电渗析在液体荧光增白剂脱盐中的应用
来源：浙江千秋环保水处理有限公司 阅读：2507 更新时间：2009-08-06 10:42荧光增白剂，是一种光学增白剂。自身能产生荧光，由此提高物质的白度和光泽。 荧光增白剂被广泛应用于造纸、印染、洗涤剂、涂料、塑料等领域。 荧光增白剂分为固体和液体两大类， 但是固体增白剂粉尘对环境和人体都有危害，因此液体荧光增白剂是固体荧光增白剂的替代产品。液体荧光增白剂是完全水溶性增白剂。液体荧光增白剂通过化学合成法生产出来后，其中的主要成分非常复杂，在其合成过程中会产生一些盐、残杂化合物及其它由于化合过程产生的异物、杂质及反应副产物，生产出的液体荧光增白剂的电导率达到40000——50000μs/cm，这些化合过程产生的杂物会直接影响到荧光增白剂的品质，降低了产品的纯度。
电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。电渗析淡化器，就是利用多层隔室中的电渗析过程达到使料液除盐的目的。
我公司采用自行研发的低渗透阴、阳离子交换膜和改进隔板对液体荧光增白剂进行脱盐，已经取得很好的成果。在几个生产液体荧光增白剂的企业里应用效果良好。
一、 液体荧光增白剂料液分析
液体荧光增白剂中含有苯乙烯类物质（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，启始电导率为50000左右。
合格液体荧光增白剂电导率在15000以下。
二、电渗析装置
采用规格为400×1600装置，膜堆为250对，采用一级三段，设计流速为4cm，流量为3T/h。
2.1 离子交换膜
离子交换膜是电渗析设备关键部件，是电渗析器的心脏。离子交换膜分为阳离子交换膜（阳膜）和阴离子交换膜（阴膜）。
该装置采用浙江千秋环保水处理有限公司生产的低渗透异相离子交换膜（该膜为我国生产的专利产品）。由于荧光增白剂料液与浓水两室中的浓度相差很大，根据唐南平衡理论和扩散作用定律，当膜与两侧浓度不同溶液接触时会发生电解质离子从高浓度侧向低浓度侧扩散渗析，同时又有水从低浓度侧向高浓度侧的自然扩散渗透。这样就出现“跑料”和“进水”。跑料损失荧光增白剂，进水增加后续处理能耗，采用普通离子交换膜很难解决这一问题。采用低渗透膜配合其它改进这些现象可以大大改善，极大地降低产品损失和进水导致有能耗。
异相离子交换膜的主要技术指标：
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
2.2 隔板
材料采用PP（聚丙烯）隔板。用于荧光增白剂的隔板与常规隔板不同，由于荧光增白剂的料液含盐量高，在电参析脱盐过程中所加的电流较大，因此在隔板流水孔与布水网中间的流水道上也存在电荷的迁移，常规隔板流水道短，电荷容易迁移到流水孔，使电流损失大，电流效率降低。该电渗析隔板采用了加长流水道隔板使料理液流程加长，电荷迁移距离加长，降低了电流的损耗，提高了电流效率。
2.3 电极
电极采用钛涂钌（丝状）电极，荧光增白剂的料液含盐量高。电渗析所加电流大。为保证电极丝的电流密度，并且延长电极寿命，采用了双排丝加密电极。
2.4 整流器
采用额定电压250V，额定电流为70A。
三、工艺流程
荧光增白剂料液的含盐量高，而三段电渗析的脱盐率为70%左右，在设计中采用循环脱盐工艺。为了提高水的利用率采用浓水全循环，极水用浓水回流回来的水进行补充，然后排出（流程图如图1）循环料液的电导达到工艺要求，将料液排放到出料箱，进入下一道工序。
图1 工艺流程图
 |
四、电渗析操作流程
电渗析在工作前：要先将料液、水、极水用泵分别打入淡水室、浓水室中，保证电渗析中气体完全排出，调节料液、水和极水流量。为进一步防止“跑料”和“进水”现象发生，对料液室水、浓水压力要进行适当调节，使两侧平衡。料液流量和浓水流量为3T/h。极水流量为1.5T/h。到流量平衡后，调节整流器、调压旋钮。开始时由于料液中含盐量高，单对膜电压不宜过高，采用电流控制，调节电流到45A。随着电渗析运行，料液中的盐分下降，电流也逐渐下降。调节电压旋钮维持电流在45A。当电渗析器电压达到150V时即单对膜电压为0.7V时，停止调节电压。对料液浓水的进出口，电导进行实时监测。当料液电导小于15000时，将整流器调零，并关闭电源。
五、电渗析器操作记录
经过运行得到如下数据：
一次料液脱盐处理数据表格
 |
时间与出口处电导的关系
 |
由上表可以看出，当处理到7小时后，电导率降到12770μs/cm，在要求15000μs/cm以下。达到了处理要求。
六、结论
利用电渗析进行液体荧光增白剂的脱盐工艺已经成熟。浙江千秋环保水处理有限公司开发研制的电渗析器利用本公司的低渗透离子交换膜，改造了隔板设计，将跑料和漏电降低到了最小，将液体荧光增白剂的生产提高一个台阶。
参考文献：
1. 高以狟、叶凌碧，膜分离技术基础，科学出版社，P2～3
2. 程义方，全国电渗析、离子交换膜技术交流会论文集，1993，P1
3. 张维润等，电渗析工程学，科学出版社，1995，P3～4，18～19，28～39，45
4. 谭士宾、宋新生、张耀武，低渗透膜的研制开发，2005年9月第二届中国膜科学与技术报告会，P349～350
