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图3TDS与电流效率关系曲线图
4.3进水TDS变化对离子迁移通量和吨水能耗的影响
随着原水TDS的升高,离子迁移通量以及吨水电耗逐步升高(图4)。进水TDS4000mg/L时,离子迁移通量小于1eq/(m2˙h),吨水能耗小于1kw˙h;进水TDS10000mg/L时,离子迁移通量约2eq/(m2˙h),吨水能耗2~3kw˙h;进水TDS30000mg/L时,离子迁移通量约6eq/(m2˙h),吨水能耗6~7kw˙h。吨水能耗随着离子迁移通量的增加而增大。
图4TDS对离子迁移通量和吨水能耗的关系曲线图
4.4进水TDS变化对脱盐率的影响
试验考察了不同进水TDS浓度(4000mg/L、10000mg/L、30000mg/L)下的脱盐率的变化(图5),通过分析,脱盐率随着进水浓度的升高在脱盐率80%左右波动,脱盐率受水质波动影响不大,不同试验条件下的脱盐率总体不低于80%。
图5TDS与脱盐率关系曲线图
4.5水质检测结果
产水水质检测结果见表2。
表2产水水质分析
由表2可知,进水TDS5300mg/L时,ED膜对水的浓缩倍数为11;进水TDS10253mg/L时,浓缩倍数为13.6倍;进水浓度TDS30000mg/L时,其浓缩倍数将近7倍,浓水TDS达到上限(200000mg/L)。随着进水浓度的升高,电驱离子膜浓缩达到的浓水浓度进一步提升200000mg/L,浓缩倍数与进水浓度无明显相关性,但电驱离子膜装置的浓缩效率受进水浓度的影响较大;进水浓度TDS30000mg/L时,电驱离子膜装置可利用其最大效率。
5结论
与传统软化预处理相比,脱硫废水经过化学反应和管式膜过滤的软化预处理工艺后,流程大大缩短。管式膜产水进入电驱离子膜装置进行浓缩,进水水质波动对电驱离子膜膜元件的电流效率、产水率、脱盐率有不同程度的影响。通过实验得知,在进水浓度增高时,电流效率较大,产水率和脱盐率均能保持稳定水平,电驱离子膜装置的浓缩倍率受进水浓度影响较大,进水TDS约30000mg/L时,浓水TDS可以达到200000mg/L,将浓水减量,减轻后续蒸发结晶装置的运行压力,产水可回用于循环水冷却系统,实现废水零排放处理。相比热法浓缩,电驱离子膜浓缩废水所需电耗较低,不需要其他能耗,并且不会造成热损失,也不需要新鲜水源。因此采用电驱离子膜技术对高盐水或者脱硫废水进行浓缩处理具有更大的推广价值和意义。
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