電滲析的工作原理及用途

電滲析它以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)。

電滲析的選擇性取決于所用的離子交換膜。離子交換膜以聚合物為基體，接上可電離的活性基團(tuán)。

陰離子交換膜簡(jiǎn)稱(chēng)陰膜，它的活性基團(tuán)常為氨基。陽(yáng)離子交換膜簡(jiǎn)稱(chēng)陽(yáng)膜，它的活性基團(tuán)通常是磺酸根。離子交換膜的選擇透過(guò)性是指，膜上的固定離子基團(tuán)吸引膜外溶液中的異電荷離子，使它能在電位差或濃度差的推動(dòng)下透過(guò)膜體，同時(shí)排斥同種電荷的離子，阻攔它進(jìn)入膜內(nèi)。

因此，陽(yáng)離子能通過(guò)陽(yáng)膜，陰離子能通過(guò)陰膜，如圖所示。

根據(jù)膜中活性基團(tuán)分布的均一程度，離子交換膜大體上可以分為異相膜、均相膜及半均相膜。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等的苯乙烯接枝聚合物是離子交換膜常用的膜材料。性能好的是用全氟磺酸、全氟羧酸類(lèi)膜材料制備的離子交換膜。

用途

1. 作為離子交換工藝的預(yù)除鹽處理，可大大降低離子交換的除鹽負(fù)荷，擴(kuò)展離子交換對(duì)原水的適應(yīng)范Χ，大幅度減少離子交換再生時(shí)廢酸、廢堿或廢鹽的排放量，一般可減少90%，甚至更多。在某些情況下，電滲析可以取代離子交換，直接制取初級(jí)純水。

2. 將廢水中有用的電解質(zhì)進(jìn)行濃縮、回收，并再利用。如電鍍含鎳廢水的回收與再利用等。

3. 改革原有工藝，采用電滲析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。如采用電滲析法制取初級(jí)純水或軟化水代替離子交換法，以消除再生廢液的產(chǎn)生;采用樹(shù)脂電滲析法制取高純水，取消樹(shù)脂的化學(xué)再生;采用離子交換膜擴(kuò)散滲析法，從鋼鐵清洗廢液中回收酸等。

電滲析使用的半滲透膜其實(shí)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(yáng)離子交換膜(陽(yáng)膜)和陰離子交換膜(陰膜)兩種。在電解質(zhì)水溶液中，陽(yáng)膜允許陽(yáng)離子透過(guò)而排斥阻擋陰離子，陰膜允許陰離子透過(guò)而排斥阻擋陽(yáng)離子，這就是離子交換膜的選擇透過(guò)性。在電滲析過(guò)程中，離子交換膜不像離子交換樹(shù)脂那樣與水溶液中的某種離子發(fā)生交換，而只是對(duì)不同電性的離子起到選擇性透過(guò)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(chēng)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(yáng)極室內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極水呈酸性，陽(yáng)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