电渗析器的结构与维护

＝，　器的结构与维护　电渗析　＼，　丁　ｃ　２　·　徐宗炯　党相文．郭淑清．徐云晖　（北华大学林学院交通工程系，吉林吉林１３２０１３）　摘要：电潦析器工作正常与否关系到能否获取合乎要求的淡水。介绍了电渗析器各种元件的性状特点．说明　电潦析器的工作原理．指出了元件正确的排列顺序、安装方法及维护要点。　关键词：屯潦析器；结构；原理；维护；排列顺序　Ａｌ￣ｌｒｕｅｔ．Ｗｈｅｔｈｅｒ　ｈｅ　ｄｉｌｙａｚｅｒ　ｗｏｒｋｓ　ｎｏｒ￣ｎａｌｌｙ　ａｆｆ￣ｔｓ　ｔｈｅ　ｏｂｔａＪｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒｅｓｈ　ｗａｔｅｒ　ｕｐ　ｔｏ　ｄｅｍａｎｄｓ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎ—　ｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｅｃｅｈ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｌｙｚｅｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｎｎａｌｐｌｅ　Ｔｈｅ　。ｃｔ　ａｒｒａｎｇｉｎｇ。ｒｄｅｒ，ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ　ｗａｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｐ￣ｎｔｅｄ　ｏｕｔ．　Ｋｅｙ　ｍ　ｓ：ｄｉａｌｙｚｅｒ；自ｔｎｌｃｔｕ他；ｐｆｉｒｍｉｐ￣：ｍａｌｎｔｅａａａｎｅｅ；日ｒｒ盯ｌｇｉｎｇ　ｏｒｄｅｒ　中圈分类号：ＴＱ０￣８．７　２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３—８６３９（２０００）∞一００１２一ｏ４　本刊１９９９年第６期刊登（蓄电池用纯水的制　备）（以下简称（蓄））一文后，有些读者反映纯水　机工作可靠，出水品质好，但也提到经过一段时间　使用之后，其中电渗析器发生内部堵塞、性能下降　以至失散后如何进行定期检修的问题。纯水机中电　渗折器工作机理、结构材料比较新颖，其造价较　高；且又是离子交换的前处理装置，经它所产出的　用于水质软化，供给锅炉用水．还可用于盐碱地带　水质脱盐及脱碱、提高饮料品质、废水处理、回收　有用金属以及医疗保健等。　电渗析器输出端的浓水通道和淡水通道不是固　定不变的，这是因为浓水通道使用时间一长就会积　聚很多盐类和杂质沉淀物而造成堵塞，使淡水品质　得不到保证，所以要经常更换浓、淡水通道，但又　淡水品质直接关系到纯水的品质。电渗析器内部是　不宜过分频繁，以免浓水混入淡水贮水桶，一般以　每个班次（８　ｈ）换向一次为宜。　在正式接取淡水之前，应对上个班次的浓水通　道进行足够的冲刷，这个功能是由时间继电器控制　下的换向电磁阀来实现的，这些电路工作情况在　十复杂的迷宫式结构，由数百片隔板、膜片和几　片极板叠装而成，打开酸洗、清洁后若装复不当，　反而会使水质更加下降或堵塞更严重，甚至将导致　整台纯水机报废。为此，笔者就将经过反复实践研　究所得介绍给读者，供使用及维护时参考。　１　电渗析器的结构特点　电渗析法的水处理流程是，原水（自来水）经　（蓄）文中已有详细介绍。　为了进～步弄清电渗析器的结构、原理．以便　正确地使用和维护纯水设备．有必要对其元件作进　步了解。　过活性炭滤罐、线绕滤心罐以后进入电渗析器，经　过电渗析器的电化学处理后分为三路：一路是极　水．直接排掉：一路是淡水，经过换向电磁阀阀门　进入淡水贮水桶．以备进一步离子交换．制成纯度　更高的纯水；还有一路是浓水，是被析出的离子浓　度很高的废水，也要经过换向电磁阀阀门才能排出　机外。从电渗析器内流出的３种水中，淡水约占　４５％～５０％，浓水约占４０％一５０％，扳水约占　１０％～１５％。　电渗析器外形如（蓄）文中图２、图３所示，５　个电渗析组件由６片极板隔开，每个组件又由３２　片塑料水道隔板和３３片膜片组成，极板上有由檬　胶水道隔板和极板膜组成的极水通道，这几百片膜　片和隔板有序的排列和孔道的对齐是电渗析器正常　工作的根本保证。　１．１极板　极板如图１Ｂ所示，尺寸为１５０ｉｌｌｌｍ　ｘ　２００ｍｍ×　１　ｍｒｌｌ，左上端凸耳为导线连接孔，极板上的Ａ孔　和Ｂ孔分别为淡水孔与浓水孔，直径为１０　ｍｍ　（浓、淡水孔定期人为更换），Ｃ孔为扳水孔，直径　电渗析器不仅可以作为离子交换的前处理装　置，减轻后级的负担，提高水质纯度．也可以单独　收稿日期：２０００—０３—３０　作者简介：徐宗炯（１９４４一），男，瑚ｊＥ武汉人　高级工程师，从事汽车电器与电子技术的研究与教学工作，盘持汽运　实验室管理，曾参编和主审‘国内外汽车电路图集＞、‘汽车电器设备维修手册），主编‘常用汽车电路图集），并在（汽车电　器）等刊物上发表论文多篇。　ｌ２　‘汽车电器）２０００年第３期　维普资讯 http://www.cqvip.com

为８　ｍｍ。极板材料是不锈钢，安装在电渗析组件的　两端．接２４Ｖ直流电压以形成电场。工作时４—５个　电渗析组件并联，电流总和不大于１　Ａ．如果电流较　大，说明盐含量太大。在每２片极板之问夹有１７片　阳膜、ｌ６片阴膜和３２片塑料水道隔板，每片阳膜和　阴膜之间夹一片隔板形成水道。５个电渗析组件有６　片极板　在直流电场作用下．水中金属正离子趋向　负极板，并能通过阳膜，但被阴膜挡住；水中酸根　负离子趋向正极板，并能通过阴膜，但被阳膜挡住。　图中各字母含义：Ａ——上部上排孔；Ｂ——　上部下排孔；ｃ——上部极水孔；Ａ　——下部上排　孔；Ｂ　——下部下排孔；Ｃ　——下部极水孔。　ｂ　图１扳板与橡胶水道隔板　（ａ）扳板　（ｂ）橡胶水道隔板　１　２檬胶水道隔板　檬胶水道隔板如图１ｂ所示．其大小与极板相　同，用厚１．５　ｍｍ檬胶板冲压挖空制成。在每个电　渗析组件中需２块檬胶水道隔板，它们紧贴在不锈　钢极板上。如果极板另一侧还有电渗析组件，则极　板两侧都要对称地贴上檬胶水道隔板。隔板上Ａ、　Ｂ、ｃ孔应当与极板上Ａ、Ｂ、ｃ孔对齐。ｃ孔为极　水通道的连接点，弓字形漏孔即露出极板的部分．　当接有直流电压的极板表面有水流过时．则吸附水　中异性离子，形成极水，极水要经过各种膜片和隔　板上的ｃ　孔形成的极水通道引出。　１．３极板膜　极板膜如图２ａ所示，为淡黄色的阳膜，厚为　０　６～０　８ｍｍ，该膜上有Ａ、Ｂ　２个孔与其它隔板、　膜片叠成浓、淡２条水道，ｃ　孔与橡胶水道隔板的　Ｃ　孔对齐。极板膜的功用是：与檬胶水道隔板一起构　成极水通道，并经ｃ孔将极水引出，或使极水引人。　处在中间位置的极板，两侧均有橡胶水道隔板　与极板膜，经过横穿各膜片与隔板的Ｃ　孔水道．将　各极水通道串联起来．使极水排出电渗析器外。　１．４塑料水道隔板　如图３所示．每一片塑料水道隔板处在一对阳　‘汽车电器）２０００年第３期　图２电港析器的２种膜片　（ａ）扳板膜　（ｂ）普通膜　膜与阴膜之问、使二者分开不接触，同时叉在二者　之间形成厚１　ｍｍ的弓字形水道，水的电渗析过程　就在这里进行。它采用的是白色软质塑料．光滑平　直富有弹性。圈３ａ及图３ｂ所示的２种隔板夹在同　膜片的两侧，圈３ａ中弓形水道连通Ａ—Ａ　上排　孔．圈３ｂ中弓形水道连通Ｂ—Ｂ　下排孔，ｃ孔位置　不变，这表明同一膜片的两侧在工作中要分别形成　２种不同的水质：如果膜片一侧形成淡水汇人Ａ—　Ａ　通道，则膜片另一侧就形成浓水汇人Ｂ—Ｂ　通　道。每个电渗析组件中有３２片塑料水道隔板、ｌ６　片阴膜、ｌ７片阳膜，每对阴、阳膜片之问夹一片塑　料水道隔板，相邻塑料水道隔板水道中水质浓淡相　反，泾渭分明。这样形成３２条平行水道，其中ｌ６　条为淡水通道，与其间隔排列的另ｌ６条为浓水通　道，为了延长水流在电渗析器中流过的路程，３２杀　水道分成两部分，中间由中隔膜分开。　图３塑料水道隔板　（ａ）正向安装　（ｂ）倒向安装　１　５普通膜　普通膜如图２ｂ所示。它的上部有Ａ、Ｂ　２个孔　与其它隔板、极板的Ａ、Ｂ孔对齐形成Ａ、Ｂ　２条水　道；下部有Ａ　、Ｂ　、Ｃ　３个孔与各水道隔板的Ａ　、　Ｂ　、ｃ　孔对齐形成浓水、淡水、极水３条水道　其　１３　维普资讯 http://www.cqvip.com

中Ａ、Ｂ与Ａ　、Ｂ　水道的浓、淡品质是可以由人工　互换的。　１组右单元的安裴顺序是：硬塑料夹板一密封橡胶　垫一极板ｌ一橡胶水道隔板２一极板阳膜３（黄色）　一塑料水道隔板４一普通阴膜５（蓝色）一塑料水　道隔板６一普通阳膜７一塑料水道隔板８一普通阴膜　９……共１６片塑料水道隔板、８片阴膜、９片阳膜ｃ　普通阳膜呈淡黄色，普通阴膜呈淡蓝色。　１　６中隔膜　中隔膜如图４所示。它　的上半部没有孔，因此电渗　析组件右半部分Ａ、Ｂ水道　在这里不能向左流通，必须　经过塑料水道隔板形成的１６　条弓形水道下行（参见图　５）、汇集到下半部的Ａ　、Ｂ　２　２浓水与淡水各汇其道　原水从右端进入电渗析器后即被膜片、隔板形　成的Ａ、Ｂ水道和极板阳膜分成３条路，其中极水　通道紧贴极板，极水从极水通道下部ｃ　孔流出。　在图５所示直流电场作用下，水中金属正离子　顺利通过阳膜而受到阴膜阻挡，水中负离子顺利通　过阴膜而受到阳膜阻挡，从而在４、８、１２、１４水　道中形成浓水，汇集到Ａ　水道；在６、１０、１３、１５　水道才可以通过中隔膜下部　的Ａ　与Ｂ　Ｌ与电渗析组件左　半部分的　、Ｂ　水道相通。　圈４中隔膜　水道中离子被析出形成淡水，汇集至Ｂ　水道。由于　中隔阳膜１１的作用，Ａ　水道与　水道直通左单元。　从图５可见，如果膜片、隔板排列顺序与方向正　２电渗析器的工作原理殛检修要点　电渗析器的结构与工作原理示意图如图５所　示．图５中只画出了相邻的２个电渗析组件　为叙　述方便，把２片极板之间的电渗析元件称为一组，　将每组内水流箭头方向一致的那半部分称为左单元　或右单元　图５只画出每个单元中有代表性的５条　水道　实际上每单元中有８条淡水通道、８条浓水　通道和１条极水通道。　２　１安装顺序不可错　确，则右单元淡水通道与左单元淡水通道串联，右　单元的浓水通道与左单元浓水通道串联，使电渗析　作用进一步增强，从而提高了水的纯度；反之．则　浓、淡水道互混，不起作用。　在操作中应当注意：安装膜片时必须与水道隔　板正确搭配，始终坚持从一个方向看过去。如图５　所示，从电渗析器的右端人口往左看：普通阴膜５　（蓝色）右侧的塑料水道隔板４向上连通Ａ—Ａ　水　道．则普通阳膜７（黄色）右侧的塑料水道隔板６　向下连通Ｂ—Ｂ　水道；普通阴膜９（蓝色）右侧的　要使电渗析器工作正常，必须使其极板、膜　片、隔板安装正确。按水流方向从右向左排列．第　．　．－　＋／　Ｉ　９　—］ｒ　３Ｇ’　Ｉ　｝【　ｌ　５　１４　１３　１２●　Ｉｌ０　８　Ａ　１　ｌ　（　）　Ａ　Ｂ　２　ａ　２　２１　２０　ｌ９　２Ｂ　２７　２８　２５　２４Ｉ　２２６　４　１　２　（　＋十　一　．　＋　。　：．：　＋　一　’＋　一’　一＋　●　Ｃ，／、　一　：Ｊ　Ｂ　ｌ　１　日　Ｊ　ｌ：　Ｉ　Ｉ　Ｂ、／　《蔷　。　［●　｛Ｉ　［－　Ｊ　１Ａ‘　｛ＢＩ　ｊ　土Ｊ　ｆ　ｏ●Ｉ。：１　１Ａ　手日Ｉ　‘ｊ　｛　ｌ　｛．Ｉ　一－）水　１、１７、２９．极板图５　电渗析器的结拘与工作原理示意图　２、１６、１８、２８．橡胶水道隔板３极板阳膜４、８、１２、１４、２０、２２、２５、２７塑料水　６、１０、１３、１５、１９、２１、２４、２６．塑料水道隔板（连　３０．２４　ｖ直流电源３１．直流电源极性换向开关　（汽车电器）２０００年第３期　１１、２３中隔阳膜道隔板（连通Ａ一　水道）　５、９、２１ａ．普通阴膜通Ｂ—Ｂ　水道）　７、２０ａ普通阳膜维普资讯 http://www.cqvip.com

塑料水道隔板８向上连通Ａ—Ａ　水道；普通阳膜１１　（黄色）右侧的塑料水道隔板ｌ０向下连通Ｂ—Ｂ　水　道一·－按此顺序安放直到负极板ｌ７处。　２．３同质水道准确串联　在图５中的第２个电渗析组件中，直流电场方　向是负极在右、正极在左．与第１组相反。按照上　述极板与膜片的作用原理可以推断出：２０、２２、　２５　２７水遭是浓水通道，１９、２１、２４、２６水道是　淡水通道　Ａ、Ｂ、Ａ　、Ｂ　、Ｃ　水道的位置不能改　变，也就是说，第１组的淡水通道应接第２组的淡　水通道，第１组的浓水通道应接第２组的浓水通　道，为了满足这～要求，第２组的塑料水道隔板排　列顺序必须改变。　仍然是坚持从右向左看去：普通阴膜（蓝色）　右侧的塑料水道隔板１９向下连通Ｂ～Ｂ　水道，普通　阳膜（黄色）右侧的塑料水遭隔板２Ｑ向上连通Ａ　Ａ　水道……按此排列下去，这与第１组中普通阴　膜５右侧塑料水道隔板连通Ａ—Ａ　水道恰好相反。　中隔阳膜２３的作用与第１组的中隔阳膜１１的　作用相同。　２　４极ｚｋ通道一线牵　边缘极板１与２９　侧的极水通道与中间极板　ｌ７两删的极水通道经过Ｃ　水道相通，其流量较小，　Ｃ’孔直径为８　ｍｍ，安装时不得被堵住　２　５图与结构相对应　图５表达出了电渗析器各元件装配与水道的串　并联关系，大大方便了操作时的核对工序。　凡是水道与极板、膜片、隔板有交点的，表示　其上必然有孔并且叠成水遭，如果水道与其无交点　的则无孔。如极板阳膜３与Ａ、Ｂ水道相交．其上　部有Ａ、Ｂ　２个孔，下半部极水通道拐弯以后与极　板阳膜３相交后引出，表示有１个Ｃ　Ｌ，但没有　Ａ　、Ｂ　２个孔，这与图２ａ是致的。　普通阴膜５（蓝色）上部与Ａ、Ｂ水道相交，　表示其上部有Ａ、Ｂ　２个孔，下部与Ａ　、Ｂ　、Ｃ　３　条水道相交，表示它的下部必有Ａ　、Ｂ　、Ｃ　３个　孔，这与图２ｂ一致。　中隔阳膜１１、２３上部无孔，下部有Ａ　、Ｂ　、　Ｃ　３个孔，这可以在图５中体现出来并且与图４一　致　同理，极板Ｉ７上部有Ａ、Ｂ、Ｃ　３个孔，而下　部没有Ａ　、Ｂ　、Ｃ　３个孔，这也与阁１一致。　可见图５为正确安装电渗析器提供了可靠的依　据　Ⅱ口位清洗中顺序被打乱．也可以理出头绪来　３电渗析器的正确使用与维护　３　１　日常使用　日常使用中坚持每个班次换向一次是延长电渗　析器使用寿命的关键，其原理见《蓄）文分析。纯　（汽车电器＞２０００年第３期　水机未通水时不要接通电源升关，以免盐层电路烧　坏膜片。　３．２再生与安装　电渗析器功效下降以后可以拆开清洗，要做好　标记和记录，不要打乱安装顺序，也可以用根软　线将各元件依次穿起来，认真刷洗积垢．必要时予　以酸洗、漂净，再接原顺序装回，在这　过程中，　要注意以下５点。　ａ．清洗时．先用３％的盐酸水溶液浸泡剐膜、　阳膜，浸泡时间为８　ｈ以上，尽量分散升使元件都　能与盐酸起反直，以激活阴膜与阳膜，然后用大世　清水冲洗，直到水中不显酸性为止　ｂ安装隔板时，同一膜片两侧的塑料水道隔板　的连通孔道必须相反。如图５中普通蹦膜５、９一　侧向上连通Ａ—Ａ　水道，其另　侧（即普通阳膜７　的右侧）应连通Ｂ—Ｂ　水道，按此顺序将同一组元　件装完．如有错装，将使浓水流人漩水通道、淡水　流人浓水通道，从而失去效能。　ｃ．相邻２个电渗析组件的塑料水道隔板连通方　向要相反，即从个方向（如从右向左）看：第１　组普通阳膜７右侧塑料水道隔板向下连通Ｂ—Ｂ　水　道．普通阴膜９右侧塑料水道隔板向Ｊ＝＇连通＾一Ａ　水道；第２组普通阳膜２０ａ右侧塑料水道隔板ｍ　连通Ａ—Ａ　水道，普通阴膜２Ｉａ右侧塑料水道隔板　向下连通Ｂ—Ｂ　水道，恰与第ｌ组相反，不得装错　ｄ先将各元件水平放置，并按顺序装成单元、　再将极板膜与极板水平对正放好，使膜片与厢板孔　孔对齐．将单元对孔装上以后，再装中隔膜　潍　意：左单元与右单元的Ａ　、Ｂ　、ｃ　孔必须对并；组　与组间的Ａ、Ｂ孔要对齐；橡胶水道隔板Ｃ扎要刈　齐；Ｃ　极水孔也要对齐。　ｅ．各组元件确实对齐各孔之后，用硬塑料夹板　与不锈钢螺栓拧紧，防止元件之问松动漏水。在通　水试验过程中，应注意检测原水、浓水、淡水、极　水的电导率（或电阻率），当淡水电导率远小于原　水电导率（或淡水电阻率远大于原水电阻率）时，　则电渗析器工作正常；如果原水、淡水电导率卡廿差　不大，则可能是安装错误；如果装配无误而膜片上　痕迹色索很深，则是膜片失效，可向原厂购买元件　或总成重装，再作检测。表１给出丁重装后的电渗　析器的一次检测记录。　表１童装后的电渗析器各部分水质电导率　参考文献：　［１］绦宗炯蓄电池用纯水的制备［Ｊ］忾车电器　ｉ９９９，Ｌ６ｉ４—９　（责４２－编辑　叶子）　１５·