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JRHE12060-200型電滲析中試設備

電驅動膜濃縮裝置說明書

電滲析工藝簡介
電滲析（ED，Electrodialysis）是指在直流電場的作用下，溶液中帶電離子定向遷移，選擇性透過離子交換膜并得以去除的一種膜分離技術。電滲析以電位差為推動力，利用陰、陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇透過性，而使溶質與水分離的一種物理化學過程。可實現苦咸水或海水的淡化、鹽濃縮，有機物溶液脫鹽精制等。

電滲析膜組器由隔板、離子交換膜、電極、夾緊裝置等主要部件組成。離子交換膜對不同電荷的離子具有選擇透過性。陽膜（CM）只允許通過陽離子，阻止陰離子通過；陰膜（AM）只允許通過陰離子，阻止陽離子通過。在陰極與陽極之間，放置著若干交替排列的陰膜與陽膜，中間以隔板隔開形成濃室和淡室，在外加直流電場的作用下，水中離子作定向遷移，淡室中陰陽離子遷移到相鄰的濃室中去，從而使含鹽水淡化。
2、構造及組裝方式
構造：電驅動膜濃縮裝置由膜堆、極區和壓緊裝置三部分構成。
（1）膜堆：是由相當數量的膜對組裝而成的。
膜對：是由一張陽離子交換膜，一張隔板；一張陰離子交換膜，一張隔板丙組成。
膜：是電驅動膜濃縮裝置的關鍵部件，采用本公司自主研發生產的均相陽離子交換膜（陽膜），均相陰離子交換膜（陰膜），電驅動膜濃縮裝置中的膜在組裝前需要裁剪，膜孔的位置與極室隔板的孔的位置相同。
隔板：本裝置采用的是彈性隔板，分酸濃縮室隔板，淡化室室隔板，交替放在陰、陽膜之間，使膜與膜之間保持一定的間隔，沿著隔板平面通過水流，垂直隔板平面通過電流。極室隔板只放在極框與膜之間。隔板厚度0.85毫米。
（2）極區包括電極、極框。
電極：為連接電源所用，本設備電極陰陽極采用鈦涂銥鉭電極（黑色）。
極框：放置在電極和膜之間，以防膜貼到電極上去，起支撐作用。電極板已放置在極框里面。
（3）壓緊裝置：是用來壓緊電滲析器，使膜堆、電極等部件形成一個整體，不致漏水。

圖中 ：電驅動膜濃縮裝置

膜堆的鏈接說明：
如上述片所示：膜堆正負極各面底部對應濃縮裝置的濃淡水進水口，上部對應的是濃縮裝置濃淡水出水口，側面是濃縮裝置電極液的進出水口。按照管路標簽將電驅動濃縮裝置的進出水循環系統鏈接，并將直流穩壓電源接入對應的正負極即可。注：電極液只是起到電作用，一直在液槽中循環使用，極液一般采用2-3%的硫酸鈉溶液。
4、規格性能
12060-200型電驅動膜濃縮裝置主要供實驗研究用，膜堆為整個電滲析設備的本體設備，膜堆是其核心。
膜堆中含有200對膜，包括，200張陰膜，200張陽膜，400張隔板，規格均為600*1200mm，單張膜有效面積為0.5㎡。
陽膜為苯乙烯系磺酸型均相陽離子交換膜(JCM-Ⅱ)（圖5A下）；陰膜為苯乙烯季銨型均相陰離子交換膜(JAM-Ⅱ) （圖5A上）；我公司自主研發生產。在外加直流電場力的作用下，陰膜只讓陰離子通過而阻擋陽離子，陽膜只讓陽離子通過而阻擋陰離子，它們具有耐強酸、強堿，柔韌度強，機械強度高，使用壽命長等特點。各膜性能指標如下：

類型	型號	外觀	厚度	交換容量	含水量	面電阻	遷移數	爆破強度
類型	型號	外觀	mm	mmol/g干膜	%	Ω-cm²	%	10⁵Pa
陽膜	JCM-Ⅱ-05	黑色或灰色	0.16-0.23	2.0-2.9	35-43	1-3	95-99	＞2.5
	JCM-Ⅱ-07	黑色或灰色	0.16-0.23	1.8-2.2	33-40	2-5	95-99	＞2.5
	JCM-Ⅱ-10	黑色或灰色	0.16-0.23	1.8-2.0	33-38	3-6	95-99	＞2.5
	JCM-Ⅱ-15	黑色或灰色	0.16-0.23	1.8-2.0	33-38	4-7	95-99	＞2.5
陰膜	JAM-Ⅱ-05	淡黃色	0.16-0.23	1.8-2.2	24-30	4-8	90-95	＞2.5
	JAM-Ⅱ-07	淡黃色	0.16-0.23	1.8-2.0	24-28	5-9	90-95	＞2.5
	JAM-Ⅱ-10	淡黃色	0.16-0.23	1.6-1.8	22-24	6-10	90-95	＞2.5
	JAM-Ⅱ-15	淡黃色	0.16-0.23	1.6-1.8	22-24	6-10	90-95	＞2.5

5、使用方法
         實驗準備：按照實驗需求組裝膜堆，正確連接管路。檢查電源開關，磁力泵開關，各管路閥門，取樣閥門是否處于關閉狀態
         清洗管道：各個罐中加入去離子水，打開相應的磁力泵開關，磁力泵運轉，調節流量閥門，水在管路中流動，清洗3~5分鐘，并檢查膜堆是否漏水。關閉磁力泵開關，排出管路和罐中的水。
         實驗：向極液水罐中加入H₂SO₄溶液（0.5M左右），，淡水水罐中加入待濃縮的料液，其它罐中加入去離子水，先開磁力泵開關，磁力泵運轉，開流量閥調節流量，水循環5分鐘。紅色導線接整流器正極，另一端與膜堆陽極相連，黑色導線接整流器負極，另一端與膜堆陰極相連，開整流器開關，調節恒壓或恒流至期望值，開始試驗。試驗結束后，將整流器電流電壓調至最小，關整流器開關，斷開導線與膜堆連接，再關磁力泵開關停水。
         實驗后處理：排出料液，鹽罐中的溶液，加入去離子水循環，清洗膜3~5分鐘。排出清洗液，再加去離子水循環，使膜完全浸入在水中，關閉電源。

6、保養維護
         電驅動膜濃縮裝置的膜無論是否拆卸下來，都需要保持濕潤狀態（室溫在0℃以下時，膜需要拆卸下來保存），拆卸下來的膜最好保存在去離子水中或稀電解質（稀鹽酸）溶液中，注意常換水，防止膜表面細菌滋生；
         切忌置膜于強光照射，太陽暴曬、高熱烘烤、風吹雨淋、嚴寒冰凍之中；
         不與油污接觸，不用合成洗滌劑洗滌，不用硬刷子洗刷，以免使膜受污染和表面損傷；
         不要讓膜與尖銳物體接觸，防止膜表面劃傷或破裂；
         不要用力拉扯、揉捏或折疊膜，防止膜撕裂，陽膜較雙極膜和陰膜強度稍低，尤為注意；
         陰膜及雙極膜的陰面不耐氧化，不可與強氧化性化學物質接觸；
         膜污染后，可將膜拆卸下來，對于有機物污染（有機酸等），可用0.2M左右 NaOH溶液浸泡清洗；對于無機物污染（高價陽離子的氫氧化物沉淀等）可用0.2M左右HCl溶液浸泡清洗，對于細菌和微生物污染，可以采用絡合劑和表面活性劑的堿性水溶液處理。同時也可以采用上述藥劑在線清洗，必要時可通過較小電流；
         運行時，不宜長時間采用大于60mA/cm²的電流密度，以免降低陽極電極的使用壽命；
         運行時，水溫不宜超過40℃，以免使膜變形；
         暫停運行時，應使膜堆各隔室充滿液體，防止膜干燥變形，收縮破裂；
         裝置使用時都在酸堿的條件***意輔助設備等金屬部件的腐蝕，經常擦拭；
         電驅動膜濃縮裝置上禁止放金屬物件，以防產生短路。

7、注意事項
      水的預處理是保證電滲析設備正常運行的因素之一，因此水進入電滲析器前必須預處理，保證進入電滲析設備的原水水質符合以下指標：
A:濁度：≯3mg/L；B:含鐵總量：＜0.3 mg/L；C:含錳總量：＜0.1 mg/L；D:含鈣鎂總量＜50mg/L；E:耗氧量：＜3mg/L(KMnO₄)；F：水溫：5-50℃；G：污染指數：＜7；
      膜四周邊的裁剪尺寸，應比隔板四周邊略小（0.5—1.0mm），孔的裁剪可比隔板對應的孔直徑略大（如大1.0mm）。這樣可以防止膜堆外部因素接觸造成的漏電，也可保證配水管道組裝的整齊；
      極水中電解質的選用可依照自己的試驗情況而定，但要注意電極反應以及極水中各離子的遷移動向和濃度變化情況；
      陽極為鈦涂銥鉭極板，活性層是通過在鈦板上多次涂上活性材料，再經高溫燒結而成，禁止在用手在黑色活性層上來回撫摸或用刷子刷洗，以免使活性層脫落；
      注意起動時，必須先通水，后通電，停止時先斷電，嚴禁停水不停電；
      調節流量時，先開極水流量閥，后開酸堿鹽室流量閥；防止試驗初期酸室，堿室中水向高濃度的鹽室中滲透，需要保持一定程度的壓力差；
      電驅動膜濃縮裝置的陽、陰極與整流器的正、負極對應，不能反接；
      恒電流操作時，酸室和堿室不能以去離子水開始，以防電壓超過整流器量程；
      運行時，整流器顯示的電壓為總電壓（膜堆電壓與電極電壓之和），膜堆電壓測定需要在膜堆組裝時膜堆兩側貼膜放置兩個薄銅片（銅片不可插入流道中與極水接觸），再用電壓表測定兩個銅片間的電位差即為膜堆電壓；
      雙極膜電滲析器在運行階段電極產生氫氣和氧氣，裝置放置的房間注意通風；
      磁力泵禁止在無水條件下空轉；