水的電滲析，由于離子的水合作用和形成雙電層，在直流電場作用下，水分子也可從淡化室向濃縮室遷移;水的壓滲，由于濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別，迫使水分子由壓力大的一側(cè)向壓力小的一側(cè)滲透。顯然，這些次要過程對電滲析是不利因素，但是它們都可以通過改變操作條件予以避免或控制。

 

　　電流效率：電滲析析器運行時實際除鹽量與理論除鹽量之比稱為電滲析設(shè)備的電流效率。

 

　　極化發(fā)生后在陽膜淡室的一側(cè)富集著過量的氫氧根離子，陽膜濃室的一側(cè)富集著過量的氫離子;而在陰膜淡室的一側(cè)富集著過量的氫離子，陰膜濃室的一側(cè)富集著過量的氫氧根離子。由于濃室中離子濃度高，則在濃室陰膜的一側(cè)發(fā)生碳酸鈣等沉淀，從而增加膜電阻，加大電能消耗，減小膜的有效面積，降低出水水質(zhì)，影響正常運行。

 

　　電滲析設(shè)備工作時，單位膜面積上通過的電流稱為電流密度。運行時，當(dāng)電流密度達到一定值時，界面層離子的遷移速度遠低于膜內(nèi)離子遷移速度，迫使膜界面處水分子發(fā)生電離，依靠氫離子和氫氧根離子來傳遞電流，這種膜界面現(xiàn)象稱為濃差極化，此時的電流密度稱為極限電流密度。極化包括濃差極化和電極極化。

 

　　水的滲透，盡管交換膜是不允許溶劑分子透過的，但是由于淡化室與濃縮室之間存在濃度差，就會使部分溶劑分子(水)向濃縮室滲透;水的極化電離，有時由于工作條件不良，會強迫水電離為氫離子和氫氧根離子，它們可透過交換膜進入濃縮室。

 

　　淡化裝置能量運動消耗流程：

 

　　淡化裝置的總?cè)萘繛?8000m3/d，選用數(shù)臺裝置并聯(lián)運行?？紤]到原水水質(zhì)的特性，采用介于海水及一般水處理之間的系統(tǒng)回收率65%，既保證水源的充分利用，又防止回收率過高對膜的損害。為實現(xiàn)回收率>65%的目標(biāo)，需采用二段工藝操作。考慮到該水質(zhì)的反滲透操作壓力較高，濃水排放較海水處理相對較少，排放量較大，在一、二段膜中間增設(shè)能量回收裝置，從而減少系統(tǒng)的能量消耗。

 

　　無論采用幾臺裝置并聯(lián)，從裝置能量消耗的角度看，對于一級一段流程，每個壓力容器內(nèi)安裝6組反滲透膜*佳;對于一級二段流程，每個壓力容器內(nèi)安裝4組膜*佳。從投資的角度看，每個壓力容器內(nèi)安裝的膜組件數(shù)越多，壓力容器的個數(shù)越少，同樣膜組件數(shù)的投資越少;因為6m長壓力容器與4m長壓力器的價格并不呈比例增長。綜合考慮各方面因素，一級二段流程也選用6m長的壓力容器，即每個壓力容器內(nèi)安裝6組反滲透膜組件。

 

　　鑒于該水含鹽量為12400mg/L，屬于高濃度苦咸水，且不到常規(guī)海水含鹽量的一半，無法照搬傳統(tǒng)意義苦咸水及海水的處理方式。因此采用苦咸水和海水反滲透膜一級一段、一級二段和二者的混合工藝分別計算。

 

　　完全使用海水膜，淡化系統(tǒng)的能量消耗較高，*段采用苦咸水膜、第二段采用海水膜的能量消耗與兩段均采用苦咸水膜的能量消耗相當(dāng)。完全采用苦咸水膜時，操作壓力為294N，到第二段的進口濃度達到24000mg/L，雖然從理論計算上沒有問題，但缺乏工程實例，風(fēng)險較大。因而，反滲透膜堆的排布形式采用*段苦咸水膜，第二段海水膜。

 

　　根據(jù)透過水的水質(zhì)情況，后處理采用p值調(diào)節(jié)。透過水加入Na2CO3調(diào)節(jié)p值，加入量為145mg/L，加入后把p值調(diào)節(jié)到7.43，以符合循環(huán)水的水質(zhì)要求及減少對管路的腐蝕。由于調(diào)節(jié)p值而加入了純堿，處理后水的總固溶物含量將有所增加，*后加入1mg/L液氯以防止微生物的污染，提供給用戶使用。反滲透裝置主體電力消耗20kW·h/m3(產(chǎn)水)，加入引水及其他附屬設(shè)備用電共計2.5kW·h/m3，單位造水成本則為2.48元/m3。

 

　　混床系統(tǒng)設(shè)計因素和實例：

 

　　不同樹脂的工作交換容量不同、進水水質(zhì)條件不同;原則是陰、陽樹脂同時失效;強酸性樹脂與強堿性樹脂混床的混合比一般為1:2;也可以是1:1等其它比例;陰、陽樹脂的分層率 選擇合適的樹脂 控制合適的分層條件：反洗膨脹率50～80%，逐步增減反洗流量;控制樹脂層的失效程度：加速失效(可加酸、加堿或者加鹽);混合均勻 保證50～80%的膨脹高度;保證混合空氣壓力和空氣量;選用經(jīng)過凈化(去油、去水、去灰塵)處理的壓縮空氣作為氣源;

 

　　混床系統(tǒng)設(shè)計需考慮的因素：設(shè)計流速、原水條件、產(chǎn)水水質(zhì)要求、系統(tǒng)規(guī)模、用水要求、樹脂選型、再生方式、再生劑純度、再生劑比耗、交換器數(shù)量?；齑苍偕到y(tǒng)提供離子交換處理設(shè)備所需的各種再生液，通常具有 貯存、溶解、計量、配置和輸送等功能。常見的再生劑有：燒堿、 鹽酸、硫酸。

 

　　混床設(shè)計實例 已知：處理水量80m3/h，混床進水水質(zhì)：【Ca2+】=0.3mg/L, 【Mg2+】 =0.03mg/L, 【Na+】=0.37mg/L, 【K+】=0.1mg/L, 【HCO3-】 =0.58mg/L, 【SO42-】=0.02mg/L, 【Cl-】=1mg/L, 【SiO2】 =0.04mg/L;總陽離子含量=0.0362meq/L，總陰離子含量= 0.0361meq/L。要求出水水質(zhì)：電阻率≥10MΩ*cm，【SiO2】≤0.02mg/L 設(shè)計計算： ⑴取設(shè)計濾速為50m/h，則：混床柱截面積F=Q/v=80/50=1.6m2 ⑵混床柱直徑D=(4F/п)0.5=1.428m，取直徑為1.5m，實際截面積F實=пD2/4=1.767m2 實際濾速為v實=Q/F實=45.2m，符合設(shè)計規(guī)范要求 選擇兩臺交換器，一臺備用，則工作床臺數(shù)m=1。再生方式選用酸堿分別 流經(jīng)陽、陰樹脂的同步再生法。