电渗析出水偏酸性的原因及其解决措施

摘　要：电渗析器运行一段时间后出水偏酸性，分析原因，主要是膜污染严重，导致浓差极化造成。结合本厂实际进行相应处理，并提出了一系列预防措施以保证水质。同时也介绍了一种测定极限电流的简单方法。
  关键词：水处理；纯水；电渗析；浓差极化
  0 概述
  我厂（巨化集团公司制药厂）的纯水处理系统1994年10月建成投产。具体如下：
  产水流程如图1：
  本纯水制备系统原为SMZ产品配备的，后因生产需要，纯水供其它药品生产用。采用每日开车4h，每4h倒换电极一次的方法保持纯水系统运行。
  1 存在问题
  该系统自1997年底向制药厂制剂车间供水，1998年3月出现出水偏酸性的现象。分析原因时采用倒溯法。首先排除取样污染因素，原取样在贮罐处取，因贮罐放空存在缺陷，改为离子交换柱后直接取样，分析结果表明出水仍偏酸性，但其他项目均在指标范围内。检查电渗析器出水，水的pH为5。最后检查原水，呈中性。因此判断问题是电渗析器故障。采用2％盐酸循环冲洗两次，再冲洗24h，产水依然偏酸。将运行电压降低至70V，依然不能解 问题。检查电渗析器，发现电渗析器进水管内壁有有机附着物。
  2 原因分析
  电渗析器的工作原理是在外加电场作用下，利用阳、阴离子交换膜的选择透过性，使一部分离子透过离子交换膜从一个室迁移到另一个室，从而使一部分水淡化，一部分水浓缩。电渗析器的构造示意图如图2所示，在正负两电极间交替的平行放置阳离子交换膜、阴离子交换膜。
  阳膜由带负电荷的酸性活性基团的阳离子交换树脂构成，能选择性地使阳离子透过，阴离子不能透过；阴膜由带正电荷的碱性活性基团的阴离子交换树脂构成，能选择性地使阴离子透过，阳离子不能透过。由于与离子交换膜所带电荷相反的离子能穿过膜，（称为反离子迁移）使一部分水淡化，一部分水浓缩。
  由于反离子在膜内迁移数大于它在溶液中迁移数，在膜两侧形成反离子的浓度边界层，当电流密度增加到一定程度时，膜界面处反离子浓度趋于0，为保持离子迁移的平衡，将迫使水离解而由H+来传递电流，这就是电渗析的浓差极化现象。当发生极化时，由于产生OH-的作用，在膜表面易形成沉淀，导致膜性能恶化，并且会改变水的pH值，影响出水质量。即使工作电流不超极限电流，也会因水流分布不匀、悬浮物堵塞使水流不畅等原因造成局部极化，引起上述结果。由此可知电渗析出水偏酸的根本原因是浓差极化。
  由于电渗析器进水管内壁有有机附着物，生产过程中虽定期倒转电极，但未经常测定极限电流以调整工作电流，结合系统检查，确定本厂造成浓差极化的原因是由于预处理系统存在缺陷，加之操作经验不足，致使膜污染较严重，从而导致电渗析器生产一段时间后出水出现偏酸性的现象。
  3 解决措施
  ………………
  4 结果
  采用上述方法后至今未出现电渗析出水偏酸现象。减少了因水质不合格造成的药品损失，缩短了水处理不正常停车时间。为原料药和制剂药品生产提供了纯水水质保障。

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