电渗析法 - 副本

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1、电渗析法淡化与除盐电渗析、反渗析、超滤以及渗析统称为膜分离法。膜分离系指在某种推动力作用用下，利用特定膜的透过性能，达到分离水中离子或分子以及某些微粒的目的。膜分离的推动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。这种分离方法可在室温、无相变条件下进行，具有广泛的适用性。方法推动力分离对象渗析浓度差离子、小分子电渗析电位差离子超滤压力差大分子、微粒反渗透压力差离子、小分子渗透：膜使溶剂（水）透过的现象称为渗透。渗析：膜使溶质透过的现象称为渗析。各种膜分离方法1.离子交换膜及其作用机理2.电渗析原理机过程3.电渗析器的构造与组装4.电流效率与极限电流密度5.极化与沉淀6.

2、电渗析器工艺设计与计算7.电渗析技术的发展1.离子交换膜及其作用机理离子交换膜是电渗析器的重要组成部分，按其选择透过性能，主要分为阳模和阴模，按其模体结构，可分为异相膜、均相膜、半均相膜3种。异相膜的优点是机械强度好、价格低，缺点是膜电阻大、耐热差、透水性大。均相膜则相反。（1）选择透过率：离子交换膜的选择透过性实际上并不是那么理想的，因为总是有少量的同号离子（即与膜上的固定活性基电荷符号相同的离子）同时透过。（2）膜电阻：膜电阻与电渗析所需要的电压有密切的关系。电阻越小，所需电压越低。2.电渗析原理及过程在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的透过性(即阳膜只允许阳

3、离子透过，阴膜只允许阴离子透过)，使水中的阴、阳离子作定向迁移，从而达到水中的离子与水分离的一种物理化学过程。原理是：在阴极与阳极之间，放置着若干交替排列的阳膜与阴膜，让水通过两膜及两膜与两极之间所形成的隔室，在两端电极接通直通电源后，水中阴、阳离子分别向阳极、阴极方向迁移，由于阳膜、阴膜的选择透过性，就形成了交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室。与此同时，在两电极上也发生着氧化还原反应，即电极反应，其结果是使阴极室因溶液呈碱性而结垢，阳极室因溶液呈酸性而腐蚀。因此，在电渗析过程中，电能的消耗主要用来克服电流通过溶液、膜时所受到的阻力及电极反应。电渗析法

4、脱盐的基本原理，可由图来说明。它是把阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列于正负两个电极之间，井用特制的隔板将其隔开，组成脱盐(淡化)和浓缩两个系统。当向隔室通入盐水后，在直流电场作用下，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，但由于离子交换膜的选择透过性，而使淡室中的盐水淡化，浓室中盐水被浓缩，实现脱盐目的。电渗析器通电后，在两个电极上会发生电化学反应，以NaCl溶液为例，其反应为：在阳极上：2Cl-一2e—→Cl2↑H2O—→H++OH-4OH-—4e—→O2+2H2O产生的氯气又有一部分溶于水中：Cl2+H2O—→HCl+HClOHClO—→HCl+[O]由此可见，阳

5、极反应有氧气和氯气产生，氯气溶于水又产生HCl及初生态氧[O]，阳极呈酸性反应，应当注意阳极的氧化和腐蚀问题。在阴极上：H2O—→H++OH-2H++2e—→H2↑Na++OH-＝NaOH在阴极室由于H+离子的减少，放出氢气，极水呈碱性反应，当极水中台有Ca2+、Mg2+和HCO32-等离子时，会生成CaCO3和Mg(OH)2等沉淀物，在阴极上形成结垢。在极室中应注意及时排除电极反应产物，以保证电渗析过程的正常安全运行。考虑到阴膜容易损坏，并为防止Cl-离子透过阴膜进入阳极室，所以在阳极附近一般不用阴膜，而改用阳膜或惰性多孔保护膜。3.电渗析器的构造与组装电渗析器由

6、膜堆、极区和压紧装置三部分构成。膜块：是由相当数量膜对组装而成。膜对：是由一张阳离子交换膜，一张隔板甲（或乙）；一张阴膜，一张隔板乙（或甲）组成。离子交换膜：是电渗析器关键部件，其性能影响电渗析器的离子迁移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。其中膜的分类：按膜结构分为：异相膜、均相膜和半均相膜；按膜上活性基团不同分为：阳膜、阴膜和特种膜；按膜材料不同分为：有机膜和无机膜。隔板：分浓、淡水隔板，交替放阴阳膜之间，使阴膜和阳膜之间保持一定间隔，隔板平面水流，垂直隔板平面电流。隔板厚离0.9毫米。极区：包括电极、极框和导水板。电极：为连接电源所用极框：放置电极和膜之间，膜

7、帖到电极上去，起支撑作用。压紧装置：是用来压紧电渗析器，使膜堆、电极等部件形成一个整体，不致漏水。组装方式电渗析器组装是用“级”和“段”来表示，一对电极之间膜堆称为“一级”。水流同向每一个膜称为“一段”。增加段数就等于增加脱盐流程，也就是提高脱盐效率，增加膜对数，可提高水处理量。电渗析器组装方式可淡水产量和出水水质不同要求而调整，一般有以下几种组装形式：一级一段；一级多段；多段一段；多级多段。4.电流效率与极限电流密度极限电流密度criticalelcclr}ccurrentdensity：是指在离子交换膜专业领域中是指在离子膜电渗析过程中即将发生膜极化的电流密