双极膜填充床电渗析技术应用试验论文

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1、双极膜填充床电渗析技术应用试验论文.freelin时，该装置的电再生效果接近化学再生的效果，显示了良好的技术可行性。关键词：双极膜(BPM)填充床电渗析(EDI)离子交换树脂电再生双极膜由阴离子交换树脂层(AL)、阳离子交换树脂层(CL)及中间界面亲水层组成，在直流电场作用下，它能将水直接离解成H+和OH-［1］。利用双极膜与其他阴、阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统.freelm×150mm×5mm，加工成无回路暗道式进出水隔板，以便填充树脂；电极分别采用钛涂钌(阳极)和不锈钢板(阴极)；0～100V可控硅整流器

2、；DDS—11A型电导仪；PHS—2C型酸度计。2.2方法在阴、阳树脂室内装入已用化学法再生的阴、阳树脂，通以自来水使其失效，其流程是先经阳树脂室，再进入阴树脂室，每5～10min测定一次阴树脂室出水电导率，直到树脂失效。试验以新树脂经三酸三碱处理后初次通水所得交换容量E0为基准，而通电再生后树脂的交换容量为E，E/E0即为再生度。为了简化试验和计算，先确定树脂再生目标值，再取相同条件下树脂的失效时间T与新树脂失效时间T0进行比较。3试验结果与分析首先进行新树脂的失效试验，原水电导率为550μs/cm，水量为50L/

3、h，水温为16℃，试验结果见图3。以出水电导率＞90μs/cm视为失效，处理时间(T0)为80min。以下试验以出水电导率＜90μs/cm为再生目标值。3.1操作电压与电流的关系原水为经电渗析预处理的水，电导率为20μs/cm，水温为16℃，各室流量为5L/h，以10V为一档，从0～100V逐步升高操作电压，测定不同电压时的电流强度，结果如图4所示。图4表明，当操作电压＜30V时，电流随电压升高增长较慢，说明此时电压还不足以使双极膜发生水的离解；当电压＞30V时，电流随电压的升高增长较快，表明此时已有水分子离解为H+

4、和OH-来充当传递电流的介质，同时浓水室出水电导率急剧增大。在运行过程中，随电压升高，阳树脂室pH值有所降低(由5.27降至4.01)，阴树脂室出水pH值有所升高(由5.98升至7.81)，这说明随着操作电压的升高，双极膜对水的解离作用增强。浓水室与极水室pH值变化不大，在4.72～5.69范围内。3.2电压对再生效果的影响确定通电时间为50min。试验过程中，浓水室的水直接排放，其他室的水回用。测定不同操作电压下的再生效果如图5所示。由图5可以看出，电压＜20V时几乎无再生效果，当电压增加到40V时有明显的再生效果

5、，电压为60V时的失效时间已接近化学再生的失效时间，电压为80V以后变化不大，说明操作电压需增高到某一值，使水离解产生足够的H+和OH-离子，才可对树脂进行较彻底的再生，此试验装置再生电压设定为60V为宜。3.3通电时间对再生效果的影响以60V为操作电压，分别测定不同通电时间的再生效果，结果如图6所示。图6表明通电时间越长，再生效果越好。通电时间在20～60min之间，与失效时间几乎成线性关系；通电时间＞60min以后失效时间变化趋于平缓，表明再生时间设定为60min为宜。3.4其他因素对再生效果的影响①树脂室内水流

6、的流速大小直接影响水离解产生的H+和OH-与树脂的接触时间，从而影响再生效果。流速越小，水离解产生的H+和OH-与树脂的接触时间越长，越有利于树脂再生；但流速过小又不利于盐类离子向浓水室的迁移，且室内产生一定的紊流有利于树脂的再生，因此有一个最佳的流速，据混床离子交换树脂电再生的试验结果［2］，以0.5～1.0cm/s为宜。②再生用水的水质越好，越有利于再生。试验采用电渗析预处理水达到了预期效果，在生产上采用离子交换树脂除盐即可满足再生用水要求。③进水水温升高，水的粘度会降低，溶液的电导率增加，有利于离子的迁移，也利

7、于树脂再生；但过高的温度会损害离子交换膜和树脂，同时水温的升高也会增加再生费用。因此，若有废热可利用，在膜和树脂允许的温度范围内，可适当升高进水水温。4结论①将双极膜(BPM)和填充电渗析(EDI)技术相结合应用于离子交换树脂的电再生，在技术上是可行的；②再生电压是十分关键的参数，再生时间、水流流速、水质、水温对再生效果也有一定的影响；③当再生电压为60V、再生时间为60min时，该装置的再生效果接近化学再生的效果。