原理

    電滲析使用的半滲透膜其實(shí)是一種離子交換膜。這種離子交換膜按離子的電荷性質(zhì)可分為陽離子交換膜(陽膜)和陰離子交換膜(陰膜)兩種。在電解質(zhì)水溶液中，陽膜允許陽離子透過而排斥阻擋陰離子，陰膜允許陰離子透過而排斥阻擋陽離子，這就是離子交換膜的選擇透過性。在電滲析過程中，離子交換膜不像離子交換樹脂那樣與水溶液中的某種離子發(fā)生交換，而只是對(duì)不同電性的離子起到選擇性透過作用，即離子交換膜不需再生。電滲析工藝的電極和膜組成的隔室稱為極室，其中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)與普通的電極反應(yīng)相同。陽極室內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極水呈酸性，陽極本身容易被腐蝕。陰極室內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)，陰極水呈堿性，陰極上容易結(jié)垢。

    實(shí)際應(yīng)用

    電滲析是膜分離過程中較為成熟的一項(xiàng)技術(shù)，已廣泛地應(yīng)用于苦咸水脫鹽，是世界上某些地區(qū)生產(chǎn)淡水的主要方法。由于新開發(fā)的荷電膜具有更高的選擇性、更低的膜電阻、更好的熱穩(wěn)定性相化學(xué)穩(wěn)定性以及更高的機(jī)械強(qiáng)度、使電滲析過程不于應(yīng)用在脫鹽方面，而且在食品、醫(yī)藥及化學(xué)工業(yè)中，電滲析過程還有許多其他的工業(yè)應(yīng)用，如工業(yè)廢水的處理，主要包括從酸液清洗金屬表面所形成的廢液中回收酸和金屬;從電鍍廢水中回收重金屬離子;從合成纖維廢水中回收硫酸鹽;從紙漿廢液中回收亞硫酸鹽等。用于食品工業(yè)中，如牛奶脫鹽制嬰兒奶粉;用于化學(xué)工業(yè)分離離子性物質(zhì)與非離子性物質(zhì);在臨床治療中電滲析可作為人工腎使用等。

    自動(dòng)控制頻繁倒極電滲析(EDR)，運(yùn)行管理更加方便。原水利用率可達(dá)80%，一般原水回收率 在45-70%之間。電滲析主要用于水的初級(jí)脫鹽，脫鹽率在45-90%之間。它廣泛被用于海水與苦咸水淡化;制備純水時(shí)的初級(jí)脫鹽以及鍋爐、動(dòng)力設(shè)備給水的脫鹽軟化等。

    實(shí)質(zhì)上，電滲析可以說是一種除鹽技術(shù)，因?yàn)楦鞣N不同的水(包括天然水、自來水、工業(yè)廢水)中都有一定量的鹽分，而組成這些鹽的陰、陽離子在直流電場(chǎng)的作用下會(huì)分別向相反方向的電極移動(dòng)。如果在一個(gè)電滲析設(shè)備中插入陰、陽離子交換膜各一個(gè)，由于離子交換膜具有選擇透過性，即陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，陰離子交換膜只允許陰離子以通過，這樣在兩個(gè)膜的中間隔室中，鹽的濃度就會(huì)因?yàn)殡x子的定向遷移而降低，而靠近電極的兩個(gè)隔室則分別為陰、陽離子的濃縮室，Z后在中間的淡化室內(nèi)達(dá)到脫鹽的目的。

    實(shí)際應(yīng)用中，一臺(tái)電滲析設(shè)備并非由一對(duì)陰、陽離子交換膜所組成(因?yàn)檫@樣做效率很低)，而是采用一百對(duì)，甚至幾百對(duì)交換膜，因而大大提高效率。電滲析設(shè)備

    應(yīng)用范圍

    目前電滲析設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，它在水的淡化除鹽、海水濃縮制鹽精制乳制品，果汁脫酸精和提純，制取化工產(chǎn)品等方面,還可以用于食品，輕工等行業(yè)制取純水、電子、醫(yī)藥等工業(yè)制取高純水的前處理。鍋爐給水的初級(jí)軟化脫鹽，將苦咸水淡化為飲用水。

    電滲析設(shè)備適用于電子、醫(yī)藥、化工、火力發(fā)電、食品、啤酒、飲料、印染及涂裝等行業(yè)的給水處理。也可用于物料的濃縮、提純、分離等物理化學(xué)過程。

    電滲析還可以用于廢水、廢液的處理與貴重金屬的回收，如從電鍍廢液中回收鎳。

    基本性能

    (1)操作壓力 0.5─3.0kg /cm2 左右

    (2)操作電壓、電流100─250V，1─3A

    (3)本體耗電量每噸淡水約0.2─2.0度

    方法特點(diǎn)

    ①可以同時(shí)對(duì)電解質(zhì)水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用;

    ②可以用于蔗糖等非電解質(zhì)的提純，以除去其中的電解質(zhì);

    ③在原理上，電滲析設(shè)備是一個(gè)帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高。

    四、在電滲析過程中，也進(jìn)行以下次要過程

    ①同名離子的遷移，離子交換膜的選擇透過性往往不可能是的，因此總會(huì)有少量的相反離子透過交換膜;

    ②離子的濃差擴(kuò)散，由于濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差，總會(huì)有少量的離子由濃縮室向淡化室擴(kuò)散遷移，從而降低了滲析效率;

    ③水的滲透，盡管交換膜是不允許溶劑分子透過的，但是由于淡化室與濃縮室之間存在濃度差，就會(huì)使部分溶劑分子(水)向濃縮室滲透;

    ④水的電滲析，由于離子的水合作用和形成雙電層，在直流電場(chǎng)作用下，水分子也可從淡化室向濃縮室遷移;

    ⑤水的極化電離，有時(shí)由于工作條件不良，會(huì)強(qiáng)迫水電離為氫離子和氫氧根離子，它們可透過交換膜進(jìn)入濃縮室;

    ⑥水的壓滲，由于濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別，迫使水分子由壓力大的一側(cè)向壓力小的一側(cè)滲透。顯然，這些次要過程對(duì)電滲析是不利因素，但是它們都可以通過改變操作條件予以避免或控制。