TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置
TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置在教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐
前言
同學(xué)們好，作為職業(yè)院校的環(huán)境工程專業(yè)課教師，今天我為大家介紹一款在我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)中非常重要的設(shè)備——TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置。這款裝置不僅幫助我們直觀理解電滲析技術(shù)的原理，更是培養(yǎng)同學(xué)們實(shí)踐操作能力和工程思維的重要平臺。
設(shè)備結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)
TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置是專門為職業(yè)院校環(huán)境工程、水處理技術(shù)等專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化教學(xué)儀器。其設(shè)計(jì)體現(xiàn)了 “直觀性、操作性、安全性” 的教學(xué)理念。
該裝置采用有機(jī)玻璃外箱體設(shè)計(jì)，這種透明材質(zhì)使得同學(xué)們能夠清晰觀察電滲析器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作過程17。裝置包含電滲析器、直流穩(wěn)壓電源、配水箱、進(jìn)水泵、流量計(jì)、壓力表等主要組件，所有這些部件都安裝在一個(gè)不銹鋼框架上，整體結(jié)構(gòu)緊湊合理，美觀大方14。
特別值得一提的是，該裝置增設(shè)了濃水循環(huán)管路系統(tǒng)，這一設(shè)計(jì)不僅提高了水的回收率，也有效減少了耗電量，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念17。此外，設(shè)備還可以隨意調(diào)換電極的正負(fù)極，便于及時(shí)對結(jié)垢電極進(jìn)行清洗，這對于保證設(shè)備運(yùn)行的除鹽率非常重要14。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
通過TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置，我們希望能夠?qū)崿F(xiàn)以下實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)：
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理解工作原理：讓同學(xué)們深入了解電滲析實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)造及工作原理。電滲析技術(shù)是利用電場驅(qū)動(dòng)離子定向遷移，通過離子交換膜實(shí)現(xiàn)鹽分分離的過程2。
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掌握操作技能：熟悉電滲析配套設(shè)備及操作方法，包括開機(jī)、關(guān)機(jī)、流量調(diào)節(jié)、電壓控制等基本操作技能。
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培養(yǎng)工程思維：掌握電滲析法除鹽技術(shù)，能夠計(jì)算脫鹽率及電流效率，培養(yǎng)工程計(jì)算和數(shù)據(jù)分析能力14。
技術(shù)參數(shù)與性能
TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置具有以下主要技術(shù)參數(shù)：
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處理能力：100L/h
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工作環(huán)境：環(huán)境溫度5℃~40℃，配電220V，500W
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離子交換膜：采用異相膜，膜板材料為聚氯乙烯
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電極材料：經(jīng)石蠟浸漬處理過的石墨
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除鹽率：50-75%
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電滲析器尺寸：220×250×300mm，面積0.7m2
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直流穩(wěn)壓電源：輸入電壓220V，輸出電壓0-30V連續(xù)可調(diào)14
這些參數(shù)保證了裝置能夠滿足職業(yè)院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，既保證了實(shí)驗(yàn)效果，又確保了操作的安全性。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)方法
在我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置主要用于開展以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)：學(xué)習(xí)設(shè)備的啟動(dòng)、運(yùn)行和關(guān)閉程序，掌握流量、壓力、電壓等參數(shù)的調(diào)節(jié)方法。
需要強(qiáng)調(diào)的是，在啟動(dòng)電滲析器時(shí)要先通水后通電，關(guān)閉時(shí)要先停電后停水；并且操作要緩慢進(jìn)行，以保證膜兩側(cè)受壓均勻9。 -
性能測定實(shí)驗(yàn)：測定不同操作條件（電壓、流量、濃度）下的除鹽率和電流效率，培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理和分析能力。
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比較實(shí)驗(yàn)：比較不同膜組合、不同操作條件對除鹽效果的影響，加深對過程變量的理解。
在教學(xué)方法上，我們采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、小組合作”的方式，將同學(xué)們分成若干小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作實(shí)施到數(shù)據(jù)分析，全面培養(yǎng)同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和工程實(shí)踐能力。
工業(yè)應(yīng)用背景
電滲析技術(shù)在實(shí)際工程中有著廣泛的應(yīng)用，特別是在高鹽廢水處理和資源化回收方面2。例如，在火電廠脫硫廢水處理中，電滲析技術(shù)可以作為核心工藝，實(shí)現(xiàn)廢水的近零排放，同時(shí)回收有價(jià)值的鹽資源2。
通過TW-HJ518實(shí)驗(yàn)裝置的學(xué)習(xí)，同學(xué)們不僅能夠掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，也能夠了解該技術(shù)在工業(yè)實(shí)際中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景，為未來就業(yè)和職業(yè)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)要點(diǎn)
在指導(dǎo)同學(xué)們使用TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，我通常會(huì)強(qiáng)調(diào)以下要點(diǎn)：
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安全第一：實(shí)驗(yàn)前必須檢查電氣安全，確保接地良好，無漏電風(fēng)險(xiǎn)。
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規(guī)范操作：嚴(yán)格按照“先通水后通電，先停電后停水”的原則操作，防止膜組件損壞。
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仔細(xì)觀察：利用裝置透明特點(diǎn)，觀察實(shí)驗(yàn)過程中現(xiàn)象變化，特別是電極附近的氣泡產(chǎn)生和結(jié)垢情況。
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認(rèn)真記錄：詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括流量、壓力、電壓、電流、水溫等參數(shù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)。
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積極思考：結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，思考操作條件對除鹽效果的影響規(guī)律，培養(yǎng)工程思維能力。
結(jié)語
TW-HJ518電滲析除鹽實(shí)驗(yàn)裝置是我們職業(yè)院校環(huán)境類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要平臺，通過該裝置的學(xué)習(xí)，同學(xué)們不僅能夠掌握電滲析技術(shù)的原理和操作技能，更重要的是能夠培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工程思維能力。希望同學(xué)們能夠充分利用這一實(shí)驗(yàn)平臺，積極主動(dòng)地開展實(shí)驗(yàn)研究，為未來成為高素質(zhì)的技術(shù)技能人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在教學(xué)實(shí)踐中，我們將繼續(xù)探索更加有效的教學(xué)方法，將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加緊密地結(jié)合起來，培養(yǎng)出更多能夠適應(yīng)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。
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