電滲析在液體熒光增白劑脫鹽中的應用
來源：浙江千秋環保水處理有限公司 閱讀：2674 更新時間：2009-08-06 10:42熒光增白劑，是一種光學增白劑。自身能產生熒光，由此提高物質的白度和光澤。 熒光增白劑被廣泛應用于造紙、印染、洗滌劑、涂料、塑料等領域。 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合成法生產出來后，其中的主要成分非常復雜，在其合成過程中會產生一些鹽、殘雜化合物及其它由于化合過程產生的異物、雜質及反應副產物，生產出的液體熒光增白劑的電導率達到40000——50000μs/cm，這些化合過程產生的雜物會直接影響到熒光增白劑的品質，降低了產品的純度。
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過程。電滲析淡化器，就是利用多層隔室中的電滲析過程達到使料液除鹽的目的。
我公司采用自行研發的低滲透陰、陽離子交換膜和改進隔板對液體熒光增白劑進行脫鹽，已經取得很好的成果。在幾個生產液體熒光增白劑的企業里應用效果良好。
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（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，啟始電導率為50000左右。
合格液體熒光增白劑電導率在15000以下。
二、電滲析裝置
采用規格為400×1600裝置，膜堆為250對，采用一級三段，設計流速為4cm，流量為3T/h。
2.1 離子交換膜
離子交換膜是電滲析設備關鍵部件，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保水處理有限公司生產的低滲透異相離子交換膜（該膜為我國生產的專利產品）。由于熒光增白劑料液與濃水兩室中的濃度相差很大，根據唐南平衡理論和擴散作用定律，當膜與兩側濃度不同溶液接觸時會發生電解質離子從高濃度側向低濃度側擴散滲析，同時又有水從低濃度側向高濃度側的自然擴散滲透。這樣就出現“跑料”和“進水”。跑料損失熒光增白劑，進水增加后續處理能耗，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這些現象可以大大改善，極大地降低產品損失和進水導致有能耗。
異相離子交換膜的主要技術指標：
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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中間的流水道上也存在電荷的遷移，常規隔板流水道短，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，在設計中采用循環脫鹽工藝。為了提高水的利用率采用濃水全循環，極水用濃水回流回來的水進行補充，然后排出（流程圖如圖1）循環料液的電導達到工藝要求，將料液排放到出料箱，進入下一道工序。
圖1 工藝流程圖
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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，調節料液、水和極水流量。為進一步防止“跑料”和“進水”現象發生，對料液室水、濃水壓力要進行適當調節，使兩側平衡。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，調節整流器、調壓旋鈕。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，調節電流到45A。隨著電滲析運行，料液中的鹽分下降，電流也逐漸下降。調節電壓旋鈕維持電流在45A。當電滲析器電壓達到150V時即單對膜電壓為0.7V時，停止調節電壓。對料液濃水的進出口，電導進行實時監測。當料液電導小于15000時，將整流器調零，并關閉電源。
五、電滲析器操作記錄
經過運行得到如下數據：
一次料液脫鹽處理數據表格
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時間與出口處電導的關系
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由上表可以看出，當處理到7小時后，電導率降到12770μs/cm，在要求15000μs/cm以下。達到了處理要求。
六、結論
利用電滲析進行液體熒光增白劑的脫鹽工藝已經成熟。浙江千秋環保水處理有限公司開發研制的電滲析器利用本公司的低滲透離子交換膜，改造了隔板設計，將跑料和漏電降低到了最小，將液體熒光增白劑的生產提高一個臺階。
參考文獻：
1. 高以狟、葉凌碧，膜分離技術基礎，科學出版社，P2～3
2. 程義方，全國電滲析、離子交換膜技術交流會論文集，1993，P1
3. 張維潤等，電滲析工程學，科學出版社，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，2005年9月第二屆中國膜科學與技術報告會，P349～350
