饮用水电渗析除氟法
电渗析法适用于含盐量大于500mg/L,小于10000mg/L,氟化物含量大于1.0mg/L小于12mg/L的原水。
进入电渗析器的原水水质应符合下列条件:(1)浊度5度以下。 (2)耗氧量<3mg/L(CODCr法)。 (3)铁<0.3mg/L。 (4)锰<0.3mg/L。 (5)游离余氯<1mg/L。 (6)细菌总数不宜大于1000个/mL(符合饮用水源标准)。 (7)水温5°~40℃。当原水水质指标超出以上规定时,应进行相应预处理。系统中的储水池、阀门、管道、泵等元器件,应采用无毒工程塑料、不锈钢或混凝土等材料。经处理后出水含盐量不宜<200mg/L。经处理后出水含碘量低于10μg/L时应采取加碘措施。
工艺设计
一般可采用下列工艺流程:
(1)流程图
(2)电渗析可与活性氧化铝或离子交换等方法串联使用。
电渗析除氟的主要设备应包括:电渗析器、倒极器、精密过滤器、原水箱或原水加压泵、淡水箱、酸洗槽、酸液泵、浓水循环箱、供水泵、压力表、流量计、配电柜、硅整流器、变压器、操作控制台、大修洗膜池、化验检测仪器等。原水水箱容积应按大于时供水量的2倍来计算。
电渗析器及主要辅助设备可按下列要求选择: (1)电渗析器:应根据原水及供水水质要求和氟离子的去除率选择主机型号、流量、级、段和膜对数。 (2)倒极器:1)倒极器操作可采用手动或气动、电动、机械等自动控制倒极方式。2)自动倒极装置应同时具有切换电极极性和改变浓淡水方向的作用。3)倒极周期应根据原水水质及工作电流密度确定,一般频繁倒极周期宜采用0.5~1h,定期倒极周期不应超过4h。 (3)浓水箱:其有效容积除满足全系统用水外,还应留有1~2m3储存量。 (4)水质化验检测仪表:氟离子测定仪、温度计、电导仪、浊度计、pH计等。
电渗析主机酸洗周期可根据原水硬度、含盐量确定,当除盐率下降5%时,应停机按下列规定进行酸洗。 (1)周期:采用频繁倒换电极方式时,可为1~4周。 (2)方式:动态循环。 (3)时间:一般可为2h,以出水pH值不变为终点。 (4)酸洗液:宜采用工业盐酸,浓度可为1.0%~1.5%,但不得大于2%。
进入电渗析器的水压不应大于0.3MPA。电渗析淡水、浓水、极水流量可按下列要求设计:(1)淡水流量可根据处理水量确定。(2)浓水流量可略低于淡水流量,但不得低于2/3的淡水流量。(3)极水流量一般可为1/3~1/4的淡水流量。
电渗析器膜对电压 表1
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电渗析器工作电流可根据原水含盐量、含氟量及相应去除率、或通过极限电流试验确定。
电渗析器电流密度 表3.2.12
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浓、淡水进出连通孔流速一般可采用0•5~1m/s。
电渗析除氟站位置应尽量靠近用水设备,输水应选择最短距离。电渗析主机应设置在底层。
电渗析流程长度、级、段数应按脱盐率确定,脱盐率可按公式3.2.15计算:
Z=(100Y-C)/(100-C)(3.2.15)
式中:Z--脱盐率(%);
Y--脱氟率(%);
C--系数。重碳酸盐水型C为-45;氯化物水型C为-65;硫酸盐水类C为0。
电渗析主机
离子交换膜应符合下列要求: 离子交换膜应采用选择透过率大于90%的硬质聚乙烯异相膜,其厚度宜采用0.5~0.8mm。离子交换阳膜的阳离子迁移数应大于0.9。离子交换阴膜的阴离子迁移数应大于0.9。离子交换膜必须无毒性。离子交换膜应有较好的化学稳定性;一般在正常工作条件下,应连续工作一年以上性能不变。离子交换膜应有良好的机械强度和尺寸稳定性。膜应平整,无孔洞,无裂缝。膜的爆破强度应大于0.3MPA。在使用中不因溶液浓度、湿度变化而变形。
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