電滲析法

在外加直流電場作用下，利用離子交換膜對溶液中離子的選擇透過性，使溶液中陰、陽離子發生離子遷移，分別通過陰、陽離子交換膜而達到除鹽或濃縮的目的。

基本介紹

• 中文名：電滲析法
• 外文名：electrodialysis
• 利用：電場的作用
• 包含：強行將離子向電極處吸引
• 致使：電極中間部位的離子濃度大為下降

簡介

電滲析法（electrodialysis【ED】）是利用離子交換膜進行海水淡化的方法。離子交換膜是一種功能性膜，分為陰離子交換膜和陽離子交換膜，【簡稱陰膜和陽膜】。陽膜只允許陽離子通過陰膜只允許陰離子通過，這就是離子交換膜的選擇透過性。在外加電場的的作用下，水溶液中的陰，陽離子會分別向陽極和陰極移動，如果中間再加上一種交換膜，就可能達到分離濃縮的目的。電滲析法就是利用了這樣的原理。

電滲析離子交換膜

一.用途：

聚乙烯異相離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對溶液中離子具有一定的選擇透過性和導電性，廣泛套用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解製備無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐用水的軟化脫鹽，冶金、煤炭、電子、醫藥、化工、食品等工業品處理。

二.外觀：

聚乙烯異相離子交換膜應平整均勻，無明顯的機械損傷(折傷)，無脫網軋皺、不允許有影響質量的雜質存在。

三.規格：3361BW陽膜外觀為棕黃色，3362BW陰膜為藍色。

聚乙烯異相離子交換膜外型尺寸規格如下：

厚度：0.42mm

厚度允許公差：土0.04mm(乾態)

有效面積：≥800mm×1600mm

離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對各種離子具有一定的選折性和導電率，廣泛套用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制借無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐水的軟化脫鹽，電子、醫藥、化工、食品、煤炭，冶金等工業品處理。

四、使用說明：

1、貯運過程中不應受到日曬雨淋及機械損傷，貯存庫房應清潔陰涼，乾燥通風。

2、陰離子、陽離子交換膜在裁剪前必須分別在規定的溶液中浸泡48小時，即根據需處理的原水水質分析資料，配製成原水濃度溶液為陽膜浸泡液;配製成相當於電滲析出口淡水濃度為陰膜浸泡液。

3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面積應略小於隔板面積。

由於使用後陽膜稍有收縮性，陰膜仍有膨脹性，故可將在清水中浸泡的膜再作進一步處理⑴陰膜可再浸入水質較淡或純水中再收縮。

⑵陽膜浸泡膨脹後再浸入食鹽水中再收縮。

4、酸洗應根據膜面結垢的程度而定，鹽酸濃度不宜超過3%，開始酸洗時如鹽酸消耗較快，須補充鹽酸，直至不再消耗鹽酸為止(約1~2小時)酸洗完畢，用原水沖至出水PH=4~5(約10分鐘)後，可投入運行(淡水、濃水、極水三個系統應及時清洗)。

5、打孔膜應及早裝入電滲器，濕膜應清洗晾乾用塑膠袋包裝後貯存。

6、電滲析器進水要求：

⑴濁度≤0.3ppm

⑵耗氧量<2ppm

⑶游離氯<0.2ppm

⑷含鐵量<0.3ppm

⑸含錳量<0.1ppm

⑹水溫5~40℃

⑺硬度超過900ppm應要軟化處理

⑻污染指數SDI<5

特點

電滲析法處理廢水的特點是；不需要消耗化學藥品，設備簡單，操作方便。

套用

電滲析法最先用於海水淡化製取飲用水和工業用水，海水濃縮製取食鹽，以及與其它單元技術組合製取高純水，後來在廢水處理方面也得到較廣泛套用。入在廢水處理中，根據工藝特點電滲析操作有兩種類型：一種是由陽膜和陰膜交替排列而成的普通電滲析工藝，主要用來從廢水中單純分離污染物離子，或者把廢水中的污染物離子和非電解質污染物分離開來，再用其它方法處理；另一種是由複合膜與陽膜構成的特殊電滲析分窩工藝，利用複合膜中的極化反應和極室中的電極反應以產生H+離子和OH-離子，從廢水中製取酸和鹼。

電滲析法

電滲析法在廢水處理實踐中套用最普遍的有：

1)處理鹼法造紙廢液，從濃液中回收鹼，從淡液中回收木質素；

2)從含金屬離子的廢水中分離和濃縮盈金屬離子，然後對濃縮液進一步處理或回收利用

3)從放射性廢水中分離放射性元素；

4)從芒硝廢液中製取硫酸和氫氧化鈉；

5)從酸洗廢液中製取硫酸及沉積重金屬離子；

6)處理電鍍廢水和廢液等，含Cu2+、Zn2+、Cr(Ⅳ)、Ni2+等金屬離子的廢水都適宜用電滲析法處理，其中套用較廣泛的是從鍍鎳廢液中回收鎳，許多工廠實踐表明，用這種方法可以實現閉路循環。

基本原理

電滲析器中交替排列著許多陽膜和陰膜，分隔成小水室。當原水進入這些小室時，在直流電場的作用下，溶液中的離子就作定向遷移。陽膜只允許陽離子通過而把陰離子截留下來；陰膜只允許陰離子通過而把陽離子截留下來。結果使這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室，出水稱為淡水。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水。從而使離子得到了分離和濃縮，水便得到了淨化。

電滲析和離子交換相比，有以下異同點：

（1）分離離子的工作介質雖均為離子交換樹脂，但前者是呈片狀的薄膜，後者則為圓球形的顆粒；

（2）從作用機理來說，離子交換屬於 離子轉移置換，離子交換樹脂在過程中發生離子交換反應。而電滲析屬於離子截留置換，離子交換膜在過程中起離子選擇透過和截阻作用。所以更精確地說，應該把離子交換膜稱為離子選擇性透過膜；

（3）電滲析的工作介質不需要再生，但消耗電能；而離子交換的工作介質必須再生，但不消耗電能。

電滲析器

利用電滲析原理進行脫鹽或處理廢水的裝置，稱為電滲析器。

(1)電滲析器的構造它由膜堆、極區和壓緊裝置三大部分構成。

1)膜堆：其結構單元包括陽膜、隔板、陰膜，一個結構單元也叫一個膜對。一台電滲析器由許多膜對組成，這些膜對總稱為膜堆。隔板常用l～2mm的硬聚氯乙烯板製成，板上開有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。隔板的作用是使兩層膜間形成水室，構成流水通道，並起配水和集水的作用。

2)極區：極區的主要作用是給電滲析器供給直流電，將原水導入膜堆的配水孔，將淡水和濃水排出電滲析器，並通入和排出極水。極區由托板、電極、極框和彈性墊板組成。電極托板的作用是加固極板和安裝進出水接管，常用厚的硬聚氯乙烯板製成。電極的作用是接通內外電路，在電滲析器內造成均勻的直流電場。陽極常用石墨、鉛、鐵絲塗釘等材料；陰極可用不鏽鋼等材料製成。極框用來在極板和膜堆之間保持一定的距離，構成極室，也是極水的通道。極框常用厚5～7mm的粗網多水道式塑膠板製成。墊板起防止漏水和調整厚度不均的作用，常用橡膠或軟聚氯乙烯板製成。

3)壓緊裝置：其作用是把極區和膜堆組成不漏水的電滲析器整體。可採用壓板和螺栓拉緊，也可採用液壓壓緊。(2)　電滲析器的組裝 電滲析器的基本組裝形式如圖17-4所示。在實踐電通常用“級”、“段”和“系列”等術語來區別各種組裝形式。電滲析器內電極對的數目稱為“級”，凡是設定一對電極的叫做一級，兩對電極的叫二級，依此類推。電滲析器內，進水和出水方向一致的膜堆部分稱為“一段”，凡是水流方向每改變一次， "段"的數目就增加l。

電滲析法原理圖

電潛橋膜

電滲析膜——與離子交換樹脂具有相同化學結構的有機高分子聚合物為骨架。與一定數量的交聯劑通過橫鍵架橋作用構成的空間網狀結構的樹脂膜。