FM-ED-0200電滲析/雙極膜小試設(shè)備
（一）、電滲析
電滲析是指溶液中溶質(zhì)通過半透膜的現(xiàn)象。自然滲析的推動(dòng)力是半透膜兩側(cè)溶質(zhì)的濃度差。在直流電場(chǎng)的作用下，離子透過選擇性離子交換膜的現(xiàn)象稱為電驅(qū)動(dòng)膜分離器。 離子交換膜是由高分子材料制成的對(duì)離子具有選擇透過性的薄膜。主要分陽離子交換膜（CM，簡稱陽膜）和陰離子交換膜（AM，簡稱陰膜）兩種。陽膜由于膜體固定基帶有負(fù)電荷離子，可選擇透過陽離子；陰膜由于膜體固定基帶有正電荷離子，可選擇透過陰離子。陽膜透過陽離子，陰膜透過陰離子的性能稱為膜的選擇透過性。電驅(qū)動(dòng)膜分離器過程***基本的工作單元稱為膜對(duì)。一個(gè)膜對(duì)構(gòu)成一個(gè)脫鹽室和一個(gè)濃縮室。一臺(tái)實(shí)用電驅(qū)動(dòng)膜分離器由數(shù)個(gè)膜對(duì)組成。圖1簡明地示出電驅(qū)動(dòng)膜分離器工作原理。
圖1 電驅(qū)動(dòng)膜分離器工作原理示意圖
電驅(qū)動(dòng)膜分離器的主要部件為陰、陽離子交換膜，隔板與電極三部分。隔板構(gòu)成的隔室為液流經(jīng)過的通道。淡水經(jīng)過的隔室為脫鹽室，濃水經(jīng)過的隔室為濃縮室。若把陰、陽離子交換膜與濃、淡水隔板交替排列，重復(fù)疊加，再加上一對(duì)端電極，就構(gòu)成了一臺(tái)實(shí)用電驅(qū)動(dòng)膜分離器。 若電驅(qū)動(dòng)膜分離器各系統(tǒng)進(jìn)液都為N***溶液，在通電情況下，淡水隔室中的Na+向陰極方向遷移，Cl－向陽極方向遷移，Na+與Cl－就分別透過CM與AM遷移到相鄰的隔室中去。這樣淡水隔室中的N***溶液濃度便逐漸降低。相鄰隔室，即濃水隔室中的N***溶液濃度相應(yīng)逐漸升高，從電驅(qū)動(dòng)膜分離器中就能源源不斷地流出淡化液與濃縮液。 淡水水路系統(tǒng)、濃水水路系統(tǒng)與極水水路系統(tǒng)的液流由水泵供給，互不相混，并通過特殊設(shè)計(jì)的布、集水機(jī)構(gòu)使其在電驅(qū)動(dòng)膜分離器內(nèi)部均勻分布，穩(wěn)定流動(dòng)。 從供電網(wǎng)供給的交流電，經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟姡呻姌O引入電驅(qū)動(dòng)膜分離器。經(jīng)過在電極溶液界面上的電化學(xué)反應(yīng)，完成由電子導(dǎo)電轉(zhuǎn)化為離子導(dǎo)電的過程。 用夾緊板緊固在一起的膜堆部分稱為電驅(qū)動(dòng)膜分離器。電驅(qū)動(dòng)膜分離器要進(jìn)行工作，必須有水泵、整流器等輔助設(shè)備，還必須有進(jìn)水預(yù)處理設(shè)施。通常把電驅(qū)動(dòng)膜分離器及輔助設(shè)備總稱為電驅(qū)動(dòng)膜分離器裝置。
雙極膜是把陰離子交換層和陽離子交換層黏貼在一起的離子交換膜。在此膜的兩側(cè)，印壓帶有水理論分裂電壓的0.83V以上的電壓，膜內(nèi)的水分解成酸（H+）和堿（OH-）
（二）、雙極膜工藝流程圖（下圖）：
雙極膜電滲析設(shè)備是由雙極膜、陰膜和陽膜組成的3室式電滲析設(shè)備，通過供給無機(jī)鹽（Na2SO4），陰離子（SO42-）透過陰離子交換膜和在雙極膜分解成的H離子（H+）結(jié)合成酸（H2SO4），另一方面，陽離子（Na+）透過陽離子交換膜和在雙極膜分解成的OH離子（OH-）結(jié)合成堿（NaOH）（進(jìn)行中和逆反應(yīng)）。
三、設(shè)計(jì)參數(shù)
1、 單片膜面積：200 cm2
2、 對(duì)數(shù)：10對(duì)
3、 總有效膜面積：2000 cm2（0.2 m2）
4、 系統(tǒng)處理能力：2-4L/H
5、 電壓：Max.30V
6、 電流：Max. 20A
7、 設(shè)備總功率：Max. 1.5KW
8、 設(shè)備尺寸：120*80*120cm
四、設(shè)計(jì)功能要求
1、 膜堆采用多用途設(shè)計(jì)，通過更換隔膜板和膜片組裝方式可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)電滲析、2室雙極膜以及3室雙極膜電滲析功能。
2、 系統(tǒng)帶降溫?fù)Q熱功能，通過降溫系統(tǒng)控制電***生的熱效率。
3、 系統(tǒng)設(shè)置流量、溫度、電導(dǎo)等在線監(jiān)測(cè)，儀表均采用進(jìn)口產(chǎn)品。
4、 所有管道閥門采用耐腐蝕材料，避免高鹽或酸堿腐蝕；
5、 機(jī)架采用***腐處理，避免避免高鹽或酸堿腐蝕；配置移動(dòng)腳輪方便移動(dòng)及運(yùn)輸；
6、 系統(tǒng)配備西門子10”觸摸屏，控制設(shè)備的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，并記錄數(shù)據(jù)。
