山东环科环保科技有限公司关于河北甜菜碱脱盐厂的介绍,电渗析是膜分离技术的一种,它是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或纯化的目的。渗析是较早被发现和研究的一种膜分离过程,它是一种自然发生的物理现象。当两种不同浓度的盐水用一张渗析膜(半透膜或离子交换膜)隔开时,浓盐水中的电解质离子就会穿过膜扩散到稀盐水中去,这种过程称为渗析过程,亦称扩散渗析。这是由于离子交换膜的选择透过性不可能达到%。当膜的选择性固定后,随着浓室盐浓度增加,这种同名离子迁移影响加大。由于膜两侧溶液浓度不同,在浓度差作用下,电解质由浓室向淡室扩散,扩散速度随浓度差的增高而增大。在电渗析过程中,由于淡室水浓度低,基于渗透压的作用,会使淡室的水向浓室渗透。浓度差愈大,水的渗透量也愈大,这一过程会使淡水产量降低。反离子和同名离子,实际上都是以水合离子形式存在,在迁移过程中携带相应数量的水分子迁移,这就是水的电渗透。随着溶液浓度的降低,水的电渗透量急骤增加。
这是由于离子交换膜的选择透过性不可能达到%。当膜的选择性固定后,随着浓室盐浓度增加,这种同名离子迁移影响加大。由于膜两侧溶液浓度不同,在浓度差作用下,电解质由浓室向淡室扩散,扩散速度随浓度差的增高而增大。在电渗析过程中,由于淡室水浓度低,基于渗透压的作用,会使淡室的水向浓室渗透。浓度差愈大,水的渗透量也愈大,这一过程会使淡水产量降低。反离子和同名离子,实际上都是以水合离子形式存在,在迁移过程中携带相应数量的水分子迁移,这就是水的电渗透。随着溶液浓度的降低,水的电渗透量急骤增加。当浓室和淡室存在着压力差时,溶液由压力大的一例向压力小的一侧渗漏,称为水的压渗,因此操作时应保持两侧压力基本平衡。

在直流电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中的阴、阳离子的选择透过性,分离溶质和水,此过程即为电渗析。通过阳极和阴极在装置两侧施加直流电场,阴、阳离子交换膜则交替排列在阳极和阴极之间,两种膜之间用特制的隔板隔开,隔板内则有水流的通道。如果增加电流密度,那么这个浓度差也会增加,当电流密度增大到C‘趋向于0时,为了电流传导的维持,水分子就会分解为H+和OH-,其中的OH-就会代替Cl-参与迁移,这种现象就称为浓差极化现象,而此时的电流密度就是极限电流密度。浓差极化现象出现时,由于部分电能被用于电解水,会降低电流的效率;淡室中电离出的OH-会通过阴膜进入浓室,导致浓室中的pH增大,容易产生结垢,导致膜电阻增大,进而使耗电量增加。

淡水室溶液中的电荷传递是Na+和Cl-共同承担的,因此两者的迁移数可以近似为5,但是膜中的迁移数就不是这样了。以阴膜为例,由于选择透过性,只允许Cl-通过,导致Cl-在阴膜中的迁移数要大于溶液中的迁移数,而为了维持正常的电流传导,就需要使用阴膜边界层的Cl-进行补充,使得边界层和主流层之间呈现一个浓度差(上图中的C-C’,其中C为主流层离子浓度,C‘为边界层离子浓度)。如果增加电流密度,那么这个浓度差也会增加,当电流密度增大到C‘趋向于0时,为了电流传导的维持,水分子就会分解为H+和OH-,其中的OH-就会代替Cl-参与迁移,这种现象就称为浓差极化现象,而此时的电流密度就是极限电流密度。浓差极化现象出现时,由于部分电能被用于电解水,会降低电流的效率;淡室中电离出的OH-会通过阴膜进入浓室,导致浓室中的pH增大,容易产生结垢,导致膜电阻增大,进而使耗电量增加。