电渗析膜
去年在江苏一家电镀厂看到一组电渗析装置,电渗析膜阳极板拆下来的电渗析膜时候,表面那层膜已经鼓得像晒干的电渗析膜橘子皮。厂里的电渗析膜老师傅说,这玩意儿娇气,电渗析膜进水稍微脏一点,电渗析膜膜堆就废了。电渗析膜他指着旁边一排压力表,电渗析膜说压差超过0.05MPa就得赶紧停机清洗,电渗析膜不然膜片会被压裂。电渗析膜
电渗析膜的电渗析膜本质,其实是电渗析膜一层带有固定电荷的离子交换树脂薄片。阳膜上挂着磺酸基团,电渗析膜带负电,电渗析膜只让阳离子通过;阴膜上挂着季铵基团,电渗析膜带正电,只放阴离子过去。这个选择性是电渗析的命根子。淡水室和浓水室交替排列,两边贴上电极,通上直流电,水里的盐分就被“赶”到了浓水侧。听起来简单,但膜片一旦被污染或者被压坏,整套系统就瘫痪了。
膜片的厚度通常在0.15到0.6毫米之间,比一张A4纸厚不了多少。我见过国产的异相膜,也摸过日本进口的均相膜,手感差别很大。均相膜表面光滑,电阻低,但价格能贵出三四倍。异相膜里面嵌着离子交换树脂粉末,用聚乙烯之类的黏合剂压在一起,便宜,但电阻高,容易极化。选哪种,得看处理的是什么水。海水淡化用均相膜划算,普通工业废水用异相膜也能凑合。
膜堆的组装是个精细活。隔板、膜片、电极板一层层叠上去,螺栓要按对角线顺序拧紧,力矩还得均匀。拧太松会漏水,拧太紧膜片会被压变形。有个做水处理的朋友跟我说,他第一次装膜堆的时候,拧断了三根螺栓,后来才知道要用扭矩扳手。这种细节,说明书上不会写,得自己交学费。
电渗析最怕的是浓差极化。电流密度一高,膜表面的离子浓度跟不上,水分子就被电解成氢离子和氢氧根,pH值剧烈变化,膜片直接烧穿。所以操作的时候得盯着极限电流密度,一般控制在额定值的80%左右。这个数值不是固定的,进水盐度、流速、温度一变,极限电流也跟着变。老操作工凭经验就能判断,新手只能靠仪器报警。
膜污染是另一个头疼的问题。有机物堵在膜孔里,钙镁离子在膜面上结垢,细菌在隔板缝隙里繁殖。清洗的时候不能用强酸强碱,得用EDTA或者柠檬酸,温度还不能超过40度。有次看到一家厂用盐酸洗膜,洗完膜片全变脆了,一碰就碎。老板站在旁边抽烟,说这堆膜花了八万块,用了不到一年。
电渗析在国内的应用其实挺尴尬的。反渗透膜便宜又省电,把电渗析挤到了高盐度、高有机物的小众领域。但电渗析有个反渗透比不了的优势——浓缩倍数高。处理含盐废水的时候,电渗析能把盐浓缩到15%以上,反渗透撑死也就到7%左右。所以做零排放的厂子,最后还是得用电渗析做最后一道浓缩。
膜片寿命一般标称三到五年,实际用起来能撑两年就算不错。换膜的时候,工人得戴橡胶手套,膜片不能折,不能晒,不能沾油。拆下来的旧膜堆在角落里,像一堆废弃的塑料片,谁也不会多看一眼。但就是这些薄薄的片,撑着不少化工厂的废水回用系统在转。









