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(二) 电渗析器的设备与操作 1.结构 图5-54为板框型电渗析器的结构,它主要由离子交换膜、隔板、电极和夹紧装置等组成,整体结构与板式热交换器相类似。其结构主要是使一列阳、阴离子交换膜固定于电极之间,保证被处理的液流能绝对隔开。电渗析器两端为端框,每框固定有电极和用以引入或排出浓液、淡液、电极冲洗液的孔道。一般端框较厚、较紧固,便于加压夹紧。电极内表面呈凹陷状,当与交换膜贴紧时即形成电极冲洗室。隔板的边缘有垫片,当交换膜与隔板夹紧时即形成溶液隔室。通常将隔板、交换膜、垫片及端框上的孔对准装配后即形成不同溶液的供料孔道,每一隔板设有溶液沟道用以连接供液孔道与液室。 图1 电渗析器 图5-54 电渗析器的结构示意图 1.压紧板 2.垫板 3.电极 4.垫圈 5.导水板 6.阳膜 7.淡水隔板框 8.阴膜 9.浓水隔板框 — 极水 ━ 浓水 … 淡水 1)离子交换膜 作为电渗析器的心脏部件,离子交换膜是一种由具有离子交换性能的高分子材料制成的薄膜。它对阳、阴离子具有选择透过性,其根本原因在于膜中能解离的离子基团不同。对离子交换膜的要求是:①具有较好的离子选择透过性;②膜电阻应小于溶液的电阻; ③具有足够的化学稳定性;④具有较好的机械强度;⑤具有适当的孔隙度,一般要求孔隙度为50~100nm。离子交换膜使用前需经充分浸泡后剪裁并打孔。电渗析停止运行时,必须充满溶液以防离子交换膜变质变形。离子交换膜的费用一般占电渗析总费用的40% 2)隔板 隔板是电渗析器的支承骨架与水流通道形成的构件,是不可缺少的组成部分。对隔板的要求是: ① 材料应具有化学稳定性,价格便宜,目前一般采用硬聚氯乙烯或聚丙烯塑料板; ② 厚度应尽量小,以减少水层厚度,降低水层电阻。一般以1~2mm为宜,并要求隔板厚薄均匀平整,便于组装; ③ 水在隔板中间流槽内流动时要能形成良好的湍流,即有较大的雷诺数,以提高电渗析效率; ④ 在隔板设计上尽量加大有效膜面积,即提高与溶液直接接触的膜面积,以增加每板单位时间的处理量,缩小设备体积。 3)电极 电极是电渗析器的重要组成部分,其质量好坏直接影响到电渗析效果。电极材料的选用原则是:①导电性能好;②机械强度高;③不易破裂;④对所处理的溶液具有化学稳定性;⑤特别要防止电极反应产物对电极的腐蚀。 目前常用的电极材料有:①经石蜡浸渍或在糠醛树脂中浸泡过的石墨、铅和铅银合金(含银1%~2%),可作阴极或阳极;②不锈钢,只能用作阴极;③钛、钽、铌、铂、氯化银等。 电极极框的作用是使极水单独成为一个系统,不断将极室内生成的电极反应产物与沉淀物冲出。对极框的要求是水流畅通,支承性好。 4)夹紧装置 由型钢、铁夹板、螺杆和螺母等组成,整个电渗析器组装后要 求密封不漏水。 5)辅助设备 辅助设备有直流电源、水泵、流量计、压力表、电流表、电压表、电导仪、pH计及其它分析仪器等。 2.使用与维护 1)组装 2)运行 进水、排气、稳压、加电、倒换电极 (1)运行前检查 (2)关闭进水阀,打开浓、淡、极水管或电渗析器本体的排气阀 (3)开动水泵,逐步打开进水总阀,并逐步打开浓淡极水进水阀,当压力升到0.05~0.1MPa,稳定一定流量,排尽空气,再关闭排气阀,使流量与压力同时上升。 (4)流量与压力稳定时,开启整流器,使电压由最低升到工作电压。 (5)按规定时间间隔倒换整流器电极(2~8h) 3.注意事项 1.开机时:先开水后通电;关机:先断电后停水。 2.换极:水不断,电压调到零,再换极。 3.开机关机:淡、浓、极室进水阀要同时缓慢开启或关闭,切忌某室突然升降压,以免冲击膜,使膜损坏。 4.电渗析器通电后,膜上有电,不要触摸,以免触电;另外,不可在电渗析上放置物品,以免因短路而烧毁膜。 5.要选择合适的工作电压,严禁为追求水质而任意加大电压使膜受损。 6.假如酸洗后水质仍达不到要求,可能膜有破损。 第四节 消毒设备 在经过净化软化或除盐处理后,绝大部分杂质,如悬浮杂质、溶解杂质及微生物已被除去。但是,在这些水中仍有微生物,用这种水是不能配制饮料的,为了杀灭这些微生物,必须将水进行消毒。 水的消毒是指杀灭水中的病原菌及其他有害微生物,防止传染病的危害。消毒方法很多,饮料水处理中,常用的是氯化消毒、臭氧消毒及紫外线消毒。 一、紫外线消毒设备 紫外线消毒设备是新近发展起来的一种消毒设备。由于它消毒速度快,工作效率高,性能稳定,效果好,不改变水的理化指标,不产生有毒物质,且操作简单,管理方便,已成为饮料厂的主要消毒设备。 (一)杀菌原理 紫外线按波长不同可分为三段:长波段(3200~4000?);
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