电渗析(eletrodialysis,简称ED)技术是膜分离技术的一种,它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间,并用特制的隔板将其隔开,组成除盐(淡化)和浓缩两个系统,在直流电场作用下,以电位差为动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
随着科学发展观的不断深入,我国经济发展的可持续性需求,节能减排,清洁工业的发展等等因素,膜分离技术正在渗透到所有工业和研究领域,应用的领域和规模发展也不断加快。尤其是在食品行业、生物制品、医药、化工分离等领域中,也取得了巨大的进展。
随着科学技术的不断发展,制膜技术的不断改进、制膜成本的不断降低,新型电渗析设备的制造水平会大大提高,设备的制造成本会大大地降低,同时会满足现代化工业越来越高的分离要求,电渗析技术将会得到快速发展。
电渗析水处理设备是在直流电场的作用下,通过隔板的水中电介质离子发生定向移动,由于交换膜对离子具有选择性。电渗析器的一对电极之间,由阴膜,阳膜和隔板(甲、乙)多组交替排列,构成浓室和淡室(即阳离子可透过阳膜,阴离子可透过阴膜).淡室水中阳离子向负极迁移透过阳膜,被浓室中的阴膜截留；水中阴离子向正极方向迁移阴膜,被浓室中的阳膜截留,这样通过淡室的水中离子数逐渐减少,成为淡水,而浓室的水中,由于浓室的阴阳离子不断涌进,电介质离子浓度不断升高,而成为浓水,从而达到淡化,提纯,浓缩或精制的目的。
由于造纸污水由三种污水组成：黑液、打浆机污水和造纸机污水，因此它的回收利用主要是针对这三种污水展开。
1、黑液的回收利用
对造纸黑液的处理是造纸业废水处理的关键，目前，常用的造纸黑液处理技术有碱回收法、絮凝沉淀法、膜分离法、酸析法、好氧活性污泥法及生物技术法等。其中碱回收法是目前技术*成熟、工业中应用*广泛的造纸黑液处理方法。
碱回收技术是造纸黑液处理较为成熟的技术，在各地取得了广泛的应用。根据不同的工作原理，又可分为燃烧法、电渗析法及黑液气化法等。
燃烧法碱回收技术的完整流程分为提取、蒸发、燃烧、苛化-石灰回收四道工序。基本原理是将黑液浓缩后在燃烧炉中进行燃烧将有机钠盐转化为无机钠盐，然后加入石灰将其苛化为氢氧化钠，以达到回收碱和热能的目的。
黑液与浆料分离后，提取出来的木（草）浆稀黑液浓度较低，须将其通过蒸发系统去掉大部分水分，浓缩至45-80%的浓度，再将浓缩后的黑液喷入碱回收锅炉炉膛燃烧，黑液燃烧产生的热量可用于工艺或发电。黑液中的有机钠盐在炉内发生化学反应转变为熔融的碳酸钠，同时把补充的芒硝还原成硫化钠，熔融物从碱炉底部排出，溶解后形成含少量铁离子的绿液。所得绿液与石灰进行反应，其中的碳酸钠被苛化为氢氧化钠。苛化后澄清的液体称为白液，即可重新用于制浆蒸煮。将苛化产生的白泥进行高温煅烧，可以回收石灰用于苛化过程。
燃烧法碱回收工艺技术成熟，运行稳定，但工程投资较大，适用于规模较大的造纸企业，当前各国对黑液处理主要采用燃烧法回收碱的技术路线。但燃烧法碱回收容易受到黑液中硅成分的干扰：黑液中的二氧化硅与碱作用生成硅酸钠，在燃烧过程中易形成结垢，影响了碱回收过程的顺利进行。木浆中硅含量较低，因此碱回收进行较顺利，碱回收率可达95~98%。但我国森林资源紧张，草类资源相对丰富，因此形成了以草浆造纸为主的造纸产业结构，草浆黑液中较高的硅含量影响了碱回收的效果。近年来，草浆黑液碱回收同步除硅技术已成功进行了生产性试验，该技术的推广必将大幅提高我国造纸黑液碱回收整体效率。我省泰格林纸集团永州湘江纸业股份有限公司以马尾松为原料生产本色硫酸盐木浆，其造纸黑液处理即采用传统的燃烧法碱回收工艺。2006年，该厂进行扩建并形成木浆为主辅以少量竹浆，年产10万吨的纸浆生产规模。新的碱回收系统同时投产，设计日处理黑液4000m3，碱回收蒸发站采用8体6效全板式降膜蒸发器（I效蒸发为3体，II~VI效蒸发为单体），碱炉为日处理固形物量530－630吨的次高压低臭式碱炉，苛化工段采用压力过滤器工艺；产生的白泥采用抛弃填埋处理，未进行综合利用处理。配套热电车间选用90T/H循环硫化床锅炉，配备2.5/3.0MW汽轮发电机组。总体上实现了黑液处理排放合格，为造纸行业污染治理提供了成功的范例。
电渗析法
电渗析法工艺一般采用循环式流程，黑液通过阳极室循环，稀碱液通过阴极室循环。在直流电场作用下，Na+通过阳膜进入阴极室，与电解产生的OH–结合生成NaOH而得以回收碱；阳极室黑液由于电解产生H+而不断被酸化，到一定程度时，将大部分木质素沉淀析出。电渗析法碱回收具有工艺过程简单，操作方便、设备投资少，易于自动化等特点。为了进一步提高碱回收率并降低耗电量，尚需对电极和膜片进行改进。
黑液气化法
黑液碱回收除了常采用上述两种方法外，在国外还普遍使用的一种方法是黑液气化法。其原理是将黑液在高温快速反应器中气化，使其中的有机物转化为清洁的可供燃气轮机使用的燃料气体。黑液气化法比传统的燃烧回收更有效，且环境友好性强，是制浆造纸工业能源生产与回收的一种有前景的技术。
对比以上三种工艺，总体上讲，燃烧法碱回收能够比较充分、全面地回收利用资源，对于规模在年产量在1.7万吨以上的造纸企业，该技术在经济上可收回成本或有一定收益。但我国由于木材短缺，采用非木纤维原料生产的纸浆占纸浆总量的70%以上，这样的原料结构限制了工厂的生产规模，80%以上是年产2万吨以下的中小型造纸厂，这些企业基本上不具备碱回收系统。
2、打浆机污水回收利用
纸浆经过打浆机排出的污水，其所含成分与黑液相同，只不过浓度较低。由于所含的有机物质（纤维和碱等）数量少，回收较困难，但污水 中的总固体、悬浮物和BOD5仍然很高，直接排放对水体污染仍很严重，因此需要进行处理。主要处理方法包括混凝沉淀法、气浮法、活性污泥法、稳定塘法、生物滤池法及A/O法等。
3、造纸机污水回收利用
从造纸机上排出的污水中含有大量纤维，如不回收利用，将造成很大浪费，因此，对造纸机器污水须加以充分的回收和重复利用。这些水部分可以用来稀释纸浆（如案锟排出的白水），部分送至打浆工程使用（吸水箱和伏锟所压出的污水），打浆工程用不了的污水，应送到回收装置进行饲料回收