电渗析器操作中的极化现象是什么
发布时间:
2022-11-01
电渗析器中的极化现象是指在通电过程中,交换膜附近的某些部分与整个溶液不同的现象。极化现象是当离子向电极移动时,由于离子在膜和溶液中的迁移速度不相等,淡水室中的膜电导率往往远大于溶液的电导率,因此离子通过交换膜的速度远快于其在溶液中的移动速度,结果淡水室一侧交换膜表面的薄层水的离子浓度低于整个淡水室的平均离子浓度;同样,由于离子不能通过浓水室中的交换膜,大量离子集中在其表面,因此交换膜表面薄层水中的
电渗析器中的极化现象是指在通电过程中,交换膜附近的某些部分与整个溶液不同的现象。极化现象是当离子向电极移动时,由于离子在膜和溶液中的迁移速度不相等,淡水室中的膜电导率往往远大于溶液的电导率,因此离子通过交换膜的速度远快于其在溶液中的移动速度,结果淡水室一侧交换膜表面的薄层水的离子浓度低于整个淡水室的平均离子浓度;同样,由于离子不能通过浓水室中的交换膜,大量离子集中在其表面,因此交换膜表面薄层水中的离子浓度高于整个浓水室的平均离子浓度,这是离子交换膜的机会现象。极化不利于电渗析器的操作,其危害可概括为以下三个方面。
1.电阻增加导致功耗增加。虽然浓水室中靠近交换膜表面的水中离子浓度很高,可以降低阻力,但不能抵消淡水室中靠近交流膜表面的水中离子浓度低所引起的阻力增加,因此总阻力仍然增加,从而增加了电渗析器的功耗。当电流密度相对较大,水流速度相对较小时,这种现象更加突出。这是因为当流速太小时,水箱中无法产生足够的搅拌,所以离子浓度不均匀的现象更加明显。
2.浓水室中的水被电离。当淡水室中离子浓度相对较小,电流密度相对较大时,由于极化现象,淡水室交换膜表面的水中离子浓度较小,不能满足电渗析器电力传输的要求。此时,更多的水将电离成氢离子和氢氧化物离子,并通过阳离子和阴离子膜参与运动。这样,一部分电流用于水的电离,一部分电能被浪费。
3.导致膜结垢。上面已经指出,极化的结果将使淡水室中的水电离成氢离子和羟基离子。电渗析器产生的氢氧化物离子将通过阴离子膜进入浓水室,使浓水室阴离子膜表面的水层呈碱性,因此在这里容易产生Mg(OH)2、CaCO3等沉淀物并形成水垢。同样,在淡水室的正膜附近,氢离子通过膜转移到浓水室,因此留在这里的羟基离子也会增加pH值,因此会产生氢氧化铁和其他沉淀物。
结垢的结果将减少渗透面积,增加水流阻力和阻力,并增加电渗析器的电耗。为了减少水垢,生产中经常采取定期更换电极、酸洗膜甚至拆卸电透析器等措施来去除水垢。
电渗析器与其他设备的组合工艺系统?
与其他脱盐方法一样,电渗析器也有其适用范围。在应用中,应根据原水水质和用水要求,与其他水处理技术相结合,相辅相成,发挥各自的效能,达到合理的技术经济效果,满足使用要求。
广泛使用三种电渗析器脱盐工艺:
1.原水→预处理→电渗析器→除盐水。
2.原水→预处理→电渗析器→离子交换→除盐水。
3.原水→预处理→电渗析器→软化→除盐水。
在上述工艺系统中,电渗析器的预处理可能包括多个工艺,离子交换也包括复合床、混床等。上述工艺系统总结为除盐水,可以是各种工业用水或饮用水。
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