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美贏環保解析，電滲析和離子交換膜的特點及應用

來源： | 發布日期：2022-05-06

1.電滲析和離子交換膜的特點

電滲析是在直流電場的作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，加

電解質從溶液中分離出來，實現溶液的淡化、濃縮及純化的膜分離過程。其核心是離子交地膜。離子交換膜按其可交換離子的性能可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極離子交換膜。這三種膜的可交換離子分別對應陽離子、陰離子和陰陽離子。

在電滲析過程中，除了上述離子電遷移和電極反應兩個主要過程以外，同時還發生一系列次要過程，如下所述。

(1)反離子的遷移，因為離子交換膜的選擇性不可能達到100%，所以也有少量與離交換膜解離離子電荷相反的離子透過膜，即陰離子透過陽膜，陽離子透過陰膜。當膜的選擇第九章膜分離

性固定后，隨著濃室鹽濃度增加，這種反離子遷移影響加大。

(2)電解質濃差擴散。由于膜兩側溶液濃度不同，在濃度差作用下，電解質由濃室向淡室擴散，擴散速度隨濃度差的增大而增長。

(3)水的滲透，由于濃、淡水室存在濃度差，又由半透膜隔開，在水的滲透壓作用下，水由淡水室向濃水室滲透。濃度差越大，水的滲透量也越大。

(4)水的電滲透，溶液中離子實際上都是以水合離子形式存在的，在其電遷移過程中必然攜帶一定數量的水分子遷移，這就是水的電滲透。隨著溶液濃度的降低，水的電滲透量急劇增加。

(5)水的壓滲，當濃室和淡室存在壓力差時，溶液由壓力高的一側向壓力低的一側

滲漏。

(6)水的電離，在不利的操作條件下，由于電流密度與液體流速不匹配，電解質離子未能及時地補充到膜的表面，而造成膜的淡水側發生水的電離，生成H+和OH，以補充淡水側離子之不足。

綜上所述，電滲析器在運行時，同時發生著多種復雜過程。主要過程是電滲析處理所希望的，而次要過程卻對處理不利。例如，反離子遷移和電解質濃差擴散將降低除鹽效果;水的滲透、電滲和壓滲會降低淡水產量和濃縮效果;水的電離會使耗電量增加，導致濃水室極化結垢等，因此，在電滲析器的設計和操作中，必須設法消除或改善這些次要過程的不影響。

2.電滲析的應用

自電滲析技術問世后，其在苦咸水淡化、飲用水及工業用水制備方面展示了巨大的優勢。隨著電滲析理論和技術研究的深入，我國在電滲析主要裝置部件及結構方面都有巨大創新，僅離子交換膜產量就占到了世界的1/3。電析技術在食品工業、化工及工業廢水1處理方面也發揮著重要的作用。特別是與反滲透、納濾等精過濾技術的結合，在電子、制藥等行業的高純水制備中扮演重要角色。

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