浙江藍極膜解析電滲析原理、特點、應用

 

　　在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的透過性(即陽膜只允許陽離子透過，陰膜只允許陰離子透過)，使水中的陰、陽離子作定向遷移，從而達到水中的離子與水分離的一種物理化學過程。

 

　　原理是：在陰極與陽極之間，放置著若干交替排列的陽膜與陰膜，讓水通過兩膜及兩膜與兩極之間所形成的隔室，在兩端電極接通直通電源后，水中陰、陽離子分別向陽極、陰極方向遷移，由于陽膜、陰膜的選擇透過性，就形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室。與此同時，在兩電極上也發生著氧化還原反應，即電極反應，其結果是使陰極室因溶液呈堿性而結垢，陽極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此，在電滲析過程中，電能的消耗主要用來克服電流通過溶液、膜時所受到的阻力及電極反應。

①離子交換膜

 

　　(是電滲析的關鍵部件，其性能影響電滲析器的離子遷移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。)

 

②電滲析離子交換膜的分類 

 

　　按膜結構分為：異相膜、均相膜和半均相膜。 

 

　　按膜上活性基團不同分為：陽膜、陰膜和特種膜。

 

　　按膜材料不同分為：有機膜和無機膜。

 

③電滲析裝置

 

　　電滲析器的構造包括壓板、電極托板、電極、極框、陰膜、濃水隔板、淡水隔板等部件。將這些部件按一定順序組裝并壓緊，組成一定形式的電滲析器。電滲析器的輔助設備還包括水泵、整流器等，組成了電滲析裝置。

 

⑶電滲析器運行的工藝參數

 

①電流效率

 

　　電滲析析器運行時實際除鹽量與理論除鹽量之比稱為電滲析器的電流效率。 

 

②電流密度與極化現象

 

　　電滲析器工作時，單位膜面積上通過的電流稱為電流密度。運行時，當電流密度達到一定值時，界面層離子的遷移速度遠低于膜內離子遷移速度，迫使膜界面處水分子發生電離，依靠氫離子和氫氧根離子來傳遞電流，這種膜界面現象稱為濃差極化，此時的電流密度稱為極限電流密度。

 

電滲析器的特點

 

目前電滲析在海水或苦咸水淡化和某些工業用水的精制等應用中都已有大型裝置投入生產性運行，而在廢水處理中的應用還相對較少，應注意以下三點 

 

①在給水處理中應用的電滲析器，只回收淡水和只關注淡水水質，水的回收率一般為50%～70%;而應用電滲析處理廢水時，有時淡水和濃水均可回收利用，水的回收率高，有時濃水的利用價值高于淡水。

 

②在給水處理中應用的電滲析器只含有陽膜和陰膜，并以膜對的形式存在，而在廢水處理中，電滲透析器用膜的種類較多，有陽膜、中性膜和復合膜等，根據處理對象組成和處理目的的不同而有不同的膜組合形式。

 

③在給水處理中，關注電滲析電極反應多半是為了防止電極反應的負面影響，而在廢水處理中，有時是利用電極反應來達到處理廢水和回收有用物質的目的。

 

⑸電滲析在廢水處理中的應用

 

電鍍廢水中含有銅、鋅、鎳等重金屬和氰化物，未經處理而直接排放，會污染環境，目前已經許多電鍍車間應用電滲析處理電鍍廢水取得了較好的效果，既回收了重金屬，又使水的重復利用率有較大的提高。

 

⑹電滲析器工藝設計

 

目前，電滲析器有系列產品規格，可根據淡水產量與處理要求確定合理的設計參數，選用所需電滲析器的臺數以及并聯或串聯的組裝方式。