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电渗析出水偏酸性的原因及其解决措施

更新时间:2011-03-04 14:36 来源:工业用水与废水 作者: 周玲 冯国桢 阅读:5401 网友评论0

摘 要:电渗析器运行一段时间后出水偏酸性,分析原因,主要是膜污染严重,导致浓差极化造成。结合本厂实际进行相应处理,并提出了一系列预防措施以保证水质。同时也介绍了一种测定极限电流的简单方法。

关键词:水处理;纯水;电渗析;浓差极化

0 概述

我厂(巨化集团公司制药厂)的纯水处理系统1994年10月建成投产。具体如下:

产水流程如图1:

本纯水制备系统原为SMZ产品配备的,后因生产需要,纯水供其它药品生产用。采用每日开车4h,每4h倒换电极一次的方法保持纯水系统运行。

1 存在问题

该系统自1997年底向制药厂制剂车间供水,1998年3月出现出水偏酸性的现象。分析原因时采用倒溯法。首先排除取样污染因素,原取样在贮罐处取,因贮罐放空存在缺陷,改为离子交换柱后直接取样,分析结果表明出水仍偏酸性,但其他项目均在指标范围内。检查电渗析器出水,水的pH为5。最后检查原水,呈中性。因此判断问题是电渗析器故障。采用2%盐酸循环冲洗两次,再冲洗24h,产水依然偏酸。将运行电压降低至70V,依然不能解 问题。检查电渗析器,发现电渗析器进水管内壁有有机附着物。

2 原因分析

电渗析器的工作原理是在外加电场作用下,利用阳、阴离子交换膜的选择透过性,使一部分离子透过离子交换膜从一个室迁移到另一个室,从而使一部分水淡化,一部分水浓缩。电渗析器的构造示意图如图2所示,在正负两电极间交替的平行放置阳离子交换膜、阴离子交换膜。

阳膜由带负电荷的酸性活性基团的阳离子交换树脂构成,能选择性地使阳离子透过,阴离子不能透过;阴膜由带正电荷的碱性活性基团的阴离子交换树脂构成,能选择性地使阴离子透过,阳离子不能透过。由于与离子交换膜所带电荷相反的离子能穿过膜,(称为反离子迁移)使一部分水淡化,一部分水浓缩。

由于反离子在膜内迁移数大于它在溶液中迁移数,在膜两侧形成反离子的浓度边界层,当电流密度增加到一定程度时,膜界面处反离子浓度趋于0,为保持离子迁移的平衡,将迫使水离解而由H+来传递电流,这就是电渗析的浓差极化现象。当发生极化时,由于产生OH-的作用,在膜表面易形成沉淀,导致膜性能恶化,并且会改变水的pH值,影响出水质量。即使工作电流不超极限电流,也会因水流分布不匀、悬浮物堵塞使水流不畅等原因造成局部极化,引起上述结果。由此可知电渗析出水偏酸的根本原因是浓差极化。

由于电渗析器进水管内壁有有机附着物,生产过程中虽定期倒转电极,但未经常测定极限电流以调整工作电流,结合系统检查,确定本厂造成浓差极化的原因是由于预处理系统存在缺陷,加之操作经验不足,致使膜污染较严重,从而导致电渗析器生产一段时间后出水出现偏酸性的现象。

3 解决措施

………………

4 结果

采用上述方法后至今未出现电渗析出水偏酸现象。减少了因水质不合格造成的药品损失,缩短了水处理不正常停车时间。为原料药和制剂药品生产提供了纯水水质保障。

详细内容请查看附件部分: 

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