电渗析 电渗析的基本原理

2020-08-10 13:55:13发布

  电渗析是一种成熟的水处理技术,使用该技术使原水在通过电渗析器时,一部分水被淡化,另一部分则被浓缩,从而达到分离溶质和溶剂的目的。


  用途电子、医药工业制取高纯水的前处理,放射性废水的处理,化工产品的精制,工业残液中有用成分的回收,乳清脱盐,糖类脱盐和氨基酸精制等。


  电渗析利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。


  利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术,最初用于海水淡化,现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业,尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视,例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。


  电渗析的原理


  电渗析使用的半渗透膜其实是一种离子交换膜。这种离子交换膜按离子的电荷性质可分为阳离子交换膜(阳膜)和阴离子交换膜(阴膜)两种。


  在电解质水溶液中,阳膜允许阳离子透过而排斥阻挡阴离子,阴膜允许阴离子透过而排斥阻挡阳离子,这就是离子交换膜的选择透过性。在电渗析过程中,离子交换膜不像离子交换树脂那样与水溶液中的某种离子发生交换,而只是对不同电性的离子起到选择性透过作用,即离子交换膜不需再生。


  电渗析工艺的电极和膜组成的隔室称为极室,其中发生的电化学反应与普通的电极反应相同。阳极室内发生氧化反应,阳极水呈酸性,阳极本身容易被腐蚀。阴极室内发生还原反应,阴极水呈碱性,阴极上容易结垢。


  电渗析的除盐原理


  1、水中离子是带电的,在直流电踢中阴、阳离子会作定向迁移。根据同性相斥、异性相吸的原则,阳离子移向阴极阻离子移向阳极。


  2、离子交换膜具有选择透过性,离子交换膜可以分为阳膜和阴膜两类。阳膜只允许水中的阳离子透过而阻挡阴离子相反阴膜只允许水中阴离子透过而阻挡阳离子。


  离子交换膜是一种由高分子材料制成的,具有离子交换基团的薄膜。共所以具有选择透过性,主要是由于膜的孔隙度和膜上离子基团的作用。膜上的孔隙度:在膜的高分子键之间有一定的足够大的孔隙,以容纳离子的进出和通过。这一些孔隙,从膜正面看,是直径为几十埃到几百埃的微孔;从膜侧面看是一根根曲曲弯弯的通道。


  由于通道是迁迥曲折的,所以其长度耍比膜的厚度大得多。这就是离子通过膜的大门和走道,水中离子就在这一些迁迥曲折的通道中作电迁移运动,由膜的一侧进入另外一侧。膜上离子基团的作用:在膜的高分子链上,连接着一些可以发生解离作用的活性基团。

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