GBT 43089-2023 高鹽水濃縮電滲析器

高鹽水濃縮電滲析器I前言 12規(guī)范性引用文件 l3術(shù)語(yǔ)和定義 14分類和標(biāo)記 25要求 26試驗(yàn)方法 37檢驗(yàn)規(guī)則 7 7附錄A(資料性)檢測(cè)系統(tǒng)示意圖 9Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部提出。本文件由全國(guó)城鎮(zhèn)給水排水標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC434)歸口。本文件起草單位：杭州藍(lán)然技術(shù)股份有限公司、杭州埃爾環(huán)保科技有限公司、中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所、南京工業(yè)大學(xué)、杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司、江蘇久吾高科技股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院。1高鹽水濃縮電滲析器儲(chǔ)存。本文件適用于高鹽水濃縮電滲析器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修訂單)適用于GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說(shuō)明書總則GB/T14436工業(yè)產(chǎn)品保證文件總則GB/T20103—2006膜分離技術(shù)術(shù)語(yǔ)GB/T20103—2006界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。鹽濃度高于15g/L的鹽水。由若干離子交換膜、隔板、配水板通過有序排列組成的電滲在電滲析過程中，所施加電流的實(shí)際除鹽量與理論除鹽量的百分比。膜元件中具有分離作用的膜面積。膜堆外漏membranestackleaka2膜堆內(nèi)漏internalleakage4分類和標(biāo)記根據(jù)使用的離子交換膜類型，電滲析器可分為均相膜電滲析器、半均相膜電滲析器和異相膜電滲認(rèn)為一段。電滲析器的標(biāo)記規(guī)則如圖1所示。DS—Y/B/J--其他信息-—膜總對(duì)數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示———單張膜有效面積，單位：×10-2m2,用阿拉伯?dāng)?shù)字表示—Y——異相膜電滲析器B——半均相膜電滲析器J——均相膜電滲析器 電(D)滲析器(S)拼音首字母縮寫 示例1:DS—J—50—120,代表意義：均相膜電滲析器，單張膜有效面積50×10-?m2,共120對(duì)。示例2:DS—Y—5—40—倒極，代表意義：異相膜電滲析器，單張膜有效面積5×10-2m2,共40對(duì)，具有倒極功能。5要求在下列進(jìn)水水質(zhì)條件下，電滲析器應(yīng)正常運(yùn)行：a)水溫：5℃~40℃;b)pH:2～12;d)總懸浮固體：不大于1mg/L;3h)硫酸鈣、碳酸鎂等難溶鹽濃縮后的離子積不大于溶度積的0.8;i)進(jìn)水中不應(yīng)含有難溶于水的油脂、離子型表面活性劑、強(qiáng)極性有機(jī)溶劑或有相似特性的有機(jī)物。5.2外觀及結(jié)構(gòu)5.2.1電滲析器表面不應(yīng)有裂紋、銹蝕、變形或其他影響電滲析器使用的外觀缺陷。5.2.2電滲析器應(yīng)功能完整、結(jié)構(gòu)合理、預(yù)留充足的檢修空間，機(jī)架應(yīng)做防銹處理，管路不應(yīng)滲漏。5.3膜堆滲漏控制5.3.1膜堆外漏：電滲析器濃水、淡水、極水按額定流量循環(huán)時(shí)，允許膜堆有少量斷續(xù)滴水，但滴水不應(yīng)連成線，單位有效面積的外漏水量應(yīng)小于50mL/(h·m2)。5.3.2膜堆內(nèi)漏：電滲析器單側(cè)進(jìn)水，兩側(cè)壓差在0.03MPa時(shí)，單位有效面積的內(nèi)滲漏水量應(yīng)小于250mL/(h·m2)。5.4性能要求電滲析器性能分A、B、C三級(jí)，性能依次降低，各級(jí)性能要求見表1。表1性能要求測(cè)試項(xiàng)目單位電滲析器性能要求ABC電流效率“%單位處理能力g/(h·m2)單位處理能耗'kWh/t進(jìn)出口壓降kPa氯化鈉濃縮極限電滲析淡室氯化鈉溶液濃度從58.5g/L脫鹽至10g/L過程中的電流效率、單位處理能力和單位處理能耗。單位處理能耗僅表示電滲析膜堆消耗的能耗，不包括電極板、水泵、儀表的能耗。淡室氯化鈉溶液濃度控制在10g/L～20g/L,且濃室濃度不再上升時(shí)的濃度。6試驗(yàn)方法6.1外觀及結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)用目測(cè)方法檢驗(yàn)電滲析器外觀及結(jié)構(gòu)。6.2膜堆滲漏檢驗(yàn)6.2.1膜堆外漏檢驗(yàn)?zāi)ざ寻惭b于電滲析器或特定的測(cè)試平臺(tái)上，水箱裝入自來(lái)水或純水，水溫控制在(25±5)℃,開啟泵開關(guān)，調(diào)節(jié)流量計(jì)及出水閥門，使進(jìn)水壓力恒定于(0.07±0.02)MPa,觀察膜堆底部是否出現(xiàn)連續(xù)漏46.2.2膜堆內(nèi)漏檢驗(yàn)?zāi)ざ褍?nèi)漏檢驗(yàn)測(cè)試步驟如下。a)膜堆外漏檢測(cè)合格后，淡水流量、壓力保持不變，關(guān)閉濃水泵及其進(jìn)水閥門，調(diào)節(jié)淡水流量，使?jié)?淡水室壓差為0.03MPa。打開濃水出口取樣閥，未設(shè)置取樣閥的，擰開濃水出口接口，在下方放置量筒，收集內(nèi)滲漏水量。b)待濃水側(cè)滲水量穩(wěn)定，計(jì)時(shí)20min,讀取滲漏水量，共讀取3次取平均值，按公式(1)計(jì)算淡室往濃室滲漏的量： (1)式中：Ln——內(nèi)滲漏量，單位為毫升每時(shí)平方米[mL/(h·m2)];V——實(shí)測(cè)內(nèi)滲漏體積，3次測(cè)試的平均值，單位為毫升(mL);A——被測(cè)膜堆有效面積，為膜對(duì)數(shù)量×單張膜有效面積，單位為平方米(m2);t——測(cè)試時(shí)間，單位為時(shí)(h)。c)完成測(cè)試淡室往濃室滲漏的量后，打開濃水進(jìn)水閥門及濃水泵，循環(huán)保證膜堆完全浸潤(rùn)后，關(guān)閉淡水泵及其進(jìn)水閥門，調(diào)節(jié)濃水流量，使淡/濃水室壓差為0.03MPa。打開淡水出口取樣閥，未設(shè)置取樣閥的，擰開淡水出口接口，在下方放置量筒，收集內(nèi)滲漏水量；待淡水側(cè)滲水量穩(wěn)定，計(jì)時(shí)20min,讀取滲漏水量，共讀取3次取平均值，按公式(1)計(jì)算濃室往淡室滲漏的量。d)取淡室往濃室滲漏的量、濃室往淡室滲漏的量平均值作為膜堆內(nèi)漏檢測(cè)結(jié)果。6.3電流效率、單位處理能力、單位處理能耗和進(jìn)出口壓降測(cè)試6.3.1試劑與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)試用水可使用自來(lái)水或純水，進(jìn)水水質(zhì)應(yīng)滿足5.1的要求。測(cè)試所用的試劑和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為氯化鈉(化學(xué)純或分析純)。測(cè)試所需主要儀器儀表如下：電滲析器電流效率、單位處理能力、單位處理能耗及進(jìn)出口壓降按下列步驟進(jìn)行測(cè)試。a)溶液配制，使用氯化鈉，配置成58.5g/L(1mol/L)氯化鈉溶液。b)加料：完成電滲析器組裝，檢測(cè)系統(tǒng)示意圖見附錄A。滲漏測(cè)試合格后，通過系統(tǒng)排放閥排空系統(tǒng)滯留水分，關(guān)閉閥門后，往濃水箱、淡水箱、極水箱加入58.5g/L氯化鈉溶液，濃水箱、淡水箱添加同等水量，記錄淡水箱加入的體積V,根據(jù)電滲析器有效面積調(diào)整初始量，不少于3L/m2,溶液溫度控制在25℃~35℃。c)通水：開啟循環(huán)水泵，調(diào)節(jié)進(jìn)水流量至額定流量，平衡1min～3min,經(jīng)管道流量計(jì)觀測(cè)，確認(rèn)5GB/T43089—2023流量穩(wěn)定，管路內(nèi)無(wú)氣泡后，分別讀取膜堆濃/淡水進(jìn)水壓力P?、出水壓力P2。e)終點(diǎn)判斷：初期每隔10min,電導(dǎo)率低于35mS/cm后每隔5min記錄濃水、淡水電導(dǎo)率，運(yùn)行電壓，運(yùn)行電流，運(yùn)行時(shí)間，淡水電導(dǎo)率低于17.5mS/cm,對(duì)應(yīng)氯化鈉溶液濃度為10g/L作為終點(diǎn)，關(guān)閉膜堆電源，電流降為0后，關(guān)閉水泵。f)測(cè)定終點(diǎn)時(shí)的淡水體積(V)和鹽濃度(C),淡水終點(diǎn)體積(V)應(yīng)包含系統(tǒng)內(nèi)滯留體積，通過系統(tǒng)排放閥排出后計(jì)量。電滲析器電流效率、單位處理能力、單位處理能耗及進(jìn)出口壓降分別按以下公式計(jì)算。a)電流效率按公式(2)計(jì)算： 式中：F——法拉第常量，數(shù)值為96485C/mol;V?——淡水初始體積，單位為升(L);C?——淡水初始濃度，單位為克每升(g/L);V.——淡水終點(diǎn)體積，單位為升(L);C,——淡水終點(diǎn)濃度，單位為克每升(g/L);M——氯化鈉摩爾質(zhì)量，數(shù)值為58.5g/mol;n——膜堆的膜對(duì)數(shù)量；m——數(shù)據(jù)記錄總次數(shù)；I;——第i次與第i+1次記錄的電流平均值，單位為安培(A);△t——第i次與第i+1次記錄的時(shí)間間隔，單位為秒(s)。b)單位處理能力按公式(3)計(jì)算：PC——單位處理能力，單位為克每時(shí)平方米[g/(h·m2)];V?——淡水初始體積，單位為升(L);C?！跏紳舛?，單位為克每升(g/L);V.——淡水終點(diǎn)體積，單位為升(L);C,——淡水終點(diǎn)濃度，單位為克每升(g/L);A——膜堆有效面積，為膜對(duì)數(shù)量×單張膜有效面積，單位為平方米(m2);t——運(yùn)行時(shí)間，單位為秒(s)。c)單位處理能耗按公式(4)計(jì)算：W——單位處理能耗，單位為千瓦時(shí)每噸(kWh/t);6m——數(shù)據(jù)記錄總數(shù)；U,——第i次與第i+1I,——第i次與第i+1△t;——第i次與第i+1次記錄的電壓平均值，單位為伏(V);次記錄的電流平均值，單位為安(A);次記錄的時(shí)間間隔，單位為秒(s);V?！跏俭w積，單位為升(L);V.——淡水終點(diǎn)體積，單位為升(L);C?！跏紳舛?，單位為克每升(g/L);C,——淡水終點(diǎn)濃度，單位為克每升(g/L)。d)進(jìn)出口壓降按公式(5)計(jì)算：式中：△p——進(jìn)出口壓降，單位為千帕(kPa);p?——進(jìn)口壓力，單位為千帕(kPa);p?——出口壓力，單位為千帕(kPa)。6.4氯化鈉濃縮極限測(cè)試6.4.1試劑與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)試用水可使用自來(lái)水或純水，進(jìn)水水質(zhì)應(yīng)滿足5.1的要求。測(cè)試所用的試劑和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為氯化鈉(化學(xué)純或分析純)。測(cè)試所需主要儀器儀表如下：電滲析器氯化鈉濃縮極限按下列步驟進(jìn)行測(cè)試。a)溶液配制，濃水配置成100g/L的氯化鈉溶液，淡水配制成20g/L的氯化鈉溶液，極水配制成58.5g/L(1mol/L)的氯化鈉溶液。b)加料：完成電滲析器組裝，檢測(cè)系統(tǒng)示意圖見附錄A。滲漏測(cè)試合格后，分別加入濃水、淡水、極水，其中，濃室加入可正常運(yùn)行的最少水量，溶液溫度控制在25℃~35℃。c)通水：開啟循環(huán)水泵，調(diào)節(jié)進(jìn)水流量至額定流量，平衡1min～3min,通過流量計(jì)確認(rèn)流量穩(wěn)d)通電：根據(jù)電滲析器額定電壓、電流，設(shè)置運(yùn)行的上限電壓和上限電流，開啟膜堆電源；每隔10min分別記錄濃水和淡水的電導(dǎo)率，淡室通過補(bǔ)充100g/L的高濃度氯化鈉溶液維持濃度在10g/L～20g/L的范圍內(nèi)。e)終點(diǎn)判斷：濃室電導(dǎo)率連續(xù)2個(gè)10min內(nèi)上升幅度小于1mS/cm,作為測(cè)試終點(diǎn)。f)測(cè)定終點(diǎn)的濃水濃度(CL),即為電滲析器的氯化鈉濃縮極限。77檢驗(yàn)規(guī)則產(chǎn)品檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目及相關(guān)要求見表2。表2檢驗(yàn)分類及檢驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目型式檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)要求試驗(yàn)方法1外觀√√2膜堆滲漏控制√√3電流效率√√4單位處理能力√√5單位處理能耗√√6進(jìn)出口壓降√√7氯化鈉濃縮極限√×注：“√”——檢測(cè)；“×”——不檢測(cè)。7.2型式檢驗(yàn)7.2.1當(dāng)有下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a)新產(chǎn)品及新規(guī)格產(chǎn)品定型，或產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時(shí)；b)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝及主要材料改變，可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；c)停產(chǎn)兩年以上，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；d)產(chǎn)品正常生產(chǎn)，每三年進(jìn)行一次型式檢驗(yàn)；e)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理部門有要求時(shí)。7.2.2隨機(jī)抽樣，抽樣數(shù)不小于2臺(tái)。7.2.3型式檢驗(yàn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求及試驗(yàn)方法見表2。7.2.4任一項(xiàng)不合格，應(yīng)重復(fù)2次抽樣復(fù)檢，若仍不合格，則判定為不合格。7.3出廠檢驗(yàn)7.3.1每臺(tái)產(chǎn)品應(yīng)由制造商質(zhì)量檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)合格，并出具合格證后方能出廠。7.3.2出廠檢驗(yàn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求及試驗(yàn)方法見表2。7.3.3產(chǎn)品應(yīng)完成所有檢驗(yàn)并簽發(fā)合格證后方可出廠。8.1標(biāo)志產(chǎn)品出廠時(shí)應(yīng)有標(biāo)志，標(biāo)志應(yīng)清晰耐久。標(biāo)志應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)商標(biāo)；c)生產(chǎn)年號(hào)和流水號(hào)；8d)制造商名稱和地址；e)本文件