電滲析在液體熒光增白劑脫鹽中的應(yīng)用
來源：浙江千秋環(huán)保水處理有限公司 閱讀：2563 更新時間：2009-08-06 10:42熒光增白劑，是一種光學(xué)增白劑。自身能產(chǎn)生熒光，由此提高物質(zhì)的白度和光澤。 熒光增白劑被廣泛應(yīng)用于造紙、印染、洗滌劑、涂料、塑料等領(lǐng)域。 熒光增白劑分為固體和液體兩大類， 但是固體增白劑粉塵對環(huán)境和人體都有危害，因此液體熒光增白劑是固體熒光增白劑的替代產(chǎn)品。液體熒光增白劑是完全水溶性增白劑。液體熒光增白劑通過化學(xué)合成法生產(chǎn)出來后，其中的主要成分非常復(fù)雜，在其合成過程中會產(chǎn)生一些鹽、殘雜化合物及其它由于化合過程產(chǎn)生的異物、雜質(zhì)及反應(yīng)副產(chǎn)物，生產(chǎn)出的液體熒光增白劑的電導(dǎo)率達(dá)到40000——50000μs/cm，這些化合過程產(chǎn)生的雜物會直接影響到熒光增白劑的品質(zhì)，降低了產(chǎn)品的純度。
電滲析是在外加直流電場的作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，使離子從一部分水中遷移到另一部分水中的物理化學(xué)過程。電滲析淡化器，就是利用多層隔室中的電滲析過程達(dá)到使料液除鹽的目的。
我公司采用自行研發(fā)的低滲透陰、陽離子交換膜和改進(jìn)隔板對液體熒光增白劑進(jìn)行脫鹽，已經(jīng)取得很好的成果。在幾個生產(chǎn)液體熒光增白劑的企業(yè)里應(yīng)用效果良好。
一、 液體熒光增白劑料液分析
液體熒光增白劑中含有苯乙烯類物質(zhì)（分子量在1000以上）含量在10%左右，Nacl含量2%左右，比重1000——1050g/l；黏度略高于水，PH=8——8.5，啟始電導(dǎo)率為50000左右。
合格液體熒光增白劑電導(dǎo)率在15000以下。
二、電滲析裝置
采用規(guī)格為400×1600裝置，膜堆為250對，采用一級三段，設(shè)計流速為4cm，流量為3T/h。
2.1 離子交換膜
離子交換膜是電滲析設(shè)備關(guān)鍵部件，是電滲析器的心臟。離子交換膜分為陽離子交換膜（陽膜）和陰離子交換膜（陰膜）。
該裝置采用浙江千秋環(huán)保水處理有限公司生產(chǎn)的低滲透異相離子交換膜（該膜為我國生產(chǎn)的專利產(chǎn)品）。由于熒光增白劑料液與濃水兩室中的濃度相差很大，根據(jù)唐南平衡理論和擴(kuò)散作用定律，當(dāng)膜與兩側(cè)濃度不同溶液接觸時會發(fā)生電解質(zhì)離子從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)擴(kuò)散滲析，同時又有水從低濃度側(cè)向高濃度側(cè)的自然擴(kuò)散滲透。這樣就出現(xiàn)“跑料”和“進(jìn)水”。跑料損失熒光增白劑，進(jìn)水增加后續(xù)處理能耗，采用普通離子交換膜很難解決這一問題。采用低滲透膜配合其它改進(jìn)這些現(xiàn)象可以大大改善，極大地降低產(chǎn)品損失和進(jìn)水導(dǎo)致有能耗。
異相離子交換膜的主要技術(shù)指標(biāo)：
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
2.2 隔板
材料采用PP（聚丙烯）隔板。用于熒光增白劑的隔板與常規(guī)隔板不同，由于熒光增白劑的料液含鹽量高，在電參析脫鹽過程中所加的電流較大，因此在隔板流水孔與布水網(wǎng)中間的流水道上也存在電荷的遷移，常規(guī)隔板流水道短，電荷容易遷移到流水孔，使電流損失大，電流效率降低。該電滲析隔板采用了加長流水道隔板使料理液流程加長，電荷遷移距離加長，降低了電流的損耗，提高了電流效率。
2.3 電極
電極采用鈦涂釕（絲狀）電極，熒光增白劑的料液含鹽量高。電滲析所加電流大。為保證電極絲的電流密度，并且延長電極壽命，采用了雙排絲加密電極。
2.4 整流器
采用額定電壓250V，額定電流為70A。
三、工藝流程
熒光增白劑料液的含鹽量高，而三段電滲析的脫鹽率為70%左右，在設(shè)計中采用循環(huán)脫鹽工藝。為了提高水的利用率采用濃水全循環(huán)，極水用濃水回流回來的水進(jìn)行補(bǔ)充，然后排出（流程圖如圖1）循環(huán)料液的電導(dǎo)達(dá)到工藝要求，將料液排放到出料箱，進(jìn)入下一道工序。
圖1 工藝流程圖
 |
四、電滲析操作流程
電滲析在工作前：要先將料液、水、極水用泵分別打入淡水室、濃水室中，保證電滲析中氣體完全排出，調(diào)節(jié)料液、水和極水流量。為進(jìn)一步防止“跑料”和“進(jìn)水”現(xiàn)象發(fā)生，對料液室水、濃水壓力要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，使兩側(cè)平衡。料液流量和濃水流量為3T/h。極水流量為1.5T/h。到流量平衡后，調(diào)節(jié)整流器、調(diào)壓旋鈕。開始時由于料液中含鹽量高，單對膜電壓不宜過高，采用電流控制，調(diào)節(jié)電流到45A。隨著電滲析運(yùn)行，料液中的鹽分下降，電流也逐漸下降。調(diào)節(jié)電壓旋鈕維持電流在45A。當(dāng)電滲析器電壓達(dá)到150V時即單對膜電壓為0.7V時，停止調(diào)節(jié)電壓。對料液濃水的進(jìn)出口，電導(dǎo)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。當(dāng)料液電導(dǎo)小于15000時，將整流器調(diào)零，并關(guān)閉電源。
五、電滲析器操作記錄
經(jīng)過運(yùn)行得到如下數(shù)據(jù)：
一次料液脫鹽處理數(shù)據(jù)表格
 |
時間與出口處電導(dǎo)的關(guān)系
 |
由上表可以看出，當(dāng)處理到7小時后，電導(dǎo)率降到12770μs/cm，在要求15000μs/cm以下。達(dá)到了處理要求。
六、結(jié)論
利用電滲析進(jìn)行液體熒光增白劑的脫鹽工藝已經(jīng)成熟。浙江千秋環(huán)保水處理有限公司開發(fā)研制的電滲析器利用本公司的低滲透離子交換膜，改造了隔板設(shè)計，將跑料和漏電降低到了最小，將液體熒光增白劑的生產(chǎn)提高一個臺階。
參考文獻(xiàn)：
1. 高以狟、葉凌碧，膜分離技術(shù)基礎(chǔ)，科學(xué)出版社，P2～3
2. 程義方，全國電滲析、離子交換膜技術(shù)交流會論文集，1993，P1
3. 張維潤等，電滲析工程學(xué)，科學(xué)出版社，1995，P3～4，18～19，28～39，45
4. 譚士賓、宋新生、張耀武，低滲透膜的研制開發(fā)，2005年9月第二屆中國膜科學(xué)與技術(shù)報告會，P349～350
