6.1.4 电渗析器的极限电流密度是什么?
电渗析器中的电流密度是指膜片单位面积上通过的工作电流,极限电流密度作为电渗析器的重要指标是指电渗析器发生极化时的临界电流密度。测定极限电流密度的方法很多,最主要的是电压-电流法。首先恒定其他操作条件不变,只逐渐升高电压,开始时工作电压和工作电流呈线性关系;当电压超过一定值后与电流的相关线斜率发生变化,把这个斜率变化的拐点所对应的电流密度称为极限电流密度(见图6.1.4)。
6.1.5 什么是电渗析极化现象?
当电渗析器在极限电流密度下运行,将使离子交换膜表面上出现水的解离。解离产生的H+使阳膜侧显酸性,OH-使阴膜的浓水侧呈碱性,与Ca2+、Mg2+生成沉淀,从而造成膜面结垢、电阻提高、流道堵塞等问题,使除盐过程无法稳定进行,这种现象称为电渗析极化现象。因此电渗析器工作时,其电流密度需要控制在极限电流密度的70%~90%以下,以避免工作电流与工作电压的关系曲线出现拐点。极化现象的危害主要有:① 电流效率和电能效率降低,因电耗中的一部分用于水的电离和H+、OH-离子迁移;② 浓室的阴、阳膜两侧发生结垢和酸蚀现象;③ 膜结垢引起交换容量下降,膜电阻升高,缩短使用寿命。
6.1.6 为什么电渗析器在运行时需要频繁倒极?
当电渗析尚未出现极化现象时也存在不同程度的膜表面结垢现象,克服膜表面结垢的有效方法之一就是电渗析极板极性的频繁倒换,称为频繁倒极。频繁倒极是在短时间(15~30 min)内自动转换电极极性,使离子的迁移方向发生改变,使浓、淡水相互交换,沉积和溶解交替,以达到防止和消除极化沉淀的目的。电渗析器电极方向的倒换将使浓水室与淡水室也相应换位,因此需要在倒极的同时也倒换阀门使产水始终源于淡水室。值得注意的是,在浓水室与淡水室换位过程中,浓室产水不浓,淡室产水不淡,故需要一个产水排空过程,从而降低了电渗析工艺的水回收率。
6.1.7 电渗析器进水水质指标主要包括哪些方面?
电渗析器进水水质指标主要包括:
① 水温5~40℃;
② 耗氧量<3 mg/L;
③ 游离氯<0.2 mg/L;
④ 铁<0.3 mg/L;
⑤ 锰<0.1 mg/L;
⑥ 浊度<3 mg/L(1.5~2.0 mm隔板),或<0.3 mg/L(0.5~0.9 mm隔板);
⑦ 污染指数(FI)<3~5。
6.1.8 电渗析的应用领域主要包括哪些方面?
作为脱盐工艺,电渗析不及反渗透的脱盐率高,且不具备截留悬浮物、有机物及菌类的功效。但是,由于电渗析工艺的脱盐过程无需克服水体的渗透压,特别是实现了单独脱除盐分目的,电渗析工艺可以用于纯水制备、海水与苦咸水淡化以及特种分离等多个领域。