冲模式电渗析装置郭九如

第招卷第2期水瓜;万才轰街Vol.]民No.21990年4月TEC卜INOLOGYOFWATERTREATMENTz、pr,,1990丈:``,、又_人_二心~二2冲模式电渗析装置郭九如(上海市净化技术装备成套公司)一、前言在现代咸水除盐技术中,对于含盐量在200至2000mg/L范围的原水来说,许多国家均首推电渗析为技术可行经济有效的方法。今天,在庆祝我国离子交换膜电渗析技术研究应用三十周年之际,回顾小结我国冲模式电渗析器的技术工作是很有现实意义的。六十年代末,我国的电渗析器隔板主要是采用聚氛乙烯鱼鳞网有回路型式。1972年,我们用该种电渗析器在崇明南门电厂水站经受了历史上罕见的海水倒灌的考验,原水含盐址高达12000mg/L。电渗析的脱盐功效引起了各界的重视。但是通过运行也暴露了此种电渗析器的缺点,诸如:l()隔板厚度太厚,)2mm(2)隔板回路过长,一块800X1600mm隔板的流程长达11m。(3)鱼鳞网易发生变形,不但损伤膜,而且造成水流分布不均和阻力升高。(4)铣槽式配集水槽的加工方式不能适用于厚度成1mm的薄隔板。(5)电渗析器组装时或运行一段时间后,易发生膜堆变形和水内渗外漏。第一届全国电渗析会议在上海举行,对上海市的电渗析科研、生产和应用促进极大。为了克服鱼鳞网电渗析器的上述缺点,上海医药工业研究院电渗析研究组于1972年开展了冲模式电渗析器的研究。通过三年的改进与完善,先后在上海海燕电子器件厂和无锡县杨市纯水设备厂投入定型生产。二、隔板的设计与加工除了高温电渗析和离子传导隔网电渗析器之外,国内外工业化的电渗析器虽然品种繁多,但从物理化学—流体力学上进行剖析,它们都是同属于一种类型,即淡水室隔板中的离子迁移最慢的过程都在于水膜界面的滞流层中,主要是在于仅为滞流层厚度十分之一的分子扩散层中。在理论上,滞流层是不可能消除的,因而外界对于分子扩散层的影响则更微小。为此,此类隔板设计关键在于框网匹配,要求达到:(1)通过膜堆中每张隔板的水量相等,在一张隔板流水道上的水流分布均匀。(2)有效膜面积大。(3)水流有一定的湍流搅动作用。DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.1990.02.00522污水尾理孩街16卷2期根据模具秘冲床的加工特点,我们对隔板结构作了如下设计:(1)隔板由二片用冲床加工网孔的塑料薄片灸合而成。它是框网一体的,因此具有强度好。框网匹配、表面光洁和不损伤膜等优点。(2)流水道中网格为10xZomm长方孔,克服了初期设计采用的长椭圆形网格在半圆区有旋涡沉淀的缺点。(3)进出水孔的形状可根据隔板结构设计为圆形、矩形、椭圆形或不规则形。(4)隔板由二片盈合而成,所以采用启开式配集水槽最为理想。(5)隔板厚度薄,可选用0.5或。.2mm薄片。(6)由于我国异相离子交换膜又厚又软,对此我们选用硬聚丙烯片制成隔板,使膜对软巾有刚。对于硬质离子交换膜,则可选用塑料软片制造隔板。(7)设计了400x800mm有回路式、400x1600和800x1600mm无回路式冲模式电渗析器。隔板加工全部是由冲床来完成。杨市纯水设备厂设计了自动跳步冲床,一分钟加工一块隔板,尺寸精确可靠。今三、运行工况和应用简况经过技术鉴定后定型生产的冲模式电渗析器分为有回路式和无回路式两大类。无回路式流水道长1370mm,有回路式流水道长3950mm。至今已生产30。余台,其性能数据详见表1o表1冲膜式电渗析器特性数据CDACDBCDC1Xl一100xZ一200xl一100隔板尺寸(宽x长x厚,mm)流水进形式膜对数(对)组装方式安装方式产水盈(m,/h)除盐率(%)水流压差(兆巴)800只1600xl无回路1001级1段立式30300.03400X1600火1无回路2002级2段立式4545一55400》《800x有回路1001级1段卧式2500。181976年,L海天和电容器厂纯水站先后投运八台800X1600mm冲模式无回路电渗析器,每台一级一段45对膜,四台串联。至今已正常运行十四年(表2)。电渗析除盐大大减轻了后级离子交换的负担,树脂再生周期增长,酸碱耗量下降,每立方米纯水制水成本由原来。.61元下降至0.33元(表3)。16卷2期冲模式电渗析装置127表223个月连续运行数据’`一”`’“’)1’L’’潇”扩t(’’’’’;r一浮~厂“苟一犷尸!二二~润一二-百气厂.`月’{`m,/h,}`V,{`A,}原水】淡二一匕一竺生一口曰八U的J汽奋自O`IJ吸.……口ó月场月介口JJ份ōó.口确石OU确n0o00n目O口,二自弓,`O曰斑UnUOU`l,占月人.工1j弓口勺几U月马口ó仲`;山甲.月才,`户勺介O璐D口勺八Ul”U应U`11”ó料ù八U几比ù弓叨内J30口,`n舀3n臼n甘八仙óU几11.ùUn66幽b自匕.匕盛O拍Dn.几Un臼n臼ùn臼`”ón甘月人.上.上dl.1`1.1.土0.ton甘ōó八”此」,上,`几`2,户冲表3:技术经济对比自来水一复床一很床自来水一电诊析一红床一视床月卜每一工作周期制水妞(m”100一1201500一1800500一6006000一9000床床复混1O15一305一660一90床床复棍再生周期(d》,口月才,`一b月qOU目碑,一ó匕.九几口n.J弓比j,1.……`上n”八”八U.nU.ó”ō耗电分[kw/m.(水)〕耗电费〔元/m.(水)1耗水址〔m./m。(水)」耗水费【元/m.(水)〕盐酸耗母〔kg/m气水)〕级氧化钠耗母〔kg/m.(水)〕欣碱耗费[元/m。(水)〕膜耗费〔元/ma(水)〕电极耗费〔元/m.(水)〕创水成本〔元/m.(水)」0.860.0770.150.0181.e41.840.510.610.00730.0110.33、~(上接第124页)在等电流条件下,脱盐试验结果(表3)表明,使用导电网电渗析脱盐,无论从电耗、脱盐率,还是电流效率看均比惰性电渗析优越。一台由每组50对膜组装成三级三段的离子交换导电网电渗析样机应用于某厂精炼车间,作自来水深度软化处理,以供丝绸炼白用水应用。这台样机产水4一st/h,水回收率70纬,脱盐率85%,除钙镁90%。应用于自来水脱盐电渗析器本体直流电耗为。.06kw·ht/产品水。这一结果进一步证实导电网电渗析器的优越性和实用效果。