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《電去離子edi技術(shù)深度除硬的實(shí)驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第六屆全國(guó)膜與膜過程學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)會(huì)議論文稿電去離子（EDI）技術(shù)深度除硬的實(shí)驗(yàn)研究*付林，王建友，蘇玉龍（南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津300071）摘要：以自制新型電去離子（EDI）膜堆，對(duì)含低濃度硬度離子溶液的深度除硬進(jìn)行了研究。結(jié)果表2+明，僅在淡水室中填充單一陽(yáng)樹脂的EDI并不利于Ca的去除，而填充摻雜少量陰樹脂的混床樹脂-12+的EDI，在優(yōu)化操作條件下，對(duì)硬度約12.5mg.L（以CaCO3計(jì)）的原水，軟化產(chǎn)品水中Ca去除率可達(dá)99.8％以上，電阻率達(dá)3～4MΩ.cm。這表明，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的EDI膜堆，在一定條件下完全可
2、以承受較高硬度的進(jìn)水，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的除硬過程。這對(duì)當(dāng)前主流的“反滲透/電去離子（RO/EDI）”膜集成技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展具有重要意義。關(guān)鍵詞：電去離子（EDI）；深度軟化；硬度；水解離電去離子技術(shù)（Electrodeionization），簡(jiǎn)稱EDI，是20世紀(jì)80年代以來逐漸興起的一種脫鹽技術(shù)。它有機(jī)結(jié)合了電滲析和離子交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了電滲析過程中的濃差極化和離子交換樹脂需頻繁化學(xué)再生的弊端，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離子交換樹脂床，生產(chǎn)高質(zhì)量的去離子水，具有連續(xù)、穩(wěn)定、無酸堿消耗等特點(diǎn)。目前，以EDI為核心的集成膜技術(shù)正日益發(fā)展成為純
3、水生產(chǎn)技術(shù)的主流。-1然而，現(xiàn)有EDI技術(shù)對(duì)進(jìn)水條件要求非?？量?，如進(jìn)水硬度不能超過1.0mg.L（以CaCO3計(jì)），甚-1至0.1mg.L。實(shí)際操作中，工藝條件若控制不當(dāng)，則極易使膜堆受到難以恢復(fù)的損害。為盡量避免此類情況的發(fā)生，工業(yè)上往往采用兩級(jí)反滲透（RO）進(jìn)行預(yù)處理，使得整套設(shè)備處理投資居高不下；其次，許多現(xiàn)有EDI技術(shù)采用濃水加鹽部分循環(huán)的設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜度。這些都在一定程度上限制了EDI的推廣應(yīng)用。事實(shí)上，EDI原理最初提出的目的是處理核設(shè)施產(chǎn)生的低水平放射性廢水，即去除重金屬離子[1]2+[2,3]。筆者課題
4、組曾對(duì)EDI去除低濃度含Ni廢水進(jìn)行研究并取得了相關(guān)進(jìn)展。據(jù)此推斷，對(duì)于水2+2+中低濃度硬度離子（Ca、Mg），只要設(shè)計(jì)出合適的膜堆構(gòu)造，并對(duì)操作條件進(jìn)行優(yōu)化，利用一級(jí)EDI進(jìn)行深度除硬，理論上是可行的。本文即采用全國(guó)產(chǎn)化材料，通過對(duì)濃淡水流道和淡水室隔板的改進(jìn)設(shè)計(jì)，降低水流阻力，同時(shí)簡(jiǎn)化濃水工藝流程，研制出新型EDI膜堆；并以CaCl2配置模擬原水，考查了EDI對(duì)低濃度硬度離子的去除效果，從而在此基礎(chǔ)上探討在多數(shù)條件下僅使用一級(jí)RO作為EDI前處理的可行性。這對(duì)于提高超純水系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低投資成本以及EDI的進(jìn)一步推廣應(yīng)用都
5、具有重要意義。*基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（2007AA06Z330）；天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計(jì)劃（06YFJMJC04800）；南開大學(xué)技術(shù)創(chuàng)新基金重大產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃（2006ZB0698）作者簡(jiǎn)介：付林（1981-），男，碩士生；*通訊聯(lián)系人，王建友（1972-），男，副教授，博士后，研究生導(dǎo)師，主要從事膜分離與水處理技術(shù)研究，聯(lián)系電話：022-66229536，wangjy72@nankai.edu.cn。1第六屆全國(guó)膜與膜過程學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)會(huì)議論文稿1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備離子交換樹脂：凝膠型001
6、×7陽(yáng)樹脂，凝膠型201×7陰樹脂，鹽型，天津和成科技有限公司；離子交換膜：低滲透EDI膜，浙江千秋環(huán)保水處理有限公司；CaCl2：分析純，天津北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠；DX120離子色譜分析儀，戴安中國(guó)有限公司；ThermOrion686型pH計(jì)，美國(guó)奧立龍公司；HANNA電導(dǎo)率儀器，美國(guó)哈希公司；WYJ直流穩(wěn)壓電源，上海全力電器有限公司；系統(tǒng)運(yùn)行過程中，主要參數(shù)均由儀器在線檢測(cè)。1.2EDI膜堆設(shè)計(jì)圖1膜堆構(gòu)造示意圖實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了兩種膜堆結(jié)構(gòu)，均為一級(jí)兩段式，每段兩個(gè)膜對(duì)，其基本構(gòu)造如圖1所示。隔板為PP材質(zhì)，由模具注塑成型。其中，淡室
7、隔板為無回路暗道式結(jié)構(gòu)，通過布/集水道之間的優(yōu)化組合，降低水力損失，保證水流分布均勻性，同時(shí)有效避免樹脂顆粒流失與堵塞；濃室隔板內(nèi)粘兩層惰性隔網(wǎng)。電極材質(zhì)：陽(yáng)極為鈦鍍釕，陰極為不銹鋼。膜堆A淡室內(nèi)填充單一陽(yáng)樹脂，膜堆B則填充摻雜少量陰樹脂的混床樹脂，陰陽(yáng)樹脂比例為1：4。1.3實(shí)驗(yàn)步驟-1原水采用RO出水添加適量CaCl2，使硬度達(dá)到12.5mg.L（以CaCO3計(jì)）左右，電導(dǎo)率約為-134.5μS/cm，pH為5.76。原水分為三股，分別進(jìn)入膜堆淡室、濃室和極室，流量分別為Qd=26L.h，-1-12+Qc=6L.h，Qe=4L
8、.h，濃水極水均直排。在此條件下，分別考查兩種膜堆對(duì)Ca的去除特征。2結(jié)果與討論2.1電流—電壓（I-V）曲線采取電壓由低至高逐步調(diào)整，分別對(duì)膜堆A和B的I-V曲線進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。膜堆A的I-V曲線大致分為三段，其中有兩個(gè)明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)，對(duì)
