浙江藍極膜解析電滲析原理、特點(diǎn)、應用

 

　　在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的透過(guò)性(即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，陰膜只允許陰離子透過(guò))，使水中的陰、陽(yáng)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(xué)過(guò)程。

 

　　原理是：在陰極與陽(yáng)極之間，放置著(zhù)若干交替排列的陽(yáng)膜與陰膜，讓水通過(guò)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(yáng)離子分別向陽(yáng)極、陰極方向遷移，由于陽(yáng)膜、陰膜的選擇透過(guò)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(shí)，在兩電極上也發(fā)生著(zhù)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(yáng)極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此，在電滲析過(guò)程中，電能的消耗主要用來(lái)克服電流通過(guò)溶液、膜時(shí)所受到的阻力及電極反應。

①離子交換膜

 

　　(是電滲析的關(guān)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(lèi) 

 

　　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(yáng)膜、陰膜和特種膜。

 

　　按膜材料不同分為：有機膜和無(wú)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(shí)實(shí)際除鹽量與理論除鹽量之比稱(chēng)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(shí)，單位膜面積上通過(guò)的電流稱(chēng)為電流密度。運行時(shí)，當電流密度達到一定值時(shí)，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(fā)生電離，依靠氫離子和氫氧根離子來(lái)傳遞電流，這種膜界面現象稱(chēng)為濃差極化，此時(shí)的電流密度稱(chēng)為極限電流密度。

 

電滲析器的特點(diǎn)

 

目前電滲析在海水或苦咸水淡化和某些工業(yè)用水的精制等應用中都已有大型裝置投入生產(chǎn)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(diǎn) 

 

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

 

②在給水處理中應用的電滲析器只含有陽(yáng)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(lèi)較多，有陽(yáng)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(guān)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(shí)是利用電極反應來(lái)達到處理廢水和回收有用物質(zhì)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(jīng)處理而直接排放，會(huì )污染環(huán)境，目前已經(jīng)許多電鍍車(chē)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(chǎn)品規格，可根據淡水產(chǎn)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(lián)或串聯(lián)的組裝方式。