电渗析就是利用半透膜的选择过来性分离不同的溶质粒子,而电渗析与反渗透相比价格更为便宜。在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的离子通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法。
电渗析法的原理在物理化学中将溶质透过膜的现象称为渗析。利用特制膜使废水中某些溶质从浓度高的一侧透过膜而扩散到浓度低的一侧,就是废水处理的渗析法,使用的膜被称为半渗透膜。渗析作用的推动力是浓度差,扩散过程进行得很慢,耗时较长,当膜的两侧浓度达到平衡时,渗析过程即行停止。在废水处理领域,渗析法主要用于酸、碱废水的酸碱回收,回收率可达70%~90%,但不能对酸碱进行浓缩。
通常所说的电渗析是为提高渗析作用的推动力,在半渗透膜的两侧通入直流电压,促使废水中的阴阳离子分别趋向于直流电的正极和负极,使水中离子有选择地透过半渗透膜的过程。电渗析英文简写为ED一Electro Dialysis。
电渗析是在外加直流电场的作用下,利用离子交换膜的选择透过性,使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。电渗析设备就是利用多层隔室中的电渗析过程达到使水除盐的目的。电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。阳膜只允许通过阳离子,阻止阴离子通过;阴膜只允许通过阴离子,阻止阳离子通过。在外加直流电场的作用下,水中离子做定向迁移。
电渗析法的特点:
①可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用。
②可以用于蔗糖等非电解质的提纯,以除去其中的电解质。
③在原理上,电渗析器是一个带有隔膜的电解池,可以利用电极上的氧化还原效率高。
在电渗析过程中,也进行以下次要过程
①同名离子的迁移,离子交换膜的选择透过性往往不可能是*的,因此总会有少量的相反离子透过交换膜;
②离子的浓差扩散,由于浓缩室和淡化室中的溶液中存在着浓度差,总会有少量的离子由浓缩室向淡化室扩散迁移,从而降低了渗析效率。
③水的渗透,尽管交换膜是不允许溶剂分子透过的,但是由于淡化室与浓缩室之间存在浓度差,就会使部分溶剂分子(水)向浓缩室渗透。
电渗析设备的技术使用
自动控制频繁倒极电渗析(EDR),运行管理更加方便。原水利用率可达80%,一般原水回收率 在45-70%之间。电渗析水处理设备主要用于水的初级脱盐,脱盐率在45-90%之间。它广泛被用于海水与苦咸水淡化;制备纯水时的初级脱盐以及锅炉、动力设备给水的脱盐软化等。
电渗析设备还可以用于废水、废液的处理与贵重金属的回收,如从电镀废液中回收镍。电渗析设备适用于电子、医药、化工、火力发电、食品、啤酒、饮料、印染及涂装等行业的给水处理。也可用于物料的浓缩、提纯、分离等物理化学过程。
实质上,电渗析可以说是一种除盐技术,因为各种不同的水(包括天然水、自来水、工业废水)中都有一定量的盐分,而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析设备中插入阴、阳离子交换膜各一个,由于离子交换膜具有选择透过性,即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,阴离子交换膜只允许阴离子以通过,这样在两个膜的中间隔室中,盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低,而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室,*后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。