本發(fā)明屬于在線檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的裝置及方法，尤其涉及一種通過在線檢測(cè)中單張或多張離子交換膜兩側(cè)的電壓(電位差)變化，經(jīng)換算出對(duì)應(yīng)離子交換膜的電阻變化，實(shí)現(xiàn)離子交換膜污染的在線檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

電滲析技術(shù)是以電位差作為推動(dòng)力的膜分離過程。在外加直流電場(chǎng)作用下，利用荷電離子膜的反離子選擇透過性使水中陰陽離子做定向遷移，從水溶液及其它不帶電組份中分離帶電離子組份。相比反滲透等其他脫鹽技術(shù)，電滲析法具有淡水回收率高、濃水濃縮倍數(shù)高，設(shè)備操作簡(jiǎn)便，不需酸、堿再生，無二次污染的特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于海水淡化、苦咸水脫鹽等。

隨著水資源日益短缺、用水成本不斷增加，以及環(huán)境保護(hù)政策的不斷加強(qiáng)和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，工業(yè)廢水處理由傳統(tǒng)的達(dá)標(biāo)排放逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲闩欧拧碧幚?，因此?duì)于工業(yè)廢水的深度回用處理意義重大。由于采用常規(guī)超濾-反滲透雙膜法處理工業(yè)廢水，其淡水回收率只有60％左右，還剩余40％左右的濃鹽水仍需要進(jìn)一步處理。電滲析對(duì)原水水質(zhì)要求不高，相對(duì)于其他除鹽工藝，預(yù)處理簡(jiǎn)單；電滲析耗電量與原水含鹽量成正比，處理廢水含鹽量在一定范圍內(nèi)，與其他脫鹽法相比運(yùn)行費(fèi)用較低，而且廢水脫鹽率在一定范圍內(nèi)可調(diào)。電滲析進(jìn)水預(yù)處理簡(jiǎn)便易行，而且通過倒極、在線清洗等方法，可減小電滲析膜污染，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和降低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。因此，電滲析技術(shù)用于工業(yè)廢水深度處理與脫鹽回用越來越受到重視。

由于工業(yè)廢水中普遍包含有機(jī)物、鈣鎂離子、懸浮物、膠體和微生物等多種雜質(zhì)，采用電滲析技術(shù)處理這類工業(yè)含鹽廢水，仍然會(huì)導(dǎo)致電滲析過程形成離子交換膜污染。由于目前還缺乏適用于電滲析離子交換膜污染在線檢測(cè)的裝置和方法，導(dǎo)致電滲析過程中無法實(shí)時(shí)判斷離子交換膜的污染情況，以及無法確定適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)清洗周期。因此，研發(fā)適用于電滲析離子交換膜污染在線檢測(cè)的裝置和方法具有重要意義。

近年來，李建新(膜科學(xué)與技術(shù),2007,27(4):96-101)介紹了超聲時(shí)域反射法應(yīng)用于反滲透(ro)污染的研究。mairal等人(butterfield,elsevier,2003:65-88)采用5mhz和10mhz的超聲傳感器檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)隨著污染層在膜表面開始出現(xiàn)并生長(zhǎng)時(shí)，膜反射信號(hào)的振幅不斷回落。然而，污染層厚度測(cè)量是不能用超聲信號(hào)振幅的降低來獲得的，不足之處是并沒有得到污染層的反射信號(hào)。金鵬康等(環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010,33(10):97-100)采用光散射顆粒分析儀(pda)對(duì)截留液中顆粒物的濃度變化進(jìn)行在線檢測(cè)，并利用過濾體系中顆粒的質(zhì)量守恒分析原理，建立了超濾膜污染的光學(xué)在線檢測(cè)分析系統(tǒng)。然而，這些現(xiàn)有方法只適用于壓力驅(qū)動(dòng)膜，而不適用于電滲析離子交換膜污染的在線檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前缺乏用于電滲析離子交換膜污染在線檢測(cè)的裝置與方法，而工業(yè)廢水電滲析脫鹽容易出現(xiàn)膜污染的問題，尤其是工業(yè)廢水中的有機(jī)物容易導(dǎo)致電滲析膜污染嚴(yán)重、膜電阻升高而顯著降低電滲析的脫鹽性能，但如何確定電滲析離子交換膜污染程度，以及如何確定污染膜的清洗周期也缺乏明確依據(jù)，本發(fā)明提供了一種在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的裝置與方法，所述裝置及方法解決了電滲析離子交換膜污染的在線檢測(cè)問題，為維持電滲析堆脫鹽性能、提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和適時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗提供依據(jù)，并且所述裝置和方法的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度高，可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的裝置，所述裝置包括至少一組電極對(duì)、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理及顯示裝置；

每組電極對(duì)的兩個(gè)電極分別設(shè)置于電滲析裝置中的一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)；

所述數(shù)據(jù)采集器通過導(dǎo)線與每組電極對(duì)中的兩個(gè)電極分別相連，用于采集所述一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)的電壓(電位差)信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理及顯示裝置；

所述數(shù)據(jù)處理及顯示裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)采集器相連，用于接收數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的電壓信號(hào)，處理所述電壓信號(hào)，從而顯示電壓-時(shí)間曲線，以判斷離子交換膜的污染情況。

所述數(shù)據(jù)處理及顯示裝置能夠記錄接收所述電壓信號(hào)時(shí)的時(shí)間，從而顯示電壓-時(shí)間曲線。

實(shí)際使用時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理及顯示裝置可為計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)的cpu(數(shù)據(jù)處理器)中安裝有能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的軟件。

處理所述電壓信號(hào)是指將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，并將所述電壓信號(hào)與接收所述電壓信號(hào)時(shí)的時(shí)間對(duì)應(yīng)起來。

電壓-時(shí)間曲線中電壓升高即表示離子交換膜被污染。

所述電極對(duì)可為1組、2組、3組、4組、5組、6組、7組、8組、9組或10組等?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要進(jìn)行確定，優(yōu)選為包括1-5組電極對(duì)，每組電極對(duì)的兩個(gè)電極分別通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集器相連。每組電極對(duì)僅得到一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)的電壓信號(hào)。當(dāng)有多個(gè)電極對(duì)時(shí)，數(shù)據(jù)采集器可將多個(gè)電壓信號(hào)同時(shí)獨(dú)立采集，并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理及顯示裝置。

所述多張離子交換膜是指至少2張離子交換膜，如2張、3張、4張、5張、6張、7張、8張或10張等。

優(yōu)選地，所述電極對(duì)為鉑片電極對(duì)。

優(yōu)選地，所述鉑片電極對(duì)中鉑片電極的長(zhǎng)度為2-20cm，如3cm、4cm、5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、17cm或19cm等，寬度為0.5-1cm，如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等。所述鉑片電極在不同電解質(zhì)溶液都非常穩(wěn)定，可獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。

所述數(shù)據(jù)采集器采集離子交換膜兩側(cè)的電壓的量程為0-20v，采集精度為1mv以下，如0.8mv、0.6mv、0.5mv、0.4mv、0.3mv、0.2mv或0.1mv等。

所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)處理及顯示裝置之間還依次連接有板載繼電器板、中間繼電器和直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換板。所述板載繼電器板、中間繼電器和直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換板與數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理及顯示裝置共同實(shí)現(xiàn)離子交換膜兩側(cè)電壓差的在線采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與信號(hào)傳輸?shù)取?/p>

所述數(shù)據(jù)處理及顯示裝置包括計(jì)算機(jī)。所述計(jì)算機(jī)的cpu中安裝有軟件，能夠?qū)邮盏降碾妷?電位差)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。所述計(jì)算機(jī)的顯示屏能夠?qū)μ幚砗蟮玫降碾妷?時(shí)間曲線或電阻-時(shí)間曲線進(jìn)行顯示。當(dāng)接收到多個(gè)電壓信號(hào)時(shí)，所述計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)處理器能夠?qū)⒏鱾€(gè)離子交換膜兩側(cè)的電壓信號(hào)區(qū)分開。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)傳輸線包括usb傳輸線。

由于電滲析裝置中的電流恒定，也可利用數(shù)據(jù)處理及顯示裝置將電壓-時(shí)間曲線轉(zhuǎn)換為電阻-時(shí)間曲線，利用電阻的變化來判斷離子交換膜的污染情況。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理及顯示裝置還對(duì)電壓-時(shí)間曲線進(jìn)行轉(zhuǎn)化，顯示電阻-時(shí)間曲線。通過電阻的變化判斷離子交換膜是否被污染：電阻升高即表示離子交換膜被污染。

所述電壓-時(shí)間曲線是指以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以電壓(電位差)為縱坐標(biāo)的曲線，其反映電壓隨時(shí)間的變化；所述電阻-時(shí)間曲線是指以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以電阻為縱坐標(biāo)的曲線，其反映電阻隨時(shí)間的變化。

本發(fā)明的目的之一還在于提供一種在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)電滲析裝置接通穩(wěn)壓直流電源，確保電滲析裝置內(nèi)部處于恒電流狀態(tài)，并且電滲析裝置中的淡水室和濃水室中的溶液濃度、溶液組成和溶液流速恒定；

(2)采集電滲析裝置中的一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)的電壓(電位差)信號(hào)，處理所述電壓信號(hào)，顯示電壓-時(shí)間曲線，以判斷離子交換膜的污染情況。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明了，步驟(1)所述溶液濃度、溶液組成和溶液流速需滿足電滲析過程的工藝條件，這些條件相對(duì)恒定。

由于測(cè)試過程中各條件(溶液濃度、溶液組成、溶液流速、穩(wěn)壓直流電源以及電流密度)是恒定的，如果離子交換膜不被污染，其兩側(cè)的電位差應(yīng)該保持恒定，因此，電壓-時(shí)間曲線中電壓升高即表示離子交換膜被污染。

步驟(1)所述電滲析裝置內(nèi)部的電流密度為1-100ma/cm²，如2ma/cm²、5ma/cm²、8ma/cm²、10ma/cm²、20ma/cm²、30ma/cm²、40ma/cm²、50ma/cm²、60ma/cm²、70ma/cm²、80ma/cm²或90ma/cm²等。

優(yōu)選地，步驟(1)所述穩(wěn)壓直流電源的電壓為1-300v，如2v、5v、8v、10v、15v、25v、35v、45v、55v、65v、75v、85v、95v、100v、120v、150v、180v、200v、220v、250v或280v等。

步驟(2)所述采集電滲析裝置中的一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)的電壓(電位差)信號(hào)通過如下方法實(shí)現(xiàn)：將一組電極對(duì)的兩個(gè)電極分別放置于一張離子交換膜或多張離子交換膜的兩側(cè)并分別與數(shù)據(jù)采集器相連；所述數(shù)據(jù)采集器用于采集一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)的電壓(電位差)信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)發(fā)送。

優(yōu)選地，所述電極對(duì)為鉑片電極對(duì)。

優(yōu)選地，所述鉑片電極對(duì)中鉑片電極的長(zhǎng)度為2-20cm，如3cm、4cm、5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、17cm或19cm等，寬度為0.5-1cm，如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等。所述鉑片電極在不同電解質(zhì)溶液都非常穩(wěn)定，可獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集器與至少一組電極對(duì)中的兩個(gè)電極分別相連，所述電極對(duì)可為1組、2組、3組、4組、5組、6組、7組、8組、9組或10組等，可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行確定，優(yōu)選為1-5組電極對(duì)，每對(duì)電極對(duì)的兩個(gè)電極分別通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集器相連。

優(yōu)選地，步驟(2)通過數(shù)據(jù)處理及顯示裝置處理所述電壓信號(hào)，顯示電壓-時(shí)間曲線。

所述數(shù)據(jù)處理及顯示裝置能夠接收所述電壓信號(hào)，并處理所述電壓信號(hào)，進(jìn)而顯示電壓-時(shí)間曲線。處理所述電壓信號(hào)是指將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，并將所述電壓信號(hào)與接收所述電壓信號(hào)時(shí)的時(shí)間對(duì)應(yīng)起來。

優(yōu)選地，步驟(2)還包括：將電壓-時(shí)間曲線轉(zhuǎn)化為電阻-時(shí)間曲線。通過電阻的變換判斷離子交換膜是否被污染，離子交換膜的電阻升高，則離子交換膜被污染。

由于電滲析裝置中的電流恒定，也可利用數(shù)據(jù)處理及顯示裝置將電壓-時(shí)間曲線轉(zhuǎn)換為電阻-時(shí)間曲線，利用電阻的變化來判斷離子交換膜的污染情況，電阻升高，則離子交換膜被污染。

所述電壓-時(shí)間曲線是指以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以電壓(電位差)為縱坐標(biāo)的曲線；所述電阻-時(shí)間曲線是指以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以電阻為縱坐標(biāo)的曲線。

步驟(2)所述數(shù)據(jù)采集器采集離子交換膜兩側(cè)的電壓的量程為0-20v，采集精度為1mv以下，如0.8mv、0.6mv、0.5mv、0.4mv、0.3mv、0.2mv或0.1mv等。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的方法包括如下步驟：

(1)電滲析裝置接通電壓為1-300v的穩(wěn)壓直流電源，確保電滲析裝置內(nèi)部處于恒電流狀態(tài)，電流密度為1-100ma/cm²，并且電滲析裝置中的淡水室和濃水室中的溶液濃度、溶液組成和溶液流速恒定；

(2)將每組電極對(duì)的兩個(gè)電極分別放置于一個(gè)離子交換膜或多張離子交換膜的兩側(cè)；

(3)將數(shù)據(jù)采集器與每組電極對(duì)的兩個(gè)電極通過導(dǎo)線分別相連，采集所述一個(gè)離子交換膜或多張離子交換膜的兩側(cè)的電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理及顯示裝置；其中，數(shù)據(jù)采集器采集離子交換膜兩側(cè)的電壓的量程為0-20v，采集精度為1mv以下；

(4)數(shù)據(jù)處理及顯示裝置接收數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的電壓(電位差)信號(hào)，處理所述電壓信號(hào)，從而顯示電壓-時(shí)間曲線，再將電壓-時(shí)間曲線轉(zhuǎn)換為電阻-時(shí)間曲線，以判斷離子交換膜的污染情況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明提供的在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的裝置和方法，可實(shí)現(xiàn)電滲析裝置中離子交換膜污染的在線檢測(cè)，并且其檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度分別達(dá)到1mv和99.9％以上，可實(shí)時(shí)獲得電滲析的膜污染程度，并根據(jù)膜污染程度確定電滲析膜堆的化學(xué)清洗周期。

(2)本發(fā)明提供的在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的裝置和方法，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)化學(xué)清洗的清洗效果及膜性能的恢復(fù)程度，可進(jìn)一步為電滲析系統(tǒng)優(yōu)化化學(xué)清洗工藝和清洗劑等提供依據(jù)。

(3)本發(fā)明提供的在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜的裝置和方法，可以避免通過拆裝電滲析膜堆來確定離子交換膜污染程度，從而節(jié)省勞動(dòng)力和避免拆裝膜堆造成離子交換膜的損毀。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1提供的在線檢測(cè)電滲析離子交換膜污染的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1，計(jì)算機(jī)；2，電極對(duì)；3，多功能數(shù)據(jù)采集器；4，板載繼電器板；5，中間繼電器；6，直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換器。

圖2為實(shí)施例2提供的不同離子交換膜兩側(cè)的電位差-時(shí)間曲線；

其中，p0為原始陰離子交換膜；m1、m2、m3和m4分別為不同改性條件下獲得的表面修飾陰離子交換膜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種在線檢測(cè)電滲析裝置中離子交換膜污染的裝置，如圖1所示，所述裝置包括：計(jì)算機(jī)1、多功能數(shù)據(jù)采集器3、板載繼電器板4、中間繼電器5、直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換器6和至少一組電極對(duì)2，所述電極對(duì)2為鉑片電極對(duì)；

所述多功能數(shù)據(jù)采集器3主要用于電滲析裝置中多路直流電壓(電位差)信號(hào)進(jìn)行采集與記錄；所述多路是指至少兩路；

所述板載繼電器板4、控制中間繼電器5和直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換器6可集成到多功能數(shù)據(jù)采集器3中，共同實(shí)現(xiàn)電滲析體系中多路電壓的在線采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳輸；

所述usb數(shù)據(jù)線用于把多功能數(shù)據(jù)采集器3采集到的信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)1中保存；

所述導(dǎo)線用于連接多功能數(shù)據(jù)采集器3和鉑片電極，實(shí)現(xiàn)對(duì)電滲析離子交換膜污染的在線檢測(cè)；

每組電極對(duì)的兩個(gè)電極分別設(shè)置于電滲析裝置中的一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)；

所述多功能數(shù)據(jù)采集器3通過導(dǎo)線與每組電極對(duì)中的兩個(gè)電極分別相連，用于采集所述一張離子交換膜或多張離子交換膜兩側(cè)的電壓(電位差)信號(hào)，并發(fā)送采集的所述電壓信號(hào)；

所述計(jì)算機(jī)1用于數(shù)據(jù)處理及顯示，通過usb數(shù)據(jù)線與多功能數(shù)據(jù)采集器3相連，用于接收多功能數(shù)據(jù)采集器3發(fā)送到的電壓信號(hào)，處理所述電壓信號(hào)，并根據(jù)接收所述電壓信號(hào)時(shí)的時(shí)間，顯示電壓-時(shí)間(v-t)曲線，以判斷離子交換膜的污染情況；

所述多功能數(shù)據(jù)采集器3與計(jì)算機(jī)1之間還依次連接有板載繼電器板4、中間繼電器5和直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換器6；

圖1為設(shè)置5組電極對(duì)2的情況，且多功能數(shù)據(jù)采集器3同時(shí)分別采集5張不同離子交換膜兩側(cè)的電壓信號(hào)。

所述鉑片電極對(duì)中鉑片電極的長(zhǎng)度為2-20cm，寬度為0.5-1cm；

所述多功能數(shù)據(jù)采集器3采集離子交換膜兩側(cè)的電壓的量程為0-20v，采集精度為1mv以下；

利用如上所述的裝置進(jìn)行電滲析裝置中離子交換膜的在線檢測(cè)方法，包括如下步驟：

(1)電滲析裝置接通電壓為1-300v的穩(wěn)壓直流電源，確保電滲析裝置內(nèi)部處于恒電流狀態(tài)，電流密度為1-100ma/cm²，并且電滲析裝置中的淡水室和濃水室中的溶液濃度、溶液組成和溶液流速相對(duì)恒定，其中溶液濃度、溶液組成、溶液流速滿足電滲析過程的工藝條件；

(2)將每組電極對(duì)的兩個(gè)電極分別放置于一個(gè)離子交換膜的兩側(cè)；

(3)將多功能數(shù)據(jù)采集器3與每組電極對(duì)的兩個(gè)電極通過導(dǎo)線分別相連，采集每每個(gè)離子交換膜兩側(cè)的電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)1；其中，數(shù)據(jù)采集器采集離子交換膜兩側(cè)的電壓的量程為0-20v，采集精度為1mv以下；

(4)計(jì)算機(jī)1通過usb數(shù)據(jù)線與多功能數(shù)據(jù)采集器3相連，用于接收多功能數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的電壓信號(hào)，處理所述電壓信號(hào)后在顯示器上顯示電壓-時(shí)間(v-t)曲線，以判斷離子交換膜的污染情況：電壓升高即代表離子交換膜被污染。

通過對(duì)記錄的直流電壓與施加的電流信號(hào)進(jìn)行換算，可同時(shí)獲得單張或多張離子交換膜在電滲析過程的電阻變化，由此反映所測(cè)試離子交換膜在電滲析過程的膜污染程度(電阻升高即表示離子交換膜被污染)，為電滲析膜污染清洗及過程優(yōu)化控制提供依據(jù)。

實(shí)施例2

利用實(shí)施例1提供的裝置對(duì)常規(guī)電滲析裝置進(jìn)行不同離子交換膜污染的在線檢測(cè)，目的是考察經(jīng)過不同表面改性陰離子交換膜對(duì)十二烷基苯磺酸鈉(sdbs)的抗污染性能，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的離子交換膜主要針對(duì)原始陰離子交換膜和經(jīng)過不同表面改性的陰離子交換膜。

陰離子交換膜污染的在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小型電滲析裝置進(jìn)行，每組測(cè)試所采用的電極對(duì)為一對(duì)50mm×5mm的鉑片。為了避免不同測(cè)試過程造成的誤差，在該測(cè)試體系中原始陰膜(p0)和4種不同表面改性陰膜(m1、m2、m3和m4)進(jìn)行同時(shí)測(cè)試，其中5對(duì)電極及電極連接導(dǎo)線分別放在待測(cè)試膜的兩側(cè)，其中經(jīng)過改性后的陰膜面朝向膜堆淡室。電滲析膜堆中電極室采用0.5l0.1mna2so4溶液，0.5l0.1mnacl和50mg/lsdbs分別由蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)后流過電滲析膜堆的淡室和濃室，其中溶液流速都為100ml/min。為了避免由于溶液離子濃度改變而導(dǎo)致離子交換膜電阻的測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)過程中流經(jīng)不同隔室的溶液再匯集到同一個(gè)儲(chǔ)液槽中，以保證測(cè)試過程中不同隔室的溶液電阻不變。在電滲析離子交換膜污染在線檢測(cè)體系中，通過精密直流穩(wěn)壓電源給膜堆體系施加的直流電流密度為5ma/cm²，經(jīng)過連續(xù)120min的測(cè)試，結(jié)果如圖2所示。

圖2測(cè)試結(jié)果表明，根據(jù)不同陰離子交換膜在測(cè)試過程的變化，指示原始陰離子交換膜很快被sdbs污染，而經(jīng)不同表面改性陰膜的抗污染性能會(huì)存在顯著差別。其中一種經(jīng)表面改性的陰離子交換膜抗污染改善非常有限，在電滲析運(yùn)行約15min后也很快發(fā)生膜污染，另一種改性陰膜在電滲析運(yùn)行到70min后才產(chǎn)生明顯的膜污染，另兩種經(jīng)表面改性的離子膜在電滲析運(yùn)行過程中一直能保持較好的抗污染。其測(cè)試結(jié)果與實(shí)際情況相符，測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)99.9％以上。

經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，電滲析裝置內(nèi)部的電流密度為1-100ma/cm²，如5ma/cm²、10ma/cm²、30ma/cm²、50ma/cm²、80ma/cm²或90ma/cm²等；直流穩(wěn)壓電源的電壓為1-300v，如5v、10v、30v、40v、60v、80v、90v、100v、120v、130v、150v、180v、200v、220v、250v、280v或290v等；鉑片電極的長(zhǎng)度為2-20cm，如5cm、8cm、10cm、12cm、15或18cm等，寬度為0.5-1cm，如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等的情況下，均能準(zhǔn)確地檢測(cè)出離子交換膜兩側(cè)的電壓變化，準(zhǔn)確地判斷出離子交換膜的污染狀況，測(cè)量精度和測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)1mv和99.9％以上，其中，所述測(cè)量精度由數(shù)據(jù)測(cè)量與采集模塊的精度決定，測(cè)量準(zhǔn)確度通過重復(fù)測(cè)量與對(duì)比實(shí)驗(yàn)的測(cè)量數(shù)據(jù)比較獲得，所述對(duì)比試驗(yàn)是指使用非在線的方法檢測(cè)離子交換膜的污染狀況，用于與在線檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

進(jìn)一步地，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可將電壓-時(shí)間曲線轉(zhuǎn)換成電阻-時(shí)間曲線，通過電阻的變化判斷離子交換膜的污染情況：電阻升高即代表離子交換膜污染。

申請(qǐng)人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。