电渗析技术
电渗析技术的简介
电渗析技术的简介一、电渗析技术简介及其发展背景电渗析(eletrodialysis,简称ED)技术是膜分离技术的一种,它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间,并用特制的隔板将其隔开,组成除盐(淡化)和浓缩两个系统,在直流电场作用下,以电位差为动力,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,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
电渗析技术的研究始于德国,1903年,Morse和Pierce把2根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中,发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去;1924年,Pauli采用化工设计的原理,改进了Morse的实验装置,力图减轻极化,增加传质速率。
但直到1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜后,电渗析技术才进入了实用阶段,其中经历了三大革新:(1)具有选择性离子交换膜的应用;(2)设计出多隔室电渗析组件;(3)采用频繁倒极操作模式。
现在离子交换膜各方面的性能及电渗析装置结构等不断革新和改进,电渗析技术进入了一个新的发展阶段,其应用前景也更加广阔。
电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。
离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。
阳膜只允许通过阳离子,阻止阴离子通过,阴膜只允许通过阴离子,阻止阳离子通过。
在外加直流电场的作用下,水中离子作定向迁移。
由于电渗析器是由多层隔室组成,故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去,从而使含盐水淡化。
在食品及医药工业,电渗析可用于从有机溶液中去除电解质离子,在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得都比较成功。
电渗析作为一种新兴的膜法分离技术,在天然水淡化,海水浓缩制盐,废水处理等方面起着重要的作用,已成为一种较为成熟的水处理方法。
二、几种电渗析技术1倒极电渗析( EDR)倒极电渗析就是根据ED 原理,每隔一定时间(一般为15～20 min) ,正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。
电渗析技术
电渗析技术
电渗析技术是一种利用电流穿透深层物质表面、深入去检测物质内部结构信息的技术。
它可检测出物质表面之下的物质组成，以便精确识别物质的性质与特征，从而精确的控制物质的流动性和物质的性能参数。
它已被广泛的应用于新材料的开发、药物的筛选、矿产的勘探、仪器分析以及检测一系列其他物质的性质等领域。
电渗析技术的原理是利用一定的电压、电流施加于物质表面，使电流渗入深层物质中，从而识别物质表面及内部的物质组成、性质参数。
而电流渗入物质深层的过程称为“电流渗析”，即电渗析。
电渗析技术的操作过程包括：第一步，施加电压；第二步，施加电流；第三步，观察电流的流动特性；第四步，计算物质的组成、性质参数。
在具体的操作过程中，施加的电压一般在1.5V-15V之间，而施加的电流一般为1uA - 10mA之间，具体参数则取决于所检测的物质及其特性，实验数据则需要由实验工作者自行设定。
在观察电流的过程中，可通过观察电流的变化特性来判断物质表面及深层的材料组成、性质参数等，可以获得物质表面及深层的渗析数据及结果，并可在这些数据的基础上进行深入的分析，最终给出准确的诊断结果。
电渗析技术可更加准确的检测物质的性质，是一种非常重要的物质检测技术。
它可以用于新材料的开发，检测矿产及药物，仪器分析，等等。
它可以更精准的识别深层物质的性质，并可以深入检测出物质表面及深层的细节信息，供我们更有效的做出正确的决策。
总之，电渗析技术是一种具有重要意义的技术，它可以更准确地
检测物质的性质，为我们更有效的控制物质的性质，从而更大的提升我们的生活技能，实现人类的生产力。
电渗析技术及其应用
5.双极膜电渗析(EDMB)
双极膜是一种新型离子交换复合膜，它一般由阴离子交换树脂 层和阳离子交换脂层及中间界面亲水层组成。在直流电场作用 下，从膜外渗透入膜间的水分子即刻分解成H+和OH－，可作为H+ 和OH－的供应源。
利用双极膜电渗析法生产NaOH 的成本仅为传统电解过程的 1/3—2/3。
［4］Grabowski A，Zhang G Q，Strathmann H，et al． The production of high purity water by continuous electrodeionization with bipolar membranes : Influence of the anion － exchange membrane permselectivity［J］． Journal of Membrane Science，2006，( 281 ) : 297 －306．
常见电渗析技术
1.无极水电渗析
无极水电渗析的主要特点是 取消了传统电渗析的极室和 极水，原水利用率可达70%以 上，吨水耗电较常规电渗析 节省1/3左右。
该装置在运行方式上采用频 繁倒极，全自动操作。单台 多级多段配置，脱盐率可达 99%以上。
2.无隔板电渗析
电渗析器自发明以来, 一直 采用浓淡水隔板、离子交换 膜和电极等部件组装而成。
无隔板电渗析器，由JM离子 交换网膜和电极为主要部件 组装而成的新型电渗析器。
相同条件下与有隔板的电渗 析器比较，脱盐速率器是一种类似卷 式反渗透组件结构的电渗析 器, 它的阴阳离子交换膜都 放在同心圆筒内, 并卷成螺 旋状。
卷式电渗析器结构的优点是 能够使用像布匹那样长的离 子交换膜, 可把膜组装成受 厂商和用户欢迎的箱式组件。 其主要缺点是螺旋膜堆难以 密封，特别是圆筒中心管既 作电极用，又要作集水管用， 由于存在电极反应，使得离 子交换膜与中心管粘结的部 分不易密封。
电渗析技术及其应用
电渗析技术及其应用
电渗析（Electrokinetic Chromatography，简称EKC）是一种基于电动流体力学原理的色谱技术，在电动流动的电解质溶液中，利用电场对离子、小分子化合物和大分子化合物进行分离和分析。
其原理类似于电泳和液相色谱技术，但是电渗析的分离机制更为复杂和灵活。
电渗析技术通过在毛细管或柱填充物表面引入电荷的方式实现。
当电场施加到电解质溶液中时，溶液中的带电粒子将受到电场力的作用，根据电荷大小和性质的不同，这些粒子将向电场的正负极方向移动。
这种移动速度会导致溶液中不同成分的分离。
可以根据分子的电动迁移率或其在毛细管或柱填充物表面的相互作用，调控电场和溶液成分，实现对不同化合物的选择性分离和分析。
电渗析技术可以应用于多个领域，包括生物医学、环境分析、食品安全和药物分析等。
它在药物研发中广泛用于分离和鉴定药物和药物代谢产物。
在环境分析中，可以用于监测水体和土壤中的有机污染物和重金属离子。
在食品安全领域，可以用于检测食品中的农药残留和添加剂。
此外，电渗析技术还被应用于生物分子的分析，如核酸、蛋白质和多肽等。
总之，电渗析技术是一种有效的色谱技术，可以实现对小分子和大分子化合物的分离和分析。
它具有高分离效率、分辨率和选择性，广泛应用于药物研发、环境分析、食品安全和生物分析等领域。
电渗析技术的原理及应用
电渗析技术的原理及应用电渗析技术的原理及应用第一章引言电渗析技术是一种利用电场作用将溶液中的离子或分子分离的方法，广泛应用于水处理、环境监测、生物医学等领域。
本文将详细介绍电渗析技术的原理及其在不同领域中的应用。
第二章电渗析技术的原理2.1 电渗析基本原理电渗析技术是利用电场和渗析过程结合，实现离子或分子的分离和浓缩。
当在溶液中施加电场时，溶液中的离子或分子将受到电场力的作用向电极移动。
根据离子的电荷和迁移速度的差异，离子或分子将在电场中分离和迁移。
2.2 渗析膜的选择在电渗析过程中，渗析膜的选择是至关重要的。
渗析膜应具有良好的选择性和传质性能。
常用的渗析膜包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和中性渗析膜。
不同的渗析膜用于不同的分离任务。
第三章电渗析技术的应用3.1 水处理领域电渗析技术在水处理领域中被广泛应用。
通过电渗析技术可以实现溶液的除盐、去除重金属离子、浓缩废水等目的。
电渗析技术具有处理效率高、操作简便等优点，因此在水处理中得到了越来越广泛的应用。
3.2 环境监测领域电渗析技术可用于环境样品的分析和监测。
例如，通过电渗析技术可以检测土壤中的污染物浓度、水体中的有害离子含量等。
该技术对样品的前处理要求低，不仅提高了分析的准确性和效率，还节省了时间和成本。
3.3 生物医学领域电渗析技术在生物医学领域中有着广泛的应用。
它可以用于生物体内药物的释放、蛋白质的富集和分离。
通过调节电场强度和渗析膜的性质，可以实现对不同药物或蛋白质的选择性分离和富集，有助于疾病的治疗和研究。
第四章电渗析技术的优势和挑战4.1 优势电渗析技术具有高效、无需添加化学试剂、不产生二次污染等优势。
它可以快速分离溶液中的离子或分子，且操作简便，适用于大规模处理。
4.2 挑战电渗析技术在应用过程中也面临一些挑战。
例如，渗析膜的选择和优化需要对渗析机制和膜材料进行深入研究；离子和分子的迁移速度受到离子浓度、电场强度等因素的影响，需要进行更精细的控制。
电渗析技术的原理及应用
电渗析技术的原理及应用原理介绍电渗析技术（Electrodialysis，简称ED）是一种利用外加电场对溶液中的离子进行选择性分离的电化学分离技术。
其基本原理是通过在溶液中放置正负极板，并施加电场，以使正负离子分别向相应的极板迁移，从而实现离子的选择性分离。
电渗析技术的核心装置是电渗析膜（Electrodialysis Membrane），它是一种具有特殊结构和性能的薄膜材料。
常见的电渗析膜包括阳离子交换膜（Cation Exchange Membrane，简称CEM）、阴离子交换膜（Anion Exchange Membrane，简称AEM）和中间板（Spacer）。
阳离子交换膜只允许带正电荷的离子穿透，而阴离子交换膜只允许带负电荷的离子穿透，中间板则用于隔开膜片和增加膜片之间的通道。
应用领域1. 水处理电渗析技术在水处理领域具有广泛的应用。
它可以用于海水淡化，将海水中的盐分、重金属离子和有机物质去除，从而获得高质量的淡水。
此外，电渗析技术还可以用于污水处理，高效去除水中的离子污染物，提高水质。
2. 食品加工电渗析技术在食品加工中的应用主要是用于浓缩和分离。
通过对食品溶液施加电场，可以实现对溶液中的离子进行选择性分离，从而实现对溶液中某种成分的浓缩。
这种技术可以用于果汁的浓缩、酒精的提纯等。
3. 医药制造电渗析技术在医药制造中也有一定的应用。
例如，在药物制造过程中，可以利用电渗析技术对药物溶液中的有机物质进行去除，从而提高产品的纯度。
此外，电渗析技术还可以用于药物的浓缩和分离。
4. 化工领域在化工领域，电渗析技术也有广泛的应用。
例如，在离子液体的制备过程中，可以利用电渗析技术实现对离子的选择性分离和浓缩，从而提高产品的纯度。
此外，电渗析技术还可以用于对溶液中有害离子的去除，净化溶液。
5. 环境保护电渗析技术在环境保护中也发挥着重要的作用。
例如，可以利用电渗析技术将废水中的重金属离子和有害离子去除，从而减少对环境的污染。
电渗析
1 电渗析技术概述电渗析(ED)技术Il1是膜分离技术的一种，1、1原理：是将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成除盐(淡化)和浓缩两个系统，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，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
1、2优点是：①能量消耗低；②药剂耗量少，环境污染小；⑧对原水含盐量变化适应性强；④操作简单，易于实现机械化、自动化；⑤设备紧凑耐用，预处理简单；⑥水的利用率高。
电渗析也有它自身的缺点：与反渗透(RO)相比，脱盐率较低。
在运行过程中易发生浓差极化而产生结垢；1、3两个基本理论-解释离子交换膜的双电层理论和应用于膜两侧大分子渗透平衡以及离子交换树脂与电解质溶液间平衡的膜平衡理论书本p118-119（规律）1、4 传递现象书本p1192 电渗析技术及其应用2．1 电渗析技术发展简述经历了三大革新：①具有选择性离子交换膜的应用网；②设计出许多层电渗析的组件；③采用倒换电极的操作式。
目前电渗析技术已发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位。
应用前景非常广阔。
2．2 几种常见的电渗析过程（6种）2．2．1 倒极电渗析(EDR)EDR为电渗析的应用前景提供了一个重要方向[，根据ED原理，每隔一定时间(一般为15-20min)，正负电极极性相互倒换(频繁倒极)，能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。
在废水处理方面的应用有其独到之处，EDR 浓水循环，水回收率最高可达95％，它的服役寿命长，管理简单，与其他方法相比更有竞争力。
2．2．2 填充电渗析(EDI)填充床电渗析(EDI)，它是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法，它集中了电渗析和离子交换法的优点，并克服了它们各自的缺点，提高了极限电流密度和电流效率的作用。
在该过程中，粒子交换树脂颗粒填充在电渗析器的淡化室内外，被离子交换树脂吸附的离子在电场作用下不断迁移入浓水室，这样离子交换树脂不需要再生，而原料液中的离子几乎可完全被除去。
电渗析工作原理
电渗析工作原理电渗析是一种物质分离技术，通过电场作用力将带电颗粒从离子溶液中分离出来。
它是一种基于离子迁移的传质机制的分离方法，可以用于去除溶液中的有机物、无机物以及重金属离子等。
电渗析的工作原理基于离子的电荷状态以及电场作用力。
在电渗析过程中，首先需要将待处理的溶液通过电渗析装置，该装置一般由两个电极之间的间隙组成，其中一个电极带正电荷，称为阳极，另一个带负电荷，称为阴极。
当电场被建立起来后，溶液中的正负离子就会受到电场力的作用开始向电极迁移。
正离子会朝阴极迁移，而负离子则朝阳极迁移。
同时，存在于溶液中的颗粒也会受到电场力的影响，被迁移到靠近与其带相反电荷的电极附近。
在离子迁移过程中，溶液中的水和不带电的溶质也会随之迁移。
当溶液中的颗粒靠近电极时，电场力对溶质的作用将导致颗粒离开溶液，而水会通过离子溶液中的电解作用分解成氢氧离子，然后再通过阴离子回归至溶液中。
离子的迁移是通过离子电迁移过程实现的，这是一种通过电场驱动离子运动的现象。
它基于离子在电场作用下的电势差，通过离子与电场之间的相互作用而产生。
离子电迁移过程的速率取决于离子的电荷数、绝对值和离子的迁移距离。
电渗析技术的应用非常广泛。
它可以用于处理各种溶液，包括有机溶液和无机溶液。
电渗析可以帮助去除水中的重金属离子，如铅、铜、镍和锡等。
此外，电渗析还可以用于去除有机物，如颜料、染料和农药等。
电渗析技术的主要优点是操作简便、低能耗和高效率。
与其他分离技术相比，电渗析不需要使用大量的添加剂或额外的能源。
它可以在常温下进行操作，并且能够高效地去除目标物质，同时保留其他溶质。
总的来说，电渗析是一种有效的物质分离技术。
它利用电场作用力将带电颗粒从溶液中分离出来，广泛应用于水处理、废水处理和溶液纯化等领域。
电渗析不仅具有高效、节能和环保的特点，而且操作简单，易于实施。
通过进一步的研究和开发，电渗析技术有望在更多的领域发挥重要作用。
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电渗析技术的发展及应用08食科汪强20080808132摘要：电渗析技术属于膜分离技术, 广泛应用于食品、化工、废水处理等行业的分离纯化的生产过程中, 有效率高、清洁卫生及经济节能等优点。
本文简述了电渗析技术的类型, 重点论述了电渗析技术的原理, 介绍了电渗析技术在食品行业以及在废水处理中应用研究, 并对其发展前景进行了展望。
关键词:电渗析;膜;应用电渗析是在外加直流电场的作用下, 利用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。
电渗析器, 就是利用多层隔室中的电渗析过程达到除盐的目的。
电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。
离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。
阳膜只允许通过阳离子, 阻止阴离子通过, 阴膜只允许通过阴离子, 阻止阳离子通过。
在外加直流电场的作用下, 水中离子作定向迁移。
由于电渗析器是由多层隔室组成, 故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去, 从而使含盐水淡化。
在食品及医药工业, 电渗析可用于从有机溶液中去除电解质离子, 在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得都比较成功[ 1] 。
电渗析作为一种新兴的膜法分离技术, 在天然水淡化, 海水浓缩制盐, 废水处理等[ 2] 方面起着重要的作用, 已成为一种较为成熟的水处理方法。
1 .电渗析技术的类型1.1倒极电渗析( EDR)倒极电渗析就是根据ED 原理,每隔一定时间(一般为15～20 min) ,正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。
1.2液膜电渗析( EDLM)液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜[3 ] ,其实验模型就是用半透玻璃纸将液膜溶液包制成薄层状的隔板,然后装入电渗析器中运行。
利用萃取剂作液膜电渗析的液态膜,可能为浓缩和提取贵金属、重金属、稀有金属等找到高效的分离方法,因为寻找对某种形式离子具有特殊选择性的膜与提高电渗析的提取效率有关。
提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。
1.3填充床电渗析( EDI)填充床电渗析( EDI) 是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法,它的最大特点是利用水解离产生的H+ 和OH- 自动再生填充在电渗析器淡水室中的混床离子交换树脂,从而实现了持续深度脱盐。
它集中了电渗析和离子交换法的优点,提高了极限电流密度和电流效率。
1.4双极性膜电渗析( EDMB)双极膜是一种新型离子交换复合膜,它一般由层压在一起的阳离子交换膜组成,通过膜的水分子即刻分解成H+ 和OH- ,可作为H+ 和OH- 的供应源。
双极性膜电渗析突出的优点是过程简单,能效高,废物排放少。
1.5无极水电渗析无极水电渗析是传统电渗析的一种改进形式,它的主要特点是除去了传统电渗析的极室和极水。
例如在装置的电极紧贴一层或多层离子交换膜,它们在电气上都是相互联接的,这样既可以防止金属离子进入离子交换膜,同时又防止极板结垢,延长电极的使用寿命。
由于取消了极室,无极水排放,大大提高了原水的利用率[4] 。
2.电渗透技术在食品行业中的应用2.1在菊糖生产中的应用菊糖是一种具有保健功能的多糖, 系一族由β- ( 2, 1)糖苷键连接的果聚糖分子, 在末端还联有一个葡萄糖残基。
它的聚合度从2到60, 跨越了经典低聚糖的定义, 所以也有人把处于低聚糖范围的菊糖叫做菊糖低聚果糖。
菊糖广泛地分布于各种植物中间, 其中菊苣、菊芋和大丽花含有的菊糖量最多( 约占干基的20% ) , 具有商业生产菊糖的价值。
杨炼等采用电渗析在粗菊糖纯化过程中进行了应用研究, 在电渗析的过程中, 菊糖料液的pH 值在恒定一段时间会有所下降, 恒定的时间与电渗析操作电压负相关, pH 的下降幅度与操作电压正相关。
菊糖料液的灰分含量和粗蛋白都能被电渗析除去, 操作电压越大, 带电杂质下降的速度越快, 在电渗析的初始阶段这些带电杂质的去除速度较快。
游离氨基酸由于分子较小, 比短肽更容易除去。
菊糖在10V 的操作电压情况下, 菊糖没有发生明显的水解, 单、双糖含量仅有轻微增加。
菊糖料液在电渗析过程中不断被稀释, 但是菊糖分子并不能穿过离子交换膜, 所以电渗析纯化菊糖有较高的回收率。
在10V 的电压下, 采用10L /h的流量, 电渗析1h后, 粗菊糖中70% 的灰分, 47%的粗蛋白被除去, 总糖仅损失了原来4%。
总之, 电渗析可以作为粗菊糖脱盐和脱蛋白的有效且经济的手段, 能与后续操作, 如超滤处理很好衔接, 能极大减轻下游纯化操作的压力, 在技术上具有可行性[ 5] 。
2.2在竹笋生产中的应用传统竹笋加工过程伴随着大量废弃物的产生以毛竹笋为例, 可食部分30% 左右, 而笋壳约占30%, 笋头40% , 此外, 加工竹笋也会产生大量废弃的笋煮水。
竹笋原液(笋煮水) 中含丰富的甾醇、多糖、氨基酸、维生素、黄酮、皂岱等天然活性成分及盐, 这些盐的存在一方面不利于从原液中分级和提纯出氨基酸等成分, 影响竹笋原液的营养价值[ 6] ,另一方面, 若不经处理就直接排放, 会造成土壤板结, 植物烧伤, 污染水源。
另外, 竹笋提取液中还含有镉、铅( < 0. 5mg /kg )、砷( < 0. 3mg /L) 等重金属离子, 直接加工成食品方面的产物, 会对人体产生不利的影响[ 7] , 通过脱盐能够有效去除重金属离子,从而达到国家规定的标准要求。
因此, 竹笋原液脱盐研究具有社会和经济效益, 能够实现竹笋加工废弃物的深度转化和综合利用, 开发高附加值的产品, 提高企业经济效益和行业经营水平, 实现传统产业的升级换代。
黄伟等在实验的基础上探讨用离子交换膜电渗析法进行竹笋原液脱盐的可行性及工艺优化。
经90m in脱盐后, 竹笋原液灰分下降49. 10% , 主要元素含量变化: 钾下降53. 76%, 钠下降75. 27%, 钙下降69. 80% , 镁下降57. 86% , 铁下降66. 67% , 铜下降76. 98% , 镉下降42. 51% , 而一些重金属离子含量普遍较低, 均在国家标准范围内, 如汞和砷均未检出, 故电渗析技术对竹笋原液脱盐效果较好。
竹笋原液脱盐前后的氨基酸含量基本持平: 脱盐前氨基酸含量为8. 22% (以干基计), 脱盐后的氨基酸含量为8. 37% (以干基计) , 且据氨基酸检测报告知: 脱盐前后竹笋原液中氨基酸种类及各种类比例近似相同, 因此电渗析技术对竹笋原液脱盐对其中功能成分-氨基酸的影响较小[ 8] 。
2.3 在酱油生产中的应用酱油是人们日常生活中应用最为普遍的调味品之一, 一般酱油中食盐含量在16% ~ 18% , 这是由于酱油曲是在开放状态下制成的, 为避免微生物的污染, 需在高食盐浓度下进行, 而且酱油特有的香味只有在此食盐浓度下才能酿成。
现代医学已表明,高钠膳食易导致高血压、肾脏病等疾病发生, 由于普通酱油的含盐量偏高, 为满足人们对低钠膳食的需求, 可以将普通酱油中的盐分脱除成为低盐酱油[ 9] 。
据国外文献报道, 利用电渗析技术对酱油进行脱盐处理, 可以制得低盐酱油并基本保持酱油原有风味, 但要损失一部分作为酱油指标的氨基酸态氮和有机酸等有效成分, 从而将酱油的含盐量降低。
但国内尚无这方面的报导, 刘贤杰等采用电渗析技术进行了酱油脱盐的研究。
研究结果显示: 原酱油食盐含量19. 4%, 经电渗析处理后, 酱油含量降至约9%, 食盐以外的有效成分也有一些被除去, 比较明显的是作为酱油品质指标的氨基酸态氮, 有约8% 的损失。
酱油风味大致不变, 证明了电渗析对酱油的脱盐是切实可行的分离方法[ 10] 。
3．电渗透技术在废水处理中的应用水是人类赖以生存不可或缺的资源, 也是自然生态环境保持良好的重要条件。
21世纪对于水资源的需求管理, 不能仅考虑满足人类的用水, 也必须考虑生态环境的永续。
3. 1 电渗透技术处理硝酸铵冷凝废水的研究硝酸铵是基本的化学化工原料和农用氮肥, 广泛应用于农业、国防、化工、医药、纺织、轻工等领域。
由于历史的原因, 我国传统的硝酸铵生产装置大多技术装备陈旧, 工艺落后, 环保水平偏低, 在生产过程中产生大量的含氮工业废水。
特别是由于硝酸铵生产工艺决定由稀硝酸带入的水分在中和、蒸发及结晶过程中以二次蒸汽的形式排出, 形成的工艺冷凝液中含有硝酸铵和氨, 成为硝酸铵生产的主要污水源。
这些冷凝液若直接排放, 会使排放水中氨氮含量严重超标, 造成地表水体的富营养化, 破坏水环境的生态平衡。
如直接送回硝酸吸收塔回用又不利于生产安全, 并且还不能全部回收利用。
由于缺乏有效的治理措施, 一些厂家采用兑水稀释的办法以实现达标排放, 耗费大量的水资源。
目前, 新修订的地方和行业污水排放标准都相继提高了氨、氮标准,并对污染物的排放限值、水污染物基准排水量和排放浓度都做了相应规定, 硝酸铵冷凝液的治理及回收利用成为硝酸铵生产企业面临的亟待解决的难题。
川化股份有限公司采用24台具有特殊专用膜的电渗析单元所组成电渗析装置, 冷凝废水的最大处理量为36 t /h, 硝酸铵冷凝废水经电渗析装置循环浓缩、淡化处理后, 浓水中硝酸铵体积百分比含量为20% , 回收率达96% 以上, 合格淡水排放水中氨氮质量分数含量!40mg /L。
冷凝废水中氨、硝酸、硝酸铵每年削减或回收的排放量分别为113. 54t、362. 23t、88. 34,t 氨氮排放总量从每年的71. 208t减少到10. 162,t 减少量为61. 046 ,t 削减85. 173%, 不仅达到了减少硝酸铵废水排放量、消除污染的目的,而且还提高了资源综合利用率, 降低了生产成本, 取得了显著的环保效益和经济效益[ 11] 。
3. 2 电渗透技术处理氨氮废水的研究随着我国社会经济的高速发展, 各种污染物的排放量急剧增加, 对环境尤其是水体造成了严重污染, 资料表明, 氨氮、磷等是地表水的主要污染物。
氨氮废水的超标排放是水体富营养化的主要原因之一。
目前在工业上应用的脱氨方法主要有生物脱氮法、吹脱法、折点加氯法、离子交换法等[ 12] 。
生物脱氮法适用于处理含有机物的低氨氮浓度废水, 该法技术可靠, 处理效果好, 主要应用于含氨化工废水和生活污水的处理。
折点加氯法和离子交换法适用于不含有机物的低浓度氨氮的废水处理。
对于高浓度无机氨氮废水, 如氮肥厂废水等, 目前工业应用较多采用吹脱法, 但脱氨率仅为70% , 无法达到国家排放标准, 且投资大, 二次污染严重[ 13 ] 。
唐艳等采用电渗析法处理氨氮废水, 对工艺条件进行了优化研究, 在实验室条件下得到工艺参数。