電滲析工作原理及特點

        電滲析利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質(zhì)粒子（如離子）的方法稱為滲析。在電場作用下進行滲析時，溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子（如離子）通過膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析。利用電滲析進行提純和分離物質(zhì)的技術(shù)稱為電滲析法，它是20世紀50年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，最初用于海水淡化，現(xiàn)在廣泛用于化工、輕工、冶金、造紙、醫(yī)藥工業(yè)，尤以制備純水和在環(huán)境保護中處理三廢最受重視，例如用于酸堿回收、電鍍廢液處理以及從工業(yè)廢水中回收有用物質(zhì)等。

        電滲析與近年引進的另一種膜分離技術(shù)反滲透相比，它的價格便宜，但脫鹽率低。當前國產(chǎn)離子交換膜質(zhì)量亦很穩(wěn)定，運行管理也很方便，自動控制頻繁倒極電滲析，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(shè)備給水的脫鹽軟化等。

        實質(zhì)上，電滲析可以說是一種除鹽技術(shù)，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(yīng)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。

一、應(yīng)用范圍

        目前電滲析器應(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(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。

二、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

三、電滲析法的特點為

        ①可以同時對電解質(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，電滲析器是一個帶有隔膜的電解池，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百分之百的，因此總會有少量的相反離子透過交換膜；
        ②離子的濃差擴散，由于濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差，總會有少量的離子由濃縮室向淡化室擴散遷移，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，有時由于工作條件不良，會強迫水電離為氫離子和氫氧根離子，它們可透過交換膜進入濃縮室；
        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。