电渗析

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电渗析操作说明

电渗析操作说明

电渗析操作说明一、引言电渗析是一种通过电场的作用将溶质从一个液相转移到另一个液相的技术。

在化学、生物化学及生命科学领域中,电渗析被广泛用于溶质的分离、纯化和浓缩。

本操作说明将详细介绍电渗析的基本原理、操作步骤和注意事项。

二、原理电渗析的原理基于电泳和渗析两种现象的结合。

电泳是指在电场的作用下,带电粒子在溶液中移动的现象,而渗析则是指溶质由高浓度向低浓度扩散的过程。

通过将这两种现象结合起来,电渗析可以实现溶质的有效分离和浓缩。

三、操作步骤1. 准备工作在进行电渗析实验前,需要准备好以下材料和设备:- 电渗析装置(由离子交换膜、电场源、电极等组成)- 溶液A:含有目标溶质的混合溶液- 溶液B:不含目标溶质的溶液- 电源- 导电性好的电缆和连接器确保所有材料和设备都清洁,以避免杂质对电渗析实验结果的影响。

2. 装置组装将离子交换膜放置在电渗析装置的相应位置上,确保膜的安装正确。

连接电场源和电极,并确保电场源与电源连接稳固。

3. 溶液准备将溶液A和溶液B分别准备好,并确保其浓度和pH值符合实验要求。

按照实验设计,确定两种溶液的体积,并将它们倒入电渗析装置的相应截面。

4. 设置电场和运行条件根据实验要求,设置适当的电场强度和工作温度。

注意,过高的温度可能造成离子交换膜的破坏,影响实验结果。

5. 开始电渗析实验将电源接通,开始电渗析实验。

随着实验的进行,目标溶质会随电场作用从溶液A中向溶液B中迁移。

实验时间的长短应根据目标溶质的特性和实验要求来确定。

6. 实验结束根据目标溶质的转移情况,确定实验结束的时机。

停止电场源的工作,并将电渗析装置拆解,取出溶液A和溶液B进行分析。

四、注意事项1. 安全操作在进行电渗析实验时,要遵循实验室的安全操作规程,佩戴必要的个人防护装备,确保实验过程安全。

2. 选择合适的离子交换膜根据目标溶质的特性选择合适的离子交换膜,以确保实验的准确性和效果。

3. 确保电渗析装置的完整性在实验前检查电渗析装置的完整性,确保离子交换膜没有破损或受到污染,电场源和电极连接稳固。

电渗析法——精选推荐

电渗析法——精选推荐

电渗析法百科名片电渗析法是利用电场的作用,强行将离子向电极处吸引,致使电极中间部位的离子浓度大为下降,从而制得淡水的。

一般情况下水中离子都可以自由通过交换膜,除非人工合成的大分子离子。

电渗析与电解不同之处在于:电渗析的电压虽高,电流并不大,维持不了连续的氧化还原反应所需;电解却正好相反。

电渗析广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、海水淡化、环境保护等领域。

目录编辑本段电渗析法(electrodialysis【ED】)指的是在外加直流电场的作用下,利用阴离子交换膜和阳离子交换膜的选择透过性,使一部分离子透过离子交换膜而迁移到另一部分水中,从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩的过程。

编辑本段基本原理和特点电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜,分隔成小水室。

当原水进入这些小室时,在直流电场的作用下,溶液中的离子就作定向迁移。

阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来;网膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。

结果佼这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室,出水称为淡水。

而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室,出水称为浓水。

从而使离子得到了分离和浓缩,水便得到了净化。

电渗析和离子交换相比,有以下异同点:(1)分离离子的工作介质虽均为离子交换树脂,但前者是呈片状的薄膜,后者则为圆球形的颗粒;(2)从作用机理来说,离子交换属于离子转移置换,离子交换树脂在过程中发生离子交换反应。

而电渗析属于离子截留置换,离子交换膜在过程中起离子选择透过和截阻作用。

所以更精确地说,应该把离子交换膜称为离子选择性透过膜;(3)电渗析的工作介质不需要再生,但消耗电能;而离子交换的工作介质必须再生,但不消耗电能。

电渗析法处理废水的特点是;不需要消耗化学药品,设备简单,操作方便。

编辑本段电潜桥膜利用电渗析原理进行脱盐或处理废水的装置,称为电渗析器。

(1)电渗析器的构造它由膜堆、极区和压紧装置三大部分构成。

1)膜堆:其结构单元包括阳膜、隔板、阴膜,一个结构单元也叫一个膜对。

电渗析法淡化海水原理

电渗析法淡化海水原理

电渗析法淡化海水原理
电渗析法是一种通过电化学反应来实现海水淡化的方法。

它利用了电流对海水中的离子进行选择性通过半透膜的现象,实现了海水的去盐化。

电渗析法的原理可以简述为:将具有固定电荷的离子交换膜(常为阴离子交换膜和阳离子交换膜)置于两个电极之间,并通过电压源对电解槽进行充电。

在电场的作用下,阴离子会向阳极运动,而阳离子则会向阴极运动。

由于半透膜的存在,海水中的溶质离子无法透过半透膜,只能通过电渗析反应的作用,以水的形式通过半透膜而被排出。

这样,随着时间的推移,海水中的溶质浓度会逐渐降低,最终达到淡化的目的。

电渗析法具有许多优点。

首先,该方法操作简单,易于实施。

其次,相比于传统的蒸馏和反渗透等方法,电渗析法能够实现相对较高的能源利用效率,减少能源消耗。

此外,该方法对海水进行淡化时,能够保留其他重要的矿物质和微量元素,避免了传统淡化方法中的物质流失问题。

然而,电渗析法也存在一些局限性。

首先,该方法在实际应用中需要较高的电能输入,导致能源消耗较大。

其次,海水中含有多种离子,不同离子的移动速度和选择性也会对淡化效果产生影响。

此外,该方法还面临半透膜的污染和膜堵塞等问题,需要定期进行维护和清洗。

综上所述,电渗析法是一种通过电流对海水中的离子进行选择性通过半透膜的方法,实现海水淡化的技术。

该方法具有操作
简单、能源利用高效、保留重要矿物质等优点,但也存在能源消耗大和膜污染等问题。

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

电渗析

最小需要能
• 从热力学论点出发,可以推到出电渗析最 小需要能E的表达式如下:
• N0是以当量/升为单位表示的离子物种浓度, f,P,C分别指进水流,制成水流和浓水流。 能量E一般用千瓦·时/千加仑制成水的单位 表示。
• 上式忽略了电极反应所消耗的功率,并且 只考虑进水流,制成流和浓水流的自由能。
• 它可的以主要采缺点用是:膜需堆之间对流或所有的•优这点种浓是布;水置管方道流案和的都阀
参要平数经,行常运调的行整比各方较项敏运式感行,运行。
门的尺寸小;不需 冉循环;所需的能
膜电阻的微量增加就
量最小。
会影响效率。
内部分级连续流系统
• 若要求的出水量不大,则选用内部分级的
单膜堆较为经济。
它的优点是:容易调 节除盐率;不需再加 压;仅需一对电极以
逐渐变成淡化水。
这样,在整个电渗析设备中,出现了 脱盐与浓缩两在个电系极统的。阴与、此阳同极时之,间在,将 电极和溶液的阳界离面子上交,换通膜过与氧阴化离、子还交换 原反应,发生电膜子交与替离排子列之,间井的用交特换制,的隔
即板电符极这反两应种。膜隔开,隔板内 行水流的通道。
而进入浓室的合盐水, 由于阳离子不能迁移透 过阴膜,阴离子迁移不 能透过阳膜,于是,含 盐水不断浓缩变成高浓
• 膜堆有膜片构成,膜片之间设有夹板和垫片,象 板框式压滤机一样组装而成。进出水口通常在垫 片或在膜片上冲眼而形成,然后冉组装杯一起。
• 与大多数化工工艺相似,电渗析除盐也可 以采取连续式或者分批式运行。连续运行 方式的电渗析一般有三种布置方案:多段、 内部分级和进入-渗出式。
多段式连续电渗析系统
• 废水除盐是电渗析的另一种用途。有人研 究用电渗析对农田径流进行反硝化处理。 生活污水处理厂出水的电渗析除盐正处在 研究中。

电渗析的工作原理

电渗析的工作原理

电渗析的工作原理
电渗析是一种利用电场作用下的溶液流动和质量传递现象的分离技术。

它是通过在两个电极之间施加电场,将带电粒子迁移至相应的电极上来实现物质的分离。

电渗析的工作原理基于电动势和电流的作用,其中电动势是通过施加电场产生的。

当电压施加在电渗析膜中时,电场会引起溶液中带电粒子的迁移。

溶液中的带电粒子在电场的作用下,沿着电场方向迁移,并通过电渗析膜上的孔洞或选择性通透材料进行传递。

传递过程中,溶液中的带电粒子会被电渗析膜上的孔洞或通透材料所阻隔,从而使其分离。

带电粒子在电渗析膜上的分离程度主要取决于粒子的大小、电荷以及膜的孔径大小和性质。

较大的粒子可能会被膜上较小的孔洞所阻挡,而较小的粒子则可以通过孔洞传递。

同时,电渗析过程中质量传递的方向也会受到电场的影响。

在正向电场下,阳离子会向负电极迁移,而阴离子则会向正电极迁移。

这样,阳离子和阴离子可以被有效地分离。

总的来说,电渗析利用电场的作用和溶液中粒子的大小、电荷等特性,通过电渗析膜上的通透孔洞或材料进行分离。

电渗析技术在水处理、药物制剂、化学分离等领域具有重要的应用价值。

电渗析

电渗析


电渗析的极化现象对电渗析的运行有很大影响:
(1)极化时一部分电能消耗在水的电离上,使电流效率下降; (2)极化时,在浓水侧的阴膜界面上形成沉淀会堵塞水流通道。 (3)由于沉淀和结垢的影响,膜性能发生变化,机械强度下降, 膜电阻增大,缩短了膜的使用寿命。

为了避免极化和结垢,目前采用的措施包括: (1)控制工作电流密度在极限电流密度下运行;
反 渗 透
纯水制备流程示意图
压力 大分子 供水 超滤膜 水 盐 超滤过程 压力(要大于渗透压力) 盐 大分子 供水 反渗透膜 水 反渗透
超 滤 与 反 渗 透 的 区 别 示 意
渗透:是指稀溶液中的水分子自发地透过半透膜进入浓溶液的过 程。 渗透压:是指某溶液在自然渗透过程中,浓溶液液面不断升高, 稀溶液液面相应降低,直到两侧形成的水柱压力抵消了水分子的 迁移,溶液两侧的液面不再变化,渗透达到平衡点,此时的液柱 高差称为该溶液的渗透压。
电渗析器组装
–膜对:由1张阳膜、1张淡水隔板, 1张阴膜、1张浓水隔板按一定顺序组成的 电渗析器膜堆的最小脱盐单元 –膜堆:若干模对的集合体 –级:电渗析器中一对电极之间所包含的膜堆称为一级,一台电渗析器的电极 对数就是这台电渗析器的级数
–段:电渗析器中淡水水流方向相同的膜堆称为一段
–台:用锁紧装置将电渗析器各部件锁紧成一整体称为一台电渗析器 –系列:将多台电渗析器串联起来成为一脱盐整体称为一系列
渗透压的计算:渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度而与半透膜本身 无关。计算公式如下(仅适用于稀溶液): π=CRT π— 渗透压(kg/cm2) C — 离子浓度差(摩尔/升) R — 气体常数(等于0.082升· 大气压/摩尔· °k) T — 绝对温度(°k)

电渗析法除氟离子原理

电渗析法除氟离子原理

电渗析法除氟离子原理1. 引言1.1 电渗析法的概念电渗析法是一种利用电场作用下对离子进行分离的方法。

在电渗析过程中,离子在电场力的作用下会向电极的方向迁移,从而实现离子的分离和浓缩。

这种方法可以有效地去除水中的重金属离子、有机物离子以及微量元素离子等。

电渗析法具有操作简单、成本低廉、效率高等优点,在水处理领域有着广泛的应用前景。

电渗析法在除氟离子中的应用意义主要体现在可以高效、快速地去除水中的氟离子,减少水污染,保障公共水源的安全。

随着工业发展和生活水平的提高,水体中氟离子超标的问题日益突出,采用电渗析法进行处理不仅可以提高水质,还可以减少对环境的污染。

电渗析法在除氟离子中的应用意义十分重要。

1.2 电渗析法在除氟离子中的应用意义电渗析法可以避免使用化学药剂或其他对人体有害的物质,对环境友好。

传统的除氟方法常常需要使用大量化学药剂,这不仅增加了操作成本,还可能对环境造成二次污染。

而电渗析法通过物理分离的方式去除氟离子,不会产生二次污染,对环境影响较小。

电渗析法可以稳定性好,操作简单,适用范围广。

无论是对于工业废水、生活污水还是地下水中的氟离子去除,电渗析法都能够起到良好的效果。

电渗析法在操作上相对简便,只需较少的设备和人力投入,适用于各种规模的水处理系统。

电渗析法在除氟离子中的应用意义是非常重要的。

它不仅可以解决水质污染问题,还能够保护环境和人类健康,具有广阔的应用前景和社会意义。

2. 正文2.1 电渗析法的原理电渗析法是一种利用电场作用下离子在液体中移动的方法,通过在电场中引入吸附物质,利用电渗析过程将目标离子从溶液中分离出来的技术。

其原理是利用所施加的电场作用下,带电粒子在电场力和液流力的共同作用下,沿着电场方向迁移,从而实现溶液中带电物质的分离和浓缩。

电渗析法操作步骤包括:1. 准备电渗析设备,包括电解槽、电极、电源等;2. 调节电渗析设备中的电场强度和方向;3. 将含有目标离子的溶液置于电解槽中;4. 在合适的条件下进行电渗析操作,让目标离子在电场作用下迁移;5. 收集目标离子的产物。

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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,从而实现溶液的谈化、浓缩、精制或纯化的目的。

在水处理方面,这项技术首先用于苦咸水淡化,而后逐渐扩大到海水淡化及制取饮用水和工业纯水的给水处理中,并且在里金属废水处理、放射性废水处理等工业废水处理中部巳得到应用,目前已成为一种重要的膜法水处理方法,愈来愈受到重视。

对电渗析基本概念的研究始于本世纪初,但在相当长的一段时间内,一直采用动物皮、膀肋膜或人造纤维、羊皮纸等进行实验室研究,而这些膜都没有工业应用价值‘随着合成树脂的发展,1950年w.朱达试制出具有高选择性的明、阳离子交换膜后,才奠定了电渗析技术的实用基础。

1954年美、英等国将电渗析首先用于生产实践中,淡化苦咸水、制备工业用水和饮用水。

此后,电渗析技术逐步引入中东和北非。

自1959年起前苏联也开始研究和推广应用。

日本主要利用电渗桥法浓编制盐,1969年日本国内食盐有30%是用离于交换膜电渗析法生产的,1970年才将电渗新技术用于苦咸水淡化。

目前高于交换膜的研究、生产和应用均已达到很高的水乎。

电渗析技术领先的国家是美国和日本。

生产离子交换膜和电渗析器最多的国家是日本,如日本的旭化成、旭硝于和德山曹达等公司。

美国的Lo础c化学公司、AMF公司(机械和铸造公司)、Ionlcs(离子)公司等也都是生产离子交换膜的大企业。

电渗析器的发展韧期以小型化为主,如美国、前苏联、以色列等国均制造小型电渗析器,用于提供家庭饮用水。

美国还将电渗析用在人造卫星上,即将人体诽出的汗水和小便,用电渗析与活性炭床联合装置处理后再用作饮用水。

而目前电渗桥装置主要向大型化、高膜堆方向发展,发展高温电渗桥,提高电导,减少电耗,发展新型电渗析装置等。

同时正着重于膜的改性和特殊用途膜的开发研制,如耐高温、耐氧化、耐酸碱、耐辐射及抗有机污染等膜的研制。

我国电渗析技术的发展始于1958年*最初中国科学院化学所、上海医药工业研究院及海军某科研单位相继开展研究。

首先开展了海水淡化和苦咸水谈化的研究,并以组织攻关、会战等形式,大大推动了电渗析技术的发展。

到1966年上海化工厂开始工业化试生产聚乙烯异相离子交换膜,从此电渗忻技术开始进入实用化阶段。

40年来离子交换膜生产已具相当规模,聚乙烯异相膜的生产量已超过20万m2/a,主要生产厂家是上海化工厂,产量居全国第一,占全国总产量的90%,其次还有南新纯水设备厂、晨光化工研究院三分厂等。

全国研制的膜品种共44种,己商品生产的膜有12类19种(多数系小规模),已具有相当水平。

电渗析器的生产也得到迅猛的发展,据不完全统计,到1984年我国已有30多个厂家.历年生产电渗疥器共4000台左右.分布于全国28个省市的994个用户。

仅上海市就有近500台,分布在200多个单位使用。

北京市有电渗济器约600台.其中本市产450台。

目前我国在世界上已成为电渗析的大用户之一。

二、电渗轿拉术的特点电渗析技术的特点有以下几个方面:(1) 能量消耗低。

电渗桥除盐过程中,只是用电能来迁移水中的盐分,而大量的水不发生相的变化,其耗电量大致与水中的台盐量成正比,尤其是对含盐量为数于”8儿的苦咸水,其耗电量更低。

(2) 药刑耗量少.环境污染小。

常规的离子交换处理水时,树脂失效后密用酸、碱进行再生,再生后生成大量酸、碱再生废液,水洗时还耍诽放大量酸、碱性废水。

而电诊析法处理水时,它不必再生,仅酸洗时需要少量的酸。

因此*电渗析法是耗用药刑少,环境污染小的一种除盐手段。

(3)对原水含抉量变化适应性强。

电渗拆除盐可按需要进行调节。

产水量可按需要从每日几m3至上万加’变化,可根据设计一台电渗析器中的段数、级数或多台电渗析器酌串联、并联或不同除敖方式(直流式、循环式或部分循环式)来适应。

(4) 操作简单,易于实现机械化、自动化。

电渗析器一舱是控制在恒定直流电压下运行,不需要通过频繁地调节流速、电流及电压来适应水质、温度的变化。

因此,容易做到机械化、自动化操作。

(5) 设备紧凑耐用.预处理简单。

电渗析器是用塑料隔板、离子交换膜及电极组装而成,其抗化学污染和抗腐蚀性能均良好,隔板相膜多层更加在一起,运行时通电即可制得淡水,因此设备紧凄耐用。

由于电渗桥中水流是在膜面平行流过,而不得透过膜,因此进水水质不侮反渗透控制的那样严格,一般经砂滤即可,或者加稿过滤,相对而言预处理比较简单。

(6) 水的利用串较高。

电渗桥器运行时,浓水和极水可以循环使用,与反渗透相比,水的利用宰较高,可达到70%一80%,国外可高达90%。

废弃的水量少,再利用和后处理都比较简单。

但是,电渗析也有它自身的缺点,如电渗桥只能除去水中的益分.而对水中有机物不能去除,某些高价离子和有机物还会污染膜。

电渗析运行过程中易发生浓差极化而产生结垢(用频繁倒极电溜析可以避免),这些都是电渗析技术较难掌握而又必须重视的问题。

与反渗透相比,由于它的脱盐率较低,装置比较庞大且组装要求高,因此它的发展不如反渗透快。

第二节电渗析基本原理及过程一、渗析过程渗桥是最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。

潘析过程的推动力是浓度梯度,因此又称浓差渗析。

渗析过程是缓馒进行的,随着盐分浓度梯度肋降低.盐的扩散也逐渐减少,直到膜两边浓度相同,建立了乎衡,盐分的迁移也就完全停止,渗析过程如图3—1所示。

1.反离子迁移由于离子交换膜具有选择透过性,因此反离子迁移是电渗析运行时发生的主要过程,也就是电渗析的除盐过程,反离子迁移效应大于0.9。

2.同名离子迁移与膜上固定基团所带电荷相同的离子穿过膜的现象。

即浓水中阳离子穿过阴膜,阴离子穿过阳膜,进入谈室的过程,就是同名离子迁移。

这是由于离子交换膜的选择透过性不可能达到100%。

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。

3.电解质浓差扩散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。

4.水的渗透在电渗析过程中,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。

5.水的电渗透反离子相同名离子,实际上都是以水合离子形式存在,在迁移过程中携带一定数量的水分子迁移,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。

6.水的压渗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。

7.水的电离电渗析运行时,由于电流密度相液体流速不匹配,电解质离子未能及时地补充到膜的表面,而造成淡室水的电离生成H+和0H—-离子,它们可以穿过阳膜和阴膜。

综上所述,电渗析器在运行时,同时发生着多种复杂过程,其中反离子迁移是电渗析除盐的主要过程,其它都是次要过程。

这些次要过程会影响和干扰电渗析的主要过程,同名离于迁移和电解质浓差扩散与主过程相反,因此会影响除盐效果;水的渗透、水的电渗透和水的压渗会影响淡室产水量,当然也会影响浓缩效果;水的电离会使耗电量增加,导致浓室极化结垢,从而影响电渗析的正常远行。

因此必须选择优质离子交换膜和最佳的电渗析操作条件,以便消除或改善这些次要过程的影响。

四、电渗析脱盐的基本原理电渗析法脱盐的基本原理,可由图3—5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-H+ + 2e =2H2↑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。

第三节离子交换膜一、对离子交换膜的性能赛求L具有较高的选择透过性离子交换膜的选择透过性是衡量其性能优劣的主要指标,阳离子交换膜对阳离子的选择性迁移效应大于o.9,对阴离于迁移数则应小于o.1f反之,阴离子交换膜对阴离子的选择性迁移数应大子o.9,对阳离于的迁移效则应小于o.1。

溶液的浓度增高时,离子交换膜的选择透过性下降,因此希望在高浓度的电解质溶液中.膜仍具有良好的选锋透过性.以适应苦咸水及海水淡化的要求。

2.较好的化学稳定性离于交换膜应具耐化学腐蚀、耐氧化、耐一定温度、耐辐照和抗水解的性能,离子交换膜在正常使用期间应该保持较好的化学稳定性,这样才能保证膜的使用寿命。

3.离子的反扩散和渗水性较低在电渗析过程中.无论是同名离子迁移,还是浓差扩散及水曲各种渗透过程,都不利于水的脱盐,或引起水的脱盐宰下降、或使淡水产量减少,影响电渗析正常过程的进行。

因此控制膜的交联定心减少离子反扩散和渗水性。

4.具有较高的机械强度膜应当光滑乎整,无针孔,厚度均匀。

在受到一定的压力或拉力时,不致于发生变形裂纹,应具有较高的机械强度相韧性。

5.具有较低的膜电阻在电渗析器中,膜的电阻应小于溶液的电阻,如果膜的电阻大大,在电渗析器中膜本身所引起的电压陈相当大,不利于最佳电流条件,电渗析效率则会下降。

通常可用减少膜的厚度,提高膜的交换容量和降低膜的交联度来降低膜电图。

6.膜的原料丰富、价格低廉、工艺简单这一点虽不属于技术指标,但它对晓的推广和应用具有重要作用。

二、离子交换赡的分类离子交换膜的种类繁多,按结构、活性基因和材料可分为以下三类。

1.按膜的结构分类膜的结构分类如下:(1>异相膜。

它是离子交换剂的纫粉末相粘台剂混合,经加工制成的薄瞪,其中合有离于交换活性基团部分和成膜状结构的钻台剂部分,形成的膜化学结构是不连续的,故称异相膜或非均相膜。

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