電滲析法海水淡化原理

　　電滲析法：水中的離子在直流電場的作用下，可通過半透膜。最初的惰性半透膜電滲析法，主要用于溶膠的提純，電流效率很低。到了20世紀50年代初，由于選擇性離子交換膜向世，才能夠用電滲析法淡化海水或苦咸水。脫鹽用的選擇性離子交換膜有兩種：

　�、訇柲�，只允許陽離子透過的陽離子交換膜;

　　②陰膜，只允許陰離子透過的陰離子交換膜。使陰膜和陽膜交替排列，中間襯以隔板(其中有水流通道)，夾緊之后，在兩端加上電極，就成電滲析脫鹽裝置。

　　當(dāng)海水流經(jīng)電滲器時，在直流電場的作用下，陰離子透過陰膜向陽極方向遷移，途中被陽膜擋住去路，被水流沖洗而出;陽離子透過陽膜向陰極方向遷移，途中被陰膜擋住，也被水流沖出。透過陽膜或陰膜的水為淡水。結(jié)果，從大約一半的夾層流出的水為淡水，從另一半流出的則為濃縮的海水。

　　電滲析脫鹽所用的半透膜，除要求電阻低、透過的選擇性高、交換容量大和水的電滲小之外，還要求有一定的機械強度、尺寸不變和化學(xué)穩(wěn)定性高等。

　　在電滲析脫鹽過程中，反離子(電荷與膜內(nèi)交換基團相反的離子)在膜內(nèi)的遷移速度比在溶液里大，致使淡化夾層的內(nèi)膜半身，溶液界面上的離子濃度低于主體溶液濃度而形成濃度差。當(dāng)電流升至某值時，擴散遷移的離子不足以補充界面上離子的缺額，而使界面濃度趨近于零，這時的電流稱為極限電流。如再增加電流，就會迫使界面上的水分子解離,由解離出的H和OH來承擔(dān)超過極限值那部分電流的輸送。這種現(xiàn)象稱為極化現(xiàn)象。這不僅使電流白白消耗在無助于脫鹽的 H和OH的遷移上，而且會引起溶液的pH值發(fā)生變化，使鈣鹽鎂鹽之類的離子濃度的乘積超過溶度積，而在濃縮海水夾層的陰膜和陽膜的表面沉淀，阻塞水流通道，甚至被迫停機拆洗。防止極化沉淀的根本措施，是設(shè)法增加夾層溶液的攪拌作用和布水的均勻性，并把操作電流控制在極限電流之下。此外，定期倒換電極的極性，在濃縮海水夾層中加酸和進行不拆裝的化學(xué)清洗等，均能延長運轉(zhuǎn)周期。

　　采用高溫電滲析，可明顯地提高極限電流，防止極化沉淀和降低耗能量。例如：75C時的極限電流為25C時的2.5倍，而耗電量僅為25C時的50%。

　　電滲析脫鹽是離子在電場中遷移的結(jié)果，用于含鹽量高的海水淡化時，單位產(chǎn)量的耗電量大,很不經(jīng)濟,故多用于淡化苦咸水，或結(jié)合離子交換技術(shù)制造工業(yè)純水，很少單獨用于淡化含鹽量高的海水。

　　電滲析法的應(yīng)用

　　電滲析法最先用于海水淡化制取飲用水和工業(yè)用水，海水濃縮制取食鹽，以及與其它單元技術(shù)組合制取高純水，后來在廢水處理方面也得到較廣泛應(yīng)用。入在廢水處理中，根據(jù)工藝特點電滲析操作有兩種類型：一種是由陽膜和陰膜交替排列而成的普通電滲析工藝，主要用來從廢水中單純分離污染物離子，或者把廢水中的污染物離子和非電解質(zhì)污染物分離開來，再用其它方法處理;另一種是由復(fù)合膜與陽膜構(gòu)成的特殊電滲析分窩工藝，利用復(fù)合膜中的極化反應(yīng)和極室中的電極反應(yīng)以產(chǎn)生H+離子和OH-離子，從廢水中制取酸和堿。

　　電滲析法在廢水處理實踐中應(yīng)用最普遍的有：

　　1)處理堿法造紙廢液，從濃液中回收堿，從淡液中回收木質(zhì)素;

　　2)從含金屬離子的廢水中分離和濃縮盈金屬離子，然后對濃縮液進一步處理或回收利用

　　3)從放射性廢水中分離放射性元素;

　　4)從芒硝廢液中制取硫酸和氫氧化鈉;

　　5)從酸洗廢液中制取硫酸及沉積重金屬離子;

　　6)處理電鍍廢水和廢液等，含Cu2+、Zn2+、Cr(Ⅳ)、Ni2+等金屬離子的廢水都適宜用電滲析法處理，其中應(yīng)用較廣泛的是從鍍鎳廢液中回收鎳，許多工廠實踐表明，用這種方法可以實現(xiàn)閉路循環(huán)。

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