電去離子過程脫除低濃度銅離子
1 實(shí)驗(yàn)裝置與流程
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1.1膜堆結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)?zāi)ざ褳橐患墐啥谓Y(jié)構(gòu)，每段3個(gè)膜對，有效膜面積為135cm。淡室厚度3mm，其中填充陰陽離子交換樹脂混合物；濃室厚度0.8mm，設(shè)有絲網(wǎng)以增強(qiáng)流體的湍動．實(shí)驗(yàn)采用低滲透異相陰陽離子交換膜，上；S；強(qiáng)酸強(qiáng)堿性離子交換樹脂，南開大學(xué)化工廠。先將陽膜和陽樹脂充分轉(zhuǎn)型為Cu型，陰膜和陰樹脂轉(zhuǎn)化為SO4型，然后再組裝膜堆。
1.2操作條件
采用分析純CHSO4•5H2O溶于去離子水，加入硫酸調(diào)整溶液的pH值約3.0，配制成原水．原水Cu2+濃度在50mg/L左右，流量為7.5L/h．實(shí)驗(yàn)采用濃水循環(huán)的流程．濃水循環(huán)液與來自原水的新鮮補(bǔ)充液會合后進(jìn)入膜堆；膜堆濃水出水部分作為濃水產(chǎn)品，另外部分的濃水返回濃水罐繼續(xù)循環(huán)．濃水循環(huán)液流量1.24L/h，濃水產(chǎn)品流量0.36L/h，補(bǔ)充新鮮料液流量0.36L/h．電極液為0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Na2SO4溶液，流量1.6L/h．EDI以恒定電壓的方式操作。
1.3離子濃度分析
采用wfxl30型原子吸收分光光度計(jì)(北京瑞利分析儀器公司)，以火焰原子吸收法測定樣品中的Cu2+濃度。
2 結(jié)果與討論
純水生產(chǎn)中EDI過程存在兩種運(yùn)行模式：溶液中離子濃度較高時(shí)，EDI在“增強(qiáng)傳質(zhì)”模式下運(yùn)行，樹脂保持為鹽型，去離子作用主要通過樹脂對離子傳遞的增強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)離子濃度降低到一定程度時(shí)，EDI以“電再生”模式運(yùn)行，淡化室中發(fā)生水解離，樹脂被再生為H型和OH型，EDI相當(dāng)于連續(xù)獲得再生的混床離子交換．本文的研究結(jié)果證明在脫除低濃度銅離子時(shí)EDI也存在上述兩種不同的運(yùn)行模式。
3 結(jié)論
本文的研究證實(shí)了與制備純水的EDI過程相似，脫除銅離子的EDI過程也存在“增強(qiáng)傳質(zhì)”和“電再生”兩種模式。在“電再生”模式下，EDI可將Cu2+從50mg/L左右脫除至火焰原子吸收分光光度法無法檢出，表明EDI用于脫除低濃度重金屬離子是可行的。在陰膜的濃水室表面的局部區(qū)域，水解離產(chǎn)生的OH-與Cu2+結(jié)合形成Cu(OH)2沉淀，并進(jìn)一步成為黑色的CuO結(jié)垢。通過膜堆形式及工藝條件的優(yōu)化，即可消除金屬氫氧化物產(chǎn)生的局部條件，從而避免結(jié)垢，獲得一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的EDI過程。
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