浙江佰辰低碳科技有限公司作者
電滲析使用的半滲透膜其實是一種離子交換膜。這種離子交換膜按離子的電荷性質(zhì)可分為陽離子交換膜(陽膜)和陰離子交換膜(陰膜)兩種。在電解質(zhì)水溶液中,陽膜允許陽離子透過而排斥阻擋陰離子,陰膜允許陰離子透過而排斥阻擋陽離子,這就是離子交換膜的選擇透過性。在電滲析過程中,離子交換膜不像離子交換樹脂那樣與水溶液中的某種離子發(fā)生交換,而只是對不同電性的離子起到選擇性透過作用,即離子交換膜不需再生。電滲析工藝的電極和膜組成的隔室稱為極室,其中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)與普通的電極反應(yīng)相同。陽極室內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng),陽極水呈酸性,陽極本身容易被腐蝕。陰極室內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng),陰極水呈堿性,陰極上容易結(jié)垢。
電滲析可以說是一種除鹽技術(shù),因為各種不同的水(包括天然水、自來水、工業(yè)廢水)中都有一定量的鹽分,而組成這些鹽的陰、陽離子在直流電場的作用下會分別向相反方向的電極移動。如果在一個電滲析器中插入陰、陽離子交換膜各一個,由于離子交換膜具有選擇透過性,即陽離子交換膜只允許陽離子自由通過,陰離子交換膜只允許陰離子以通過,這樣在兩個膜的中間隔室中,鹽的濃度就會因為離子的定向遷移而降低,而靠近電極的兩個隔室則分別為陰、陽離子的濃縮室,最后在中間的淡化室內(nèi)達到脫鹽的目的。
實際應(yīng)用中,一臺電滲析器并非由一對陰、陽離子交換膜所組成(因為這樣做效率很低),而是采用一百對,甚至幾百對交換膜,因而大大提高效率。
電滲析器的關(guān)鍵部件是離子交換膜,離子交換膜分陽離子交換膜簡稱陽膜)和陰離子交換膜(簡稱陰膜)兩種,陽膜允許溶液中的陽離子透過,而阻擋陰離子;陰膜允許溶液中的陰離子透過,而阻擋陽離子,這就是離子交換膜的選擇透過性。電滲析就是利用離子交換膜的選擇透過性,在直流電場的作用下使水中的離子有選擇地定向遷移,使得一部分水中的離子數(shù)量減少而另一部分水中的離子交換數(shù)量增多,從而達到使含鹽水降鹽的目的。
目前電滲析器應(yīng)用范圍廣泛,它在水的淡化除鹽、海水濃縮制鹽精制乳制品,果汁脫酸精和提純,制取化工產(chǎn)品等方面,還可以用于食品、輕工等行業(yè)制取純水、電子、醫(yī)藥等工業(yè)制取高純水的前處理。鍋爐給水的初級軟化脫鹽,將苦咸水淡化為飲用水。
電滲析器適用于電子、醫(yī)藥、化工、火力發(fā)電、食品、啤酒、飲料、印染及涂裝等行業(yè)的給水處理。也可用于物料的濃縮、提純、分離等物理化學(xué)過程。
關(guān)鍵詞:離子交換樹脂
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