電滲析過程是電化學過程和滲析擴散過程的結合;在外加直流電場的驅動下,利用離子交換膜的選擇透過性(即陽離子可以透過陽離子交換膜,陰離子可以透過陰離子交換膜),陰、陽離子分別向陽極和陰極移動。離子遷移過程中,若膜的固定電荷與離子的電荷相反,則離子可以通過;如果它們的電荷相同,則離子被排斥,從而實現(xiàn)溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的
實際應用
電滲析是膜分離過程中較為成熟的一項技術,已廣泛地應用于苦咸水脫鹽,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)定性相化學穩(wěn)定性以及更高的機械強度、使電滲析過程不僅限于應用在脫鹽方面,而且在食品、醫(yī)藥及化學工業(yè)中,電滲析過程還有許多其他的工業(yè)應用,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;用于化學工業(yè)分離離子性物質與非離子性物質;在臨床治療中電滲析可作為人工腎使用等 [3] 。
自動控制頻繁倒極電滲析(EDR),運行管理更加方便。原水利用率可達80%,一般原水回收率 在45-70%之間。電滲析主要用于水的初級脫鹽,脫鹽率在45-90%之間。它廣泛被用于海水與苦咸水淡化;制備純水時的初級脫鹽以及鍋爐、動力設備給水的脫鹽軟化等。
實質上,電滲析可以說是一種除鹽技術,因為各種不同的水(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、陽離子在直流電場的作用下會分別向相反方向的電極移動。如果在一個電滲析器中插入陰、陽離子交換膜各一個,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,這樣在兩個膜的中間隔室中,鹽的濃度就會因為離子的定向遷移而降低,而靠近電極的兩個隔室則分別為陰、陽離子的濃縮室,最后在中間的淡化室內(nèi)達到脫鹽的目的。
實際應用中,一臺電滲析器并非由一對陰、陽離子交換膜所組成(因為這樣做效率很低),而是采用一百對,甚至幾百對交換膜,因而大大提高效率。
應用范圍
目前電滲析器應用范圍廣泛,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。鍋爐給水的初級軟化脫鹽,將苦咸水淡化為飲用水。
電滲析器適用于電子、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。