）.

（4） 要緩慢開、閉閥門，防止突然升高或降壓，致使膜堆變形。

（5） 電滲析器通電后膜上有電，切勿碰，切膜堆，以免觸電或損壞膜堆。

（6） 進(jìn)電滲析器濃、淡水的壓力不得大于0.3Mpa.

（7） 電滲析器在運(yùn)行中，由于局部膜面的極化或濃水中碳酸鈣、硫酸鈣濃度處于過飽狀態(tài)（特別在濃水循環(huán)流程中）。使得水流通道內(nèi)發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，

定期換電極極性。一般3-4小時(shí)倒換一次，操作步驟為；開啟濃水伐，關(guān)閉淡水出口伐，降低整流器輸出電壓，并倒換電極極性，逐步升高電壓到原工作電壓，檢測(cè)淡水水質(zhì)合格時(shí)，開啟淡水伐，其間一般為5-10分鐘（視脫鹽流程長(zhǎng)短而定）。

控制濃水濃縮倍數(shù)，濃水的排放可直接從濃水箱排到地溝，也可以用濃水作為極水再排放。由于濃水的濃度比較高，pH也較高，因此其結(jié)垢傾向是應(yīng)該注意的，為了防止水垢，可以在濃水箱中適當(dāng)加酸HCL，使?jié)馑?span>pH保持4-6之間。濃水回收率不得大于70%。

定期酸洗。在水質(zhì)、電流下降，壓差增大的情況下需要酸洗，酸洗時(shí)絕對(duì)不能開整流器，用2%的鹽酸溶液沖洗，至出水的pH與原水相等時(shí)方可投入運(yùn)行。

當(dāng)上述1.2不見效時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)破裂的膜與隔板應(yīng)更換，結(jié)垢嚴(yán)重應(yīng)在2-3%的鹽酸濃度液里浸泡1-2小時(shí)，再?zèng)_洗干凈，然后重組裝調(diào)試。

（8） 觀察與記錄，操作人員自啟動(dòng)水泵后不能離開操作崗位，應(yīng)隨時(shí)觀察水壓、流量、電壓值，若有被動(dòng)及時(shí)調(diào)節(jié)，在正常情況下要求每小時(shí)作一次全面記錄，內(nèi)容包括日期、水溫、進(jìn)水壓力、流量、操作電壓、電原水水質(zhì)、出水水質(zhì)、循環(huán)濃水水質(zhì)、計(jì)算脫鹽率或脫氧率運(yùn)行情況等。