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中試型電驅動膜分離器

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1 基本參數:



2、基本原理: 電驅動膜分離器是在外加直流電場的作用下,利用離子交換膜的選擇透過性,使離子從一部分水中遷移到另一部分水中的物理化學過程。電驅動膜分離淡化器,就是利用多層隔室中的電驅動膜分離過程達到使水除鹽的目的。

3、原理示意圖:



4、應用領域:中試型電驅動膜分離器主要是用于食品、醫療、化工學校研究院等,廢水處理工程的定性小試,以及實驗室使用;


5、 設備用途及工作原理

5.1設備用途

1)可用于海水及苦咸水的淡化、工業用水的軟化與除鹽、石油液化氣廢水的脫鹽等;

2)可用于食品和醫藥生產的領域,如用于各種有機化合物(蛋白質、氨基酸、糊精、糖)的脫鹽,大豆蛋白脫鹽等;

3)可用于化工分離領域,進行定量實驗,了解分離效果,如糖中氯化鈣的分離、谷胱甘肽發酵液中谷氨酸的分離、發酵液中乙酸鈉和檸檬酸的分離等,判斷其可行性,并提出適用于大生產的方案;

5.2工作原理

實驗型特種電驅動膜分離器是在外加直流電場的作用下,利用電驅動膜的選擇透過性,使離子從一部分水中遷移到另一部分水中的物理化學過程,該設備就是利用多層隔室中的特種電驅動膜分離過程達到除鹽的目的。工作原理如圖1 


實驗型特種電驅動膜分離器由隔板、電驅動膜、電極板、夾緊裝置等主要部件組成。電驅動膜是由高分子材料制成的對離子具有選擇透過性的薄膜,陽膜只允許通過陽離子,阻止陰離子通過;陰膜只允許通過陰離子,阻止陽離子通過。在外加直流電場的作用下,水中離子作定向遷移, 由于特種電驅動膜分離器是由多層隔室組成,故淡室(2、4、6室)中陰陽離子遷移到相鄰的濃室(1、3、5室)中去,從而使含料液淡化或濃水濃縮。


6、 進水要求

1)濁度:≤1mg/L

2)化學耗氧量:≤3mg/L(高錳酸鉀法)

3)游離性余氯:≤0.3mg/L

4)鐵含量:≤0.3mg/L

5)錳含量:≤0.1mg/L

6)水溫:5℃~40℃

注:在上述要求的水質下膜堆壽命可以達到最長,使用超出該要求的水質可能對膜壽命產生影響。


7、設備結構示意圖及操作說明

7.1設備結構示意圖

實驗型特種電驅動膜分離器的設備結構示意如圖2所示


圖2設備結構示意圖


A. 7,6,14號按鈕依次控制泵28、29、30的啟閉;

B. 正反切換按鈕15有三檔:居中不通電,向右為正相,正向指示燈10亮,向左為反相,反向指示燈11亮;

C. 實驗時,恒壓調節開關13一般調到最小;

D. 22,23,24為產水取樣口;25,26,27為進水取樣口;

E. 每次切換換相開關15或關閉電源8都必須將恒壓開關13調壓至0(最小)。

7.2操作說明

7.2.1準備工作

1)關閉閥門25,26,27和流量計17,18,19;

2)關閉操作面板上8,7,6,14開關,調節15至居中,調節13至最小;

3)準備取樣工具(燒杯)2個、電導率儀、取樣瓶數個;

4)配制實驗所需的料液20L~40L,另配制20L~35L NaCl溶液作為極水(極水電導率一般控制在5000μs/cm~10000μs/cm)。

7.2.2進料

若正反切換按鈕15打開至正相,則向相應的水箱中注入料液,向極水箱23中注入NaCl溶液,向另外一個水箱中注入自來水(反相時,相反)。

7.2.3運行

1)將流量計17,18,19微開,半分鐘左右待流量計中有液體流入;

2)打開電源開關8,開啟泵7、6、14的按鈕開關,調流量計17、18、19至所需流量(如果流量計有氣泡且數據顯示不穩定,則將所在水泵打開關閉幾次,趕走氣泡),穩定運行5分鐘后,記錄各水箱中初始的電導率。

3)將正反切換15切換到相應相位。調節恒壓開關至實驗所需電壓(膜堆電壓30—60V,若工作電流超過15A則適當降低膜堆電壓),記錄此時的電流,并且開始計時,每隔一定時間記錄一次22,24, 水箱中出口電導率,直至達到脫鹽要求。

7.2.4停機

調恒壓開關13至0V,關閉泵7,6,14的按鈕,關閉電源開關8,最后將流量計開關17,18,19關閉。

7.2.5清洗

打開后面進口取樣閥25,26,27,將水箱中料液排凈后關閉閥門,向22,23,24號水箱中各加入一定量的自來水。按照開機流程開機運行4~5分鐘。切換正反向15按鈕,再清洗4~5分鐘,按停機流程停機。檢測各水箱電導率,當測得的電導率與自來水電導率比較接近則可停止清洗,否則更換自來水繼續清洗。清洗完成后擦去停留在機器上的水漬,防止生銹。(使用高有機物料液試驗或者有結垢可能的料液試驗后,應按照4.3清洗步驟進行清洗)。


8、日常維護

8.1 清洗

8.1.1當以下幾種情況下需對膜進行清洗:

1) 試驗完成后設備久置不用;

2) 一種料液試驗完成后適用另外一種料液進行試驗;

3) 在使用同一種料液進行實驗,運行一段時間后,出現電流不變,電流、脫鹽率下降現象。

8.1.2清洗的分類

第一類:酸洗,適用于試驗所用料液全部為無機離子,其中某些離子可能會出現結構現象,例如:鈣、鎂等金屬離子。或者在堿液清洗過后一般也要進行酸洗。

第二類:堿洗,適用于試驗所用的料液存在有機成分且分子量在100以上的情況,例如:蛋白質、糖類、有機酸等物質脫鹽。(如果該有機成分很容易滋生細菌,同時此次清洗完成后設備可能長期不用,可以在堿液加入適量的次氯酸鈉對膜堆進行清洗)。

第三類:鹽洗,適用于在完成后酸洗或者堿洗后,不再進行酸堿的交替清洗,同時此次清洗后設備可能長時間不用,則要對膜進行鹽洗。一般情況下使用氯化鈉清洗。

8.1.3清洗方法

酸洗:

1)在各個水箱里配置2%~3%鹽酸溶液,攪拌均勻;

2)當清洗,開啟進料閥、進水閥和極水閥開;開啟濃水泵、料液泵和極水泵;

3)鹽酸打進膜堆里,設備運行15分鐘;

4)上步結束后,停止設備浸泡15分鐘以上;

5)浸泡結束后再開啟設備清洗15分鐘(設備開啟后了可以給膜堆提供15V以下電壓,并按照操作規程切換正反相,以提高清洗效果);

6)清洗完畢后排出所有清洗液,用自來水清洗膜堆出水pH值為中性。

堿洗:

1)在各個水箱里配置2%~3%氫氧化鈉溶液,攪拌均勻;

2)當清洗,開啟進料閥、進水閥和極水閥開;開啟濃水泵、料液泵和極水泵;

3)鹽酸打進膜堆里,設備運行15分鐘;

4)上步結束后,停止設備浸泡15分鐘以上;

5)浸泡結束后再開啟設備清洗15分鐘(設備開啟后了可以給膜堆提供15V以下電壓,并按照操作規程切換正反相,以提高清洗效果);

6)清洗完畢后排出所有清洗液,用自來水清洗膜堆出水pH值為中性。

鹽洗:

1)在各個水箱里配置4%~8%氯化鈉溶液,攪拌均勻;

2)當清洗,開啟進料閥、進水閥和極水閥開;開啟濃水泵、料液泵和極水泵;

3)鹽酸打進膜堆里,設備運行15分鐘;

4)上步結束后,停止設備浸泡15分鐘以上;

5)浸泡結束后再開啟設備清洗15分鐘(設備開啟后了可以給膜堆提供15V以下電壓,并按照操作規程切換正反相,以提高清洗效果);

6)清洗完畢后排出所有清洗液,用自來水清洗膜堆出水電導率與自來水接近。

8.2注意事項

1)開機時,先通水后通電;停機時,先斷電再關閉水泵;

2)開機或停機,要同時緩慢開啟或關閉濃水、淡水、極水閥門,以保證膜兩側受壓均勻;

3)特種電驅動膜分離器通電后,膜堆是帶電的,切勿碰或觸摸膜堆,以免觸電或損壞膜堆;

4)開啟整流器前,須首先檢查各組整流器對應的電壓調節旋鈕是否已經調至最小值狀態,如未調節,須調至0V。

5)操作人員開機后,不能擅自離開操作崗位,在調整好流量、水壓后,應重點關注電流變動情況,若有波動應及時調節電壓,并作好記錄;注意各個水箱的液位變化情況,調節閥門流量使各個水箱的液位平衡。

6)如果長時間不使用該設備,必須先按下文所述的清洗方法徹底清洗膜堆,并在不使用設備期間保持膜堆潮濕,保濕方法為:冬季每隔兩個星期用清水循環一次,循環時間不小于半小時;夏季每隔四天用清水水循環一次,循環時間不小于半小時。

7)膜堆工作溫度為5~40℃,氣溫降到冰點以下時應注意膜堆保溫防止膜堆被凍裂。


9、常見故障及排除


序 號

故障現象

產生原因

排除方法

1

進水口壓力表有壓力但出口流量計無流量

1.出口閥門未打開

2.膜堆流道不通暢

檢查閥門或重裝膜堆

2

進口流量計和電流同時不穩定

1.水泵或泵前管路漏氣
2.膜堆排氣沒有排盡

檢修水泵、泵前管路是否漏氣

增加濃淡水流量沖刷出膜堆中氣體

3

電流高而脫鹽率低

濃淡水隔板裝錯、膜破裂

拆開膜堆檢查隔板是否裝錯、膜是否存在破裂

4

電流不穩,脫鹽率低

電路系統接觸不良

檢查電路接觸情況

5

壓力升高,流量降低,脫鹽率下降

膜堆結垢造成流水道被堵

用2~3%鹽酸溶液放入濃淡室,持續運行1小時,如不見效,拆開膜堆清洗膜片

6

正常使用一段時間后出現脫鹽率降低

如果在含有硬度的水體脫鹽后,膜可能因結垢,造成脫鹽率下降

解決方法同(5)

如果在含有COD比較高的水體脫鹽后,膜可能被污染,造成脫鹽率下降

用2~3%氫氧化鈉溶液放入濃淡室,持續運行1小時,排出堿液用自來水清洗膜堆后用2~3%鹽酸溶液放入濃淡室,持續運行1小時,如不見效,拆開膜堆清洗膜片

內竄互漏或膜破裂

拆開膜堆后更換掉破裂的膜片

膜被污染,無法恢復

更換膜片


除此以外,隨著電驅動膜分離設備運行時間增長,操作參數會發生緩慢變化,表現為料液電導率和電壓相同情況下電流下降、進水壓力上升等,這屬于正常現象。解決方法如下:

電流上升

1) 淡水系統濃度上升,而濃水系統濃度不變,電壓勿需調動;

2) 淡水系統濃度不變,而濃水系統濃度上升,則需降低電壓,使電流恢復到額定值;

3) 濃、淡水系統濃度不變,流量上升,在脫鹽率允許的范圍電壓勿需調動;

4) 濃淡水系統及流量均無變化,而脫鹽率大幅度下降,可能是濃、淡水互漏或膜堆破裂、要停機檢修。

電流下降

1)濃水系統濃度上升,而淡水系統濃度不變,電流下降不超過5~10%,一般電壓勿需調動,超過5~10%,可將電壓調高;

2)淡水系統濃度下降,而濃水系統濃度不變,電壓勿需調動;

3)濃淡水系統濃度均無變化,而流量下降且不超過額定值的5~10%,可勿需調動,超過此范圍,應將流量調到初始值;

4)濃淡水系統的濃度和流量均無變化,而脫鹽率持續下降,可能膜堆發生了局部極化,應首先采取就地清洗措施,若效果不大,應拆機清洗。



10、售后服務

1) 本設備保修期為一年(人為因素或不可抗拒的自然現象所引起的故障或破壞除外);

2) 在接到保修通知后,七個工作日內趕到現場并解決問題(特殊原因除外);

3) 用戶可以通過售后電話咨詢有關技術問題,并得到明確的解答;

4) 用戶在正常使用中出現故障時,本公司承諾以上保修服務。除此以外,本公司將遵照有關法律法規提供技術支持;

5) 在保修期內,以下情況實行有償維修服務:

由于人為或不可抗拒的自然現象而發生的損壞;由于操作不當而造成的故障或損壞;由于對產品的改造、拆卸、組裝而發生的故障或損壞。




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