滲析是指用膜把一容積隔成兩部�,膜的一�(cè)是溶�,另一�(cè)是純�,小分子溶質(zhì)透過膜向溶液�(cè)移動的過�;或者膜的兩�(cè)是濃度不同的溶液�,溶�(zhì)從濃度高的一�(cè)透過膜擴(kuò)散到濃度低的一�(cè)的過�。但如果僅僅是純水透過膜向溶液�(cè)移動,使溶液變淡或者僅僅是低濃度溶液中的溶劑透過膜�(jìn)入高濃度的溶�,而溶�(zhì)不透過�,則此過程稱之為滲�。電滲析是指在直流電場的作用�,溶液中帶電離子選擇性地透過離子交換膜的過程,目前電滲析主要�(yīng)用于溶液中電解質(zhì)的分��
以鹽水中NaCl的脫除來闡述電滲析過程原�。在正、負(fù)兩電極之間交替地平行放置陽離子交換膜(簡稱陽膜,以符號C表示)和陰離子交換�(簡稱陰膜,以A表示)。陽膜常含有帶負(fù)電荷的酸性活性基�(tuán),能選擇性地使溶液中的陽離子透過,而溶液中的陰離子則因受陽膜上所帶負(fù)電荷基團(tuán)的同性相斥作用不能透過陽膜。陰膜通常含有帶正電荷的堿性活性基�(tuán),能選擇性地使陰離子透過,而溶液中的陽離子則因陰膜上所帶正電荷基團(tuán)的同性相斥作用不能透過陰膜。陰、陽離子交換膜之間用特別的隔板隔�,組成濃縮和脫鹽兩個系�(tǒng)�
電滲析器除鹽的基本原理,是利用離子交換膜的選擇透過�。陽離子交換膜只允許陽離子通過,阻檔陰離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過,在外加直流電場的作用下,水中離子作定向遷移,使一路水中大部份離子遷移到另一路離子水中去,從而達(dá)到含鹽水淡化的目��
電滲析器具有工藝簡單,除鹽率�,制水成本低、操作方�、不污染�(huán)境等主要�(yōu)�,廣泛應(yīng)用于水的除鹽,具體應(yīng)用在如下場合:海水及苦咸水淡�,根�(jù)我單位的試驗資料,可將含鹽量高達(dá)60�/升的苦咸水淡化成飲用水,解決沙漠地區(qū)的飲用水�。制取軟�,(水的電阻率為105歐姆一厘米�,可供低壓鍋爐給水,不需要食鹽再�,還可節(jié)�20%左右�
深度除鹽水及高純水的前級處理,采用電滲析一離子交換法,�(kuò)大了原水適用范圍,廣泛應(yīng)用電�、電�、化�、制�、科研化驗等場合、降低制水成�50%以上。節(jié)省離子交換法再生用酸�80%左右,延長再生周期五倍以�。用于飲料食品工�(yè)的提�,使啤酒、汽水的�(zhì)量提高,為創(chuàng)�(yōu)�(zhì)�(chǎn)品創(chuàng)造了條件。電滲析器還可用于化工分�,濃縮及工業(yè)廢水處理回收��
1、可以同時對電解�(zhì)水溶液起淡化、濃�、分�、提純作�;
2、可以用于蔗糖等非電解質(zhì)的提純,以除去其中的電解�(zhì);
3、在原理上,電滲析器是一個帶有隔膜的電解�,可以利用電極上的氧化還原效率高�
4、在電滲析過程中,也�(jìn)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�,因此總會有少量的相反離子透過交換�;②離子的濃差�(kuò)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(kuò)散遷�,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�,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�(�)向濃縮室滲�;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�;⑤水的極化電�,有時由于工作條件不良,會強(qiáng)迫水電離為氫離子和氫氧根離子,它們可透過交換膜�(jìn)入濃縮室;⑥水的壓�,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�(cè)向壓力小的一�(cè)滲�。顯�,這些次要過程對電滲析是不利因�,但是它們都可以通過改變操作條件予以避免或控��
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�(xiàn)象:電滲析器工作�,單位膜面積上通過的電流稱為電流密度。運行時,當(dāng)電流密度�(dá)到一定值時,界面層離子的遷移速度�(yuǎn)低于膜內(nèi)離子遷移速度,迫使膜界面處水分子�(fā)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(xiàn)象稱為濃差極�,此時的電流密度稱為極限電流密度。極化包括濃差極化和電極極化�
極化�(fā)生后在陽膜淡室的一�(cè)富集著過量的氫氧根離�,陽膜濃室的一�(cè)富集著過量的氫離�;而在陰膜淡室的一�(cè)富集著過量的氫離�,陰膜濃室的一�(cè)富集著過量的氫氧根離子。由于濃室中離子濃度�,則在濃室陰膜的一�(cè)�(fā)生碳酸鈣等沉淀,從而增加膜電阻,加大電能消�,減小膜的有效面積,降低出水水質(zhì),影響正常運��