电渗析脱盐实验说明
实验7电渗析脱盐实验
一、实验的目的和要求
1.了解并熟悉电渗析设备的结构、组装和实验方法；
2.掌握不同进水浓度或流量下电渗析极限电流密度的测定方法；
3、确定电流效率和脱盐率。
第二，实验原理电渗析是一种膜分离技术，已广泛应用于工业安全液体回收和水处理领域(如脱盐或浓缩等)。)。
电渗析膜由高分子合成材料制成。在外加直流电场的作用下，它对溶液中的阴离子和阳离子具有选择性的渗透性，使溶液中的阴离子和阳离子在由阴、阳离子膜组成的隔室中迁移，从而将溶质与溶剂分离。离子选择性渗透是膜的主要特性，这可以用唐南平衡理论来解释。将唐南平衡理论应用于离子交换膜，离子交换膜与溶液的界面可视为半透膜。电渗析用于处理含盐量小的水时，膜具有较高的选择性渗透率。通常认为电渗析适用于脱盐含量低于3500毫克/升的苦咸水。在电渗析器中，一对阴极和阳极膜以及一对分离器交替排列以形成最基本的脱盐单元，其被称为膜对。电极(包括公共电极)由几组膜对堆叠在一起，称为膜堆。电渗析器由一到几个膜堆组成。电渗析器的组装方法通常用“等级”和“截面”来表示。一对电极之间的膜堆称为第一级，初级分离器流称为第一级。电渗析器的组装方式可分为一级一级、多级一级、一级多级和多级多级。
电渗析脱盐技术应用简述 电渗析是电场驱动的水溶液离子脱除/浓缩的分离技术，电渗析器的核心部件是由多张阴离子交换膜、淡化室隔板、阳离子交换膜和浓缩室隔板交替排列组成的膜堆。在电场的作用下可实现淡化室水溶液盐分的脱除和浓缩室水溶液盐分的富集。 电渗析膜和电渗析器，可用于脱除水溶液的盐分（淡化）或者浓缩水溶液的盐分（制盐），具体的应用包括各种化工/食品/医药生产过程中的物料脱盐（比如乳清蛋白脱盐、甘露醇脱盐、大豆低聚糖脱盐、氨基酸脱盐等）、苦咸水淡化、天然水纯化、工业废水净化、小规模海水淡化、海水或卤水制盐等。在这些应用中，均相膜电渗析法具有其它方法不可比拟的优势。（a）对于生产过程中的物料脱盐，现有的方法是采用离子交换树脂进行离子交换。由于离子交换树脂对于物料不可避免的吸附，导致物料收率低，并且离子交换树脂再生过程中产生大量含盐废水，不易处理。均相膜电渗析法的优势是物料收率高，产生的含盐废水少。（b）对于苦咸水淡化，同世界的很多其它地区相似，我国西北干旱内陆地区由于降水稀少，蒸发强烈，水资源天然匮乏，作为主要供水水源的地下水普遍含盐含氟，成为苦咸水，水质低劣，不符合饮用水标准。在山东，苦咸水分布面积达1.09万平方公里，主要分布在鲁西北及潍坊市“三北”地区；山东省黄泛平原和滨海平原区，由于受地下水径流条件和古沉积环境的影响，在内陆和滨海区形成了各种类型的盐水。与反渗透法相比，电渗析法苦咸水淡化的优势在于膜抗有机污染、水收率高以及较低运行费用。（c）
对于小规模海水淡化，电渗析技术适用于在海岛、酒店、渔船、舰艇和潜艇等生产饮用水。与反渗透法相比，电渗析法的优势在于低操作压力和预处理简单，系统易操作、易维护、安全、无噪音。（d）反渗透法已经广泛应用于海水淡化和苦咸水淡化，一个普遍的问题是浓水的处理。浓水可以排入海水，但需要非常谨慎以避免对环境造成冲击。电渗析膜较反渗透膜，更耐有机污染和无机结垢，因此可通过电渗析器处理浓水，进一步生产出淡水，提高水收率，同时可将盐水中氯化钠浓度提高到18%以上，再通过多效蒸发等方式制备工业盐或食用盐。因此均相膜电渗析技术与反渗透技术结合，可突破膜法海水淡化的技术瓶颈，实现海水的综合利用。 目前国内市场的离子交换膜90%以上为异相离子交换膜，异相膜由离子交换树脂与聚乙烯粉共混挤出制备，电阻很高，选择性不足，寿命短；异相膜电渗析用于脱盐制备纯水运行能耗过高，用于生产过程的物料脱盐物料损失率高、设备使用寿命短。相比于异相膜，均相离子交换膜具有非常明显的优势，电阻低，选择性高，使用寿命长；在美国、日本及欧洲地区，大多数应用中异相膜已经被均相膜取代。目前，国际上规模化的均相电渗析膜生产厂家仅限美国GE 公司、日本ASTOM 公司、日本Asahi Glass 公司和德国FuMA-Tech 公司，而国内也仅有中国科学技术大学、山东天维膜技术有限公司等数家高校、企业从事开发研究。
电渗析（ED）技术及操作简介 电渗析原理 电渗析器是在外加直流电场的作用下，当含盐分的水流经阴、阳离子交换膜和隔板组成的隔室时，水中的阴、阳离子开始定向运动，阴离子向阳极方向移动，阳离子向阴极方向移动，由于离子交换膜具有选择透过性，阳离子交换膜（简称阳膜）的固定交换基团带负电荷，因此允许水中阳离子通过而阻挡阴离子，阴离子交换膜（简称阴膜）的固定交换基团带正电荷，因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子，致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去，从而达到淡化的目的。电渗析器通电以后，电极表面发生电极反应，致使阳极水呈酸性，并产生初生态的氧O2和氧气Cl2。阴极水呈减性，当极节水中有Ca=+和Ng++时由生成CaCO3和Ng(OH)2水垢，结集在阴极上，阴极室有氧气H2排出。因此极水要畅通，不断排出电极反应产物，有利于电渗析器正常运行。 三、电渗析的结构 电渗析不论其规格怎样，形式如何，均由膜堆、电极、夹紧装臵三大部件组成。 1.膜堆 一张阳膜、一张隔膜、一张阴膜，再一张隔板组成一个膜对，一对电极之间所有的膜对之和称膜堆。它是电渗析器的心脏部件，也是电渗析器性能好、坏的关键部件。 在此简单介绍组成膜对零件的主要材料： （1）阴、阳离子交换膜：按膜中活性基团的均一程度可分为异相膜（非均质），均相膜与半均相膜。理论上讲均相膜优越，事实上由于各制膜厂技术水平不齐，生产经验不等，制出来的膜性能相关很大，即使同一家厂的产品由于批号不一样性能差别也不小。本所通过试制比较确定采用上海化工厂生产的异相膜，该膜性能相对比较稳定。 （2）隔板：本所电渗析器隔板流进均为无回路短流形式。其边框采用0.9毫米聚丙烯板冲压成型。内烫二聚丙烯丝编织网构成水流通道，有时根据用户需要选用0.5或1.2毫米聚丙烯板加工成型（一般说隔板愈薄脱盐效果越好，但对进水水质要求也愈高）。 2.电极 一般电渗析的电极采用石墨、铅、不锈钢材料，这些电极材料易得，造价低，制作方便；但电化学性能不好，寿命短。本所产品电极使用优质钛为基材、表面涂履镣、铱等稀土金属，具有电化学性能好，耐腐蚀、寿命长、形状如图四所示。 3.夹紧装臵
电渗析知识 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。 电渗析与近年引进的另一种膜分离技术反渗透相比，它的价格便宜，但脱盐率低。当前国产离子交换膜质量亦很稳定，运行管理也很方便，自动控制频繁倒极电渗析(EDR)，运行管理更加方便。原水利用率可达80%，一般原水回收率在45-70%之间。电渗析主要用于水的初级脱盐，脱盐率在45-90%之间。它广泛被用于海水与苦咸水淡化;制备纯水时的初级脱盐以及锅炉、动力设备给水的脱盐软化等。 实质上，电渗析可以说是一种除盐技术，因为各种不同的水(包括天然水、自来水、工业废水)中都有一定量的盐分，而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个，由于离子交换膜具有选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，阴离子交换膜只允许阴离子以通过，这样在两个膜的
中间隔室中，盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低，而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室，最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。 实际应用中，一台电渗析器并非由一对阴、阳离子交换膜所组成(因为这样做效率很低)，而是采用一百对，甚至几百对交换膜，因而大大提高效率。 一、应用范围 目前电渗析器应用范围广泛，它在水的淡化除盐、海水浓缩制盐精制乳制品，果汁脱酸精和提纯，制取化工产品等方面,还可以用于食品，轻工等行业制取纯水、电子、医药等工业制取高纯水的前处理。锅炉给水的初级软化脱盐，将苦咸水淡化为饮用水。 电渗析器适用于电子、医药、化工、火力发电、食品、啤酒、饮料、印染及涂装等行业的给水处理。也可用于物料的浓缩、提纯、分离等物理化学过程。 电渗析还可以用于废水、废液的处理与贵重金属的回收，如从电镀废液中回收镍。 二、基本性能 (1)操作压力0.5─3.0kg /cm2左右 (2)操作电压、电流100─250V，1─3A (3)本体耗电量每吨淡水约0.2─2.0度 三、电渗析法的特点为
电渗析系统操作说明 一、电渗析（ED）概述 电渗析是一种利用荷电膜的选择透过性和电场力作用对水中的离子型物质 进行分离而达到脱盐、浓缩等预期目的的一种膜分离设备。电渗析器的主要部件为阴 、阳离子交换膜、隔板、电极和直流电源四部分。隔板构成的隔室为液体流经过的 通道。物料经过的隔室为脱盐室，浓水经过的隔室为浓缩室。在直流电场的作用下 ，利用离子交换膜的选择透过性，阳离子透过阳膜，阴离子透过阴膜，脱盐室的离 子向浓缩室迁移，浓缩室的离子由于膜的选择透过性而无法向脱盐室迁移。这样淡 室的盐分浓度逐渐降低，相邻浓缩室的盐分浓度相应逐渐升高。经过这样的过程物 料中的盐分得以脱除。电渗析膜技术主要应用于化学制药工艺中物料的脱盐（灰份的去除） ，涉及的脱盐产品有阿斯巴甜、L-肉碱、碘海醇、甘露醇、各类氨基酸、各 种糖类、有机酸、醇类等。也可用于高含盐废水的进一步浓缩，含氨氮废水的零排 放处理，电镀废液中的金属回收，冶金行业的废水回用等。 二、电渗析安装示意图
1、膜堆组装顺序： 铁夹板－绝缘橡皮－电极板A－极室格网及极框－极膜－隔板正－阴膜－隔板反－阳膜－隔板正－阴膜－隔板反－……阴膜－隔板反－极膜－极室格网及极框－电极板B－绝缘橡皮－铁夹板。 膜堆组装顺序图 2、组装过程请注意隔板的正反和膜片的交替顺序，防止浓淡水室的混料。 3、紧固夹紧螺杆时，首先从电渗析中部的螺杆开始上紧螺母，要求对角上紧并均匀用力，切不可单边用力过猛。 4、上紧螺杆后，再把电渗析器用起吊设备吊起，安装到支撑架上。过程中需要注意电渗析器的重心位移，防止砸坏设备和造成人员的受伤。 -4- · 5、电渗析器安装完毕后，将极水管、浓水管、淡水管和相应的电渗析器上的接口连接牢固。
电渗析器 一、 电渗析器的主要结构 电渗析器的主要由膜堆、级区及夹紧装置组成，见图7-6。 图7- 6 电渗析器的基本结构及组装形式 1-压紧板；2-垫板；3-电极；4-垫圈； 5-导水、极水板；6-阳膜；7-淡水隔板框； 8-阴膜；9-浓水隔板框—极水；—浓水；……淡水 在电渗析器中“膜对”是最小电渗析工作单元，它由阴膜、淡水隔板、阳膜和浓水隔板组成。由若干个膜对组成的总体称为“膜堆”。置于电渗析器夹紧装置内侧的电极称为“端电极”。在电渗析器膜堆内，前后两极共同的电极称为“共电极”。 电渗析器的组装方式有串联、并联及串-并联相结合的几种形式。常用“级”和“段”来表示。“级”是指电极对的数目。“段” 是指水流方向，水流通过一个膜堆后，改变方向进入后一个膜堆，即 增加一段。电渗析器的组装方式有一级一段、一级多段、多级多段等。图7-7是电渗析器的组装方式示意图。 一级一段电渗析器即一台电渗析器仅含一段膜堆，由于只有一对端电极，通过每个膜对的电流强度相等。水流通过膜堆时，是平行地向同一方向通过各膜对，实际上这样的膜堆是以并联的形式组成一段。这种电渗析器的产水量大，整台脱盐率就是1张隔板流程长度的脱盐率，多用于大、中型制水场地。国内一级一段电渗析器一般含有200~360个膜对。 一级多段电渗析器通常含有2~3段，使用一对电极，膜堆中通过每个膜对的电流强度相等。这类电渗析器段与段之间的水流方向 图7-7 电渗析器的“级”和“段”示意图 相反，内部必须装有用来改变水流方向的导向隔板，使水流从一段出来改变方向流入另一段，这种方式实际是串联组装。在级内分段是为了增加脱盐流程长度，以提高脱盐率。这种形式的电渗析器单台产水量较小，压降较大，脱盐率较高，适用于中、小型制水场地。 多级多段电渗析器使用共电极使膜堆分级。一台电渗析器含有2~3级、4~6段。将一台电渗析器分成多级多段进行组装，是为了获得更高的脱盐率，多用于小型海水淡化器和小型纯水装置。 二、电渗析器的性能指标 1． 淡水产量 Q d = 0.0036 nvdb 7-22 式中 Q d ——单台电渗析器在单位时间内的淡水产量，m 3/h ；
电渗析技术综述 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、经济节能等优点。本文重点介绍电渗析技术的原理和分类，还有电渗析技术在食品行业中的应用及对其发展的展望。 关键词：电渗析原理分类应用展望 1、电渗析 电渗析是在直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，带电离子透过离子交换膜定向迁移，从水溶液和其他不带电组分中分离出来，从而实现对溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的目的。目前电渗折技术己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。广泛应用于化工脱盐，海水淡化，食品医药和废水处理等领域，在某些地区已成为饮用水的主要生产方法，具有能量消耗少，经济效益显著；装置设计与系统应用灵活，操作维修方便，不污染环境，装置使用寿命长，原水的回收率高等优点。[1] 2、电渗析技术的发展简介 电渗析技术的研究始于20世纪初的德国，1903年，Morse和Pierce把两根电极分别置于透析袋内部和外部的溶液中发现带点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的试验装置，力图减轻极化，增加传质速率，直至20世纪50年代离子交换膜的制造进入工业化生产后，电渗析技术才进入实用阶段。其中经历了三大革新：一是具有选择性离子交换膜的应用，二是设计出多层电渗析的组件，三是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。电渗析技术的分类 3.1、倒极电渗析 倒极电渗析就是根据电渗析原理,每隔一定时间(一般为15～20min),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。在20世纪80年代后期,倒极电渗析器的使用,大大提高了电渗析操作电流和水回收率,延长了运行周期。EDR在废水处理方面尤其有独到之处,其浓水循环、水回收率最高可达95%。 3.2、液膜电渗析 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,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。例如,固体离子交换膜对铂族金属(锇、钌等)的盐溶液进行电渗析时,会在膜上形成金属二氧化物沉淀,这将引起膜的过早损耗,并破坏整个工艺过程,应用液膜则无此弊端。 3.3、填充床电渗析 填充床电渗析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。1983年Ke2dem.o.及其同事们提出了填充混合离子交换树脂电渗析过程除去离子的思想,1987年,Mlillpore公司推出了这一产品。填充床电渗析技术具有高度先进性和实用性,在电子、医药、能源等领域具有广阔的应用前景,可望成为纯水制造的主流技术。 3.4、双极性膜电渗析
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p119 2 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。
现代分离技术文献综述题目：电渗析脱盐制备淡水 姓名：XXX 学号：XXX 日期：20XX-XX-XX 前言
自1954年首台电渗析样机在美国问世以来，电渗析在世界各地得到广泛的应用。在1955年建立了中试厂并且运转成功随之在1957年有了工业规模的电渗析脱盐厂。目前，电渗析的主要应用仍是处理咸水提供应用水。在美国已广泛用于乳品工业的奶酪脱盐柑桔汁浓缩并正逐步用于工业废水处理；日本主要用于海水浓缩制取食盐，电渗析的实际应用潜力很大如经离子交换膜电解从己二酸制癸二酸丙烯睛制己二腊等都有引人注意的前景。我国1958年开始电渗析的理论研究工作，到70年代开始了工业化生产，至今已具备相当规模,主要用于海水淡化和纯水制备，为电渗析的广泛应用创造了有利条件。 主题 一、电渗析的基本原理及依据 （1）电渗析概念 渗析过程的速度较慢，如果在膜两边施加一个直流电塌就加快了离子的迁移速度。这种离子在电塌作用下通过膜进行的迁移过程，称为电渗析。根据所用膜种类的不同电渗又可分为如下两类： 1、非选择性膜电渗析非选择性膜电渗析，原来是溶胶的一种提纯方法。已经有几十年的历史。利用天然半透膜(如膀胧膜)或人工半透膜(如火棉胶膜羊皮纸等) 能透过离子而不能透过颗粒较大的胶体粒子的性质在外加直流电塌的作用下作为杂质的离子就从溶胶中穿过半透膜进入到水中被水流带走，从而使溶胶得到了纯化。 2、选择性膜电渗析为了使含盐水得以脱盐淡化，将非选择性伞透膜改为离子选择性透过膜。如图1所示靠近阴极的阳离子交换膜只允许通过阳离子而排斥阴离子靠近阳极的阴离子交换膜，只允许通过阴离子而排斥阳离子。阴膜和阳膜将容器分成三个隔室。靠阴极的一个隔室称为阴极室靠阳极的一个隔室称为阳极室，这样就构成了一个最简单的双膜三室电渗析淡化器。 图1 使用离子交换膜电渗析脱盐示意图 接上道流电源后在道流电爆作用下中间隔室中的阳离子不断穿过阳膜迁移到阴极室，而阴离子不断穿过阴膜迁移到阳极室，但是阳极室中的阳离子在向阴极迁移的过程中不能穿过阴膜，阴极室中的阴离子在往阳极迁移的过程中也不能穿过阳膜。结果使中间隔室的水中离子含量愈来愈少，最后可降低到所要求的含量标准成为淡水。而在两端极室中，由于离子迁入，浓度逐渐升高，成为浓水。 （2）原理 在直流电场作用下，溶液中的正离子移向负极、负离子移向正极。如果用中性的多孔膜状材料将正、负极隔离并不能阻止正负离子的定向移动。但用带电荷的多孔膜状材料隔离正负极，则带正电荷的多孔膜排斥溶液中的正离子，吸引负离子。在电场作用下负离子能顺利
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。
电渗析过程原理及应用 一、电渗析过程原理 电渗析是指在直流电场作用下，溶液中的荷电离子选择性的定向迁移，透过离子交换膜并得以去除的一种膜分离技术。 电渗析过程的原理如图所示，在正负两电极之间交替地平行放置阳离子和阴离子交换膜，依次构成浓缩室和淡化室，当两膜形成的隔室中充入含离子的溶液并接上直流电源后，溶液中带正电荷的阳离子在电场力作用下向阴极方向迁移，穿过带负电荷的阳离子交换膜，而被带正电荷的阳离子交换膜所挡住，这种与膜所带电荷相反的离子透过膜的现象被称为反离子迁移。同理，溶液中带负电荷阴离子在电场力作用下向阳极运动，透过带正电荷的阴离子交换膜，而被阻于阳离子交换膜。其结果是使第2、4浓缩室的水中离子浓度增加；而与其相间的第3淡化室的浓 在实际的电渗析系统中，电渗析器通常由100-200对阴、阳离子交换膜与特制的隔板等组装而成，具有相应数量的浓缩室和淡化室。含盐溶液从淡化室计入，在直流电场的作用下，溶液中荷电离子分别定向迁移并透过相应离子交换膜，使淡化室溶液脱盐淡化并引出，而透过离子在浓缩室中增浓排出。由此可知，采用电渗析过程脱除溶液中的离子基于两个基本条件：直流电场的作用，使溶液中正负离子分别向阴极和阳极做定向迁移；离子交换膜的选择透过性，使溶液中的荷电离子在膜上实现反离子迁移。 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。 电渗析器中，阴阳离子交换膜交替排列是最常见的一种形式，事实上，对一定的分离要求，电渗析器也可单独由阴离子或阳离子交换膜组成。 电渗析脱盐过程与离子交换膜的性能有关，具有高选择性渗透率、低电阻力、优良的化学和热稳定性以及一定的机械强度是离子交换膜的关键。
电渗析废水处理技术 <摘要>对电渗析技术在工业废水方面的应用进行了一般总结,并指出了电渗析技术在水处理方面具有的一些优点。 <关键词>电渗析:废水处理膜分离技术;离子交换膜 采取一切措施治理废水、消除污染及回收有用资源已经成为全世界共同关心的问题。据最新资料统计26个国家的。亿多人口完全生活在缺水状态。废水中含有大量污染物如石油类废物、酸性物质、重金属离子及一些盐类物质等F这些污染物若不经处理直接排放,不但会破坏土壤结构,使农作物生长受到抑制,降低农作物产量,而且可能污染人们的饮用水,给人类身体造成严重威胁。我国多年来平均水资源人均拥有量只有2700立方米。,是世界人均拥有量的百分之25，我国城市的百分之67，存在缺水问题F所以,工业废水对水环境、生态系统、国民经济发展与人民身体健康所造成的损失与严重后果,必须引起我们高度重视。 电渗析技术是膜分离技术的一种,它是在直流电场的作用下,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、精制或纯化的目的F电渗析技术已广泛应用于各种工业废水的处理以及许多其它的化工过程,其应用范围还，在不断扩大，并已经发展成为一种新型的单元操作。此技术日趋完善,前景广阔。另外,电渗析组合工艺的出现也给电渗析技术的发展带来了新生力量。 1、电渗析废水处理的应用 目前，电渗析分离技术已普遍应用于化工、冶金、造纸、纺织、轻工、制药等工业废水的处理并取得了较好的效果，具有显著的社会效益。 1.1 化学工业废水的处理 化学工业的特点是产品多样化，原料和工艺路线多样化,因此化工废水的种类繁多，一些废水中含有毒性物质，例如,重金属汞、铬等，农药废水中的有机氯,石油化工废水中的酸、酚、醛、酮、醇、醚和环氧化物，煤矿废水中的硫酸盐及氟化物等污染物。这些废水的排放直接威胁水生生物和农作物的生存。 在化工行业中，往往释放出含盐（如乙酸钠、硫酸钠等、）有机物(如醛、酮等)及其它化学物质的乙酸废水。此废水腐蚀性严重，若不经处理直接排放，既浪费了有用化工产品乙酸，又污染了环境。太原理工大学化工系陈玉莲等人就以此含醛废水进行了研究，使乙酸得到了回收,实现了含醛乙酸废水的综合治理，经济效益和社会效益显著F国外也有人用此项技术回收废水中的酸,其电流效率可达百分之80-90。 目前国内外主要采用液膜法J##-和离子交换法回收酸水中的锌离子，而对硫酸钠和硫酸无法回收。有人采用电渗析技术对化纤厂粘胶单丝淋洗废水的处理进行了研究,结果表明酸和盐可浓缩到200克每升，为蒸发回收固体)硫酸钠，硫酸和硫酸锌浓缩液奠定了基础；淡化水为35度的软化水，可做洗涤用水。采用本工艺后,即可消除酸和锌对环境的污染,又可获得显著的经济效益。薜德明等也用电渗析法处理了含锌废水，他们把氯化锌溶液在极限电流下浓缩,电流效率可达百分之90，氯化锌溶液质量浓度可由5213和、3003分别浓缩至和1、595至91219,构成闭路循环，回收了锌盐，并使水循环再用。
电渗析脱盐原理及操作规程 电渗析水处理设备是一种膜分离设备，是利用膜的选择透过性对水中的物质进行分离而达到除盐等预期目的的一种水处理 设备。电渗析是在外加直流电场的作用下，利用阴离子交换膜(简称阴膜，它只允许阴离子通过而阻挡阳离子)和阳离子交换膜(简称阳膜，它只允许阳离子交换膜通过而阻挡阴离子)的选择透过性，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩。 电渗析成套设备操作规程： 1 开机前设备状态检查： 检查预处理设备：阀门1开2关、3关4关、5开6关，7 关8关、9关10开、11关12开、阀13开。检查电渗析：阀门18及20必须为打开状态，27关、阀14、15和16处于开启状态。整流控制柜的电压调节钮确认在零位(逆时针旋转到头)。 通过改变整流控制柜输出极性可以设定正向工作时阀17侧为淡水或19为淡水，我们设定阀17侧为正向时出淡水。 2 开机运行：
每次开机之前要做好预处理设备的冲洗工作(没有预处理的除外)，首先进行逆洗：打开阀2、3、4关闭阀1，再关闭阀3 直到冲洗排水干净为止。然后打开阀3关闭阀4，再打开阀1后关闭阀2，待阀3的排放水干净后关闭它。以上是石英砂过滤器的冲洗方法，活性炭过滤器的冲洗方法同上。下来再做精密过滤器的冲洗：打开阀11再关闭阀12，然后打开阀9关闭阀10直到冲洗干净后打开阀10关闭阀9，再打开阀12及13后关闭阀11待水干净后准备将电渗析投入运行。每次运行时间2—4小时不得超过4小时。(设备及其浓水都带电，切勿触摸---以防触电。注意安全!) 调节阀门14—16使浓淡水流量达到要求的流量，开启整流控制柜，可以选择正向或反向开启运行，逐渐调节电压直到水质达到要求为止(工作电压在每级膜对总数的1.3—1.4倍之间最好)然后开启相应的17或19阀，在上述调节过程中必须保证电流工作在额定范围内，如果电流过大时可以稍等片刻待电流下降后再逐渐调升电压。否则会烧坏电气设备。 3 酸洗再生： 每当脱盐率下降10%或者流量减少10%并且工作电流比正常工作时高，或者连续工作满3个月(1000小时)就应当进行一次酸洗再生，具体方法是在停机状态下往药箱内注满水配好3-5%
电渗析脱盐原理及操作规程 精品文档就在这里 -------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有-------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ -- 电渗析脱盐原理及操作规程 电渗析水处理设备是一种膜分离设备，是利用膜的选择透过性对水中的物质进行分离而达到除盐等预期目的的一种水处理设备。电渗析是在外加直流电场的作用下，利用阴离子交换膜(简称阴膜，它只允许阴离子通过而阻挡阳离子)和阳离子交换膜(简称阳膜，它只允许阳离子交换膜通过而阻挡阴离子)的选择透过性，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩。 电渗析成套设备操作规程: 1 开机前设备状态检查: 检查预处理设备:阀门1开2关、3关4关、5开6关，7关8关、9关10开、11关12开、阀13开。检查电渗析:阀门18及20必须为打开状态，27关、阀14、15和16处于开启状态。整流控制柜的电压调节钮确认在零位(逆时针旋转到头)。 通过改变整流控制柜输出极性可以设定正向工作时阀17侧为淡水或19为淡水，我们设定阀17侧为正向时出淡水。 2 开机运行:
---------------------------------------------------------精品文档--------------------------------------------------------------------- 精品文档就在这里 -------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有-------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ -- 每次开机之前要做好预处理设备的冲洗工作(没有预处理的除外)，首先进行逆洗:打开阀2、3、4关闭阀1，再关闭阀3直到冲洗排水干净为止。然后打开阀3关闭阀4，再打开阀1后关闭阀2，待阀3的排放水干净后关闭它。以上是石英砂过滤器的冲洗方法，活性炭过滤器的冲洗方法同上。下来再做精密过滤器的冲洗:打开阀11再关闭阀12，然后打开阀9关闭阀10直到冲洗干净后打开阀10关闭阀9，再打开阀12及13后关闭阀11待水干净后准备将电渗析投入运行。每次运行时间2—4小时不得超过4小时。(设备及其浓水都带电，切勿触摸---以防触电。注意安全!) 调节阀门14—16使浓淡水流量达到要求的流量，开启整流控制柜，可以选择正向或反向开启运行，逐渐调节电压直到水质达到要求为止(工作电压在每级膜对总数的1.3—1.4倍之间最好)然后开启相应的17或19阀，在上述调节过程中必须保证电流工作在额定范围内，如果电流过大时可以稍等片刻待电流下降后再逐渐调升电压。否则会烧坏电气设备。 3 酸洗再生:
一、工作原理 电渗析器除盐的基本原理，是利用离子交换膜的选择透过性。阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻档阴离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移，使一路水中大部份离子迁移到另一路离子水中去，从而达到含盐水淡化的目的。 二、应用范围 电渗析器具有工艺简单，除盐率高，制水成本低、操作方便、不污染环境等主要优点，广泛应用于水的除盐，具体应用在如下场合：海水及苦咸水淡化，根据我单位的试验资料，可将含盐量高达60克/升的苦咸水淡化成饮用水，解决沙漠地区的饮用水源。制取软水，（水的电阻率为105欧姆一厘米），可供低压锅炉给水，不需要食盐再生，还可节煤20%左右。深度除盐水及高纯水的前级处理，采用电渗析一离子交换法，扩大了原水适用范围，广泛应用电力、电子、化工、制药、科研化验等场合、降低制水成本50%以上。节省离子交换法再生用酸碱80%左右，延长再生周期五倍以上。用于饮料食品工业的提纯，使啤酒、汽水的质量提高，为创优质名牌产品创造了条件。电渗析器还可用于化工分离，浓缩及工业废水处理回收率。 三、构造及组装方式
1.构造：电渗析器由膜堆、极区和压紧装置三部分构成。 （1）膜块：是由相当数量的膜对组装而成的。 膜对：是由一张阳离子交换膜，一张隔板甲（或乙）；一张阴膜，一张隔板乙（或甲）组成。离子交换膜：是电渗析器的关键部件，本厂采用上海化工厂产的异相膜。 隔板：分浓、淡水隔板，交替放在阴阳膜之间，使阴膜和阳膜之间保持一定的间隔，沿着隔板平面通过水流，垂直隔板平面通过电流。隔板厚离0.9毫米。 （2）极区包括电极、极框和导水板。 电极：为连接电源所用，本厂电极采用钛涂钌。 极框：放置在电极和膜之间，以防膜帖到电极上去，起支撑作用。 （3）压紧装置：是用来压紧电渗析器，使膜堆、电极等部件形成一个整体，不致漏水。2、组装方式：电渗析器的组装是用“级”和“段”来表示，一对电极之间的膜堆称为“一级”。水流同向的每一个膜称为“一段”。增加段数就等于增加脱盐流程，也就是提高脱盐效率，增加膜对数，可提高水处理量。 电渗析器的组装方式可根据淡水产量和出水水质的不同要求而调整，一般有以下几种组装形式：一级一段；一级多段；多段一段；多级多段。 四、辅助设备
电渗析定义 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。在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的透过性(即阳膜只允许阳离子透过，阴膜只允许阴离子透过)，使水中的阴、阳离子作定向迁移，从而达到水中的离子与水分离的一种物理化学过程。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。 渗析原理 原理是：在阴极与阳极之间，放置着若干交替排列的阳膜与阴膜，让水通过两膜及两膜与两极之间所形成的隔室，在两端电极接通直通电源后，水中阴、阳离子分别向阳极、阴极方向迁移，由于阳膜、阴膜的选择透过性，就形成了交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室。与此同时，在两电极上也发生着氧化还原反应，即电极反应，其结果是使阴极室因溶液呈碱性而结垢，阳极室因溶液呈酸性而腐蚀。因此，在电渗析过程中，电能的消耗主要用来克服电流通过溶液、膜时所受到的阻力及电极反应。 例如，用电渗析方法处理含镍废水，在直流电场作用下，废水中的硫酸根离子向正极迁移，由于离子交换膜具有选择透过性，淡水室的硫酸根离子透过阴膜进入浓水室，但浓水室内的硫酸根离子不能透过阳膜而留在浓水室内;镍离子向负极迁移，并通过阳膜进入浓水室，浓水室内的镍离子不能透过阴膜而留在浓水室中。这样浓水室因硫酸根离子、镍离子不断进入而使这两种离子的浓度不断增高;淡水室由于这两种离子不断向外迁移，浓度降低。离子迁移的结果是把电渗析器的两个电极之间隔室变成了溶液浓度不同的浓室和淡室。浓水系统是一个溶液浓缩系统，而淡水系统是一个净化系统。用电渗析法回收镍时，以硫酸钠溶液作为电极液，硫酸钠可减轻铅电极的腐蚀，浓水回用于镀槽，淡水用于清洗镀件。
电渗析工作原理及特点 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。电渗析与近年引进的另一种膜分离技术反渗透相比，它的价格便宜，但脱盐率低。当前国产离子交换膜质量亦很稳定，运行管理也很方便，自动控制频繁倒极电渗析（EDR），运行管理更加方便。原水利用率可达80%，一般原水回收率在45-70%之间。电渗析主要用于水的初级脱盐，脱盐率在45-90%之间。它广泛被用于海水与苦咸水淡化；制备纯水时的初级脱盐以及锅炉、动力设备给水的脱盐软化等。 实质上，电渗析可以说是一种除盐技术，因为各种不同的水（包括天然水、自来水、工业废水）中都有一定量的盐分，而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个，由于离子交换膜具有选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，阴离子交换膜只允许阴离子以通过，这样在两个膜的中间隔室中，盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低，而*近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的
浓缩室，最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。实际应用中，一台电渗析器并非由一对阴、阳离子交换膜所组成（因为这样做效率很低），而是采用一百对，甚至几百对交换膜，因而大大提高效率。 一、应用范围目前电渗析器应用范围广泛，它在水的淡化除盐、海水浓缩制盐精制乳制品，果汁脱酸精和提纯，制取化工产品等方面,还可以用于食品，轻工等行业制取纯水、电子、医药等工业制取高纯水的前处理。锅炉给水的初级软化脱盐，将苦咸水淡化为饮用水。电渗析器适用于电子、医药、化工、火力发电、食品、啤酒、饮料、印染及涂装等行业的给水处理。也可用于物料的浓缩、提纯、分离等物理化学过程。电渗析还可以用于废水、废液的处理与贵重金属的回收，如从电镀废液中回收镍。二、基本性能（1）操作压力0.5─3.0kg/cm2 左右（2）操作电压、电流100─250V，1─3A（3）本体耗电量每吨淡水约 0.2─2.0度 三、电渗析法的特点为 ① 可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用； ② 可以用于蔗糖等非电解质的提纯，以除去其中的电解质； ③ 在原理上，电渗析器是一个带有隔膜的电解池，可以利用电极上的氧化还原效率高。四、在电渗析过程中，也进行以下次要过程 ① 同名离子的迁移，离子交换膜的选择透过性往往不可能是百分之百的，因此总会有少量的相反离子透过交换膜； ② 离子的浓差扩散，由于浓缩室和淡化室中的溶液中存在着浓度差，
电渗析及海水淡化 一、电渗析简介与海水淡化基本原理 电渗析是膜分离技术中的一种，是以溶液中的离子选择性地透过离子交换膜为特征的高效分离技术。电渗析脱盐是一种同时利用了电渗析过程和电解过程的技术。脱盐过程主要是离子在溶液和离子交换膜的迁移过程。 它是在直流电场的作用下，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、精制或纯化的目的。电渗析的关键部位是选择性离子交换膜。离子交换膜是具有选择透过性的膜状功能高分子电解质，膜具有导电性能，而且它的功能集中表现在它的选择透过性上。 电渗析过程是电解和渗析扩散过程的组合。在电渗析中，电解液通过溶液和离子交换膜体系在电场梯度的作用下发生迁移。利用离子交换膜的选择透过性，即阳膜理论上只允许阳离子通过，不允许带负电的离子渗透。阴膜理论上只允许阴离子通过，不允许带正电的离子渗透。在外加直流电场作用下，阴阳离子透过选择性离子交换膜而迁移，从而使电解质离子自溶液中部分分离出来，可以制得淡水。这就是电渗析制取淡水的基本过程。 电渗析器由阴、阳离子交换膜、电极和夹紧装置三部分组成。其工作原理是，在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜而迁移，从而使电解质离子自溶液中部分分离出来，达到降低溶液盐度的目的。图1展示出了在理想离子交换膜三室电渗析器中 NaCl 溶液的
电渗析过程。 图1 三室电渗析器工作原理图 AM（阴离子交换膜）和 CM（阳离子交换膜）可以看作是理想的选择性离子交膜。AM 只能让 Cl-通过，而不允许 Na+通过；CM 只允许 Na+通过，而不允许 Cl-通过。电极与直流电源接通，系统中便有电流流动。在上述离子交换膜三室电渗析器中，B 室的 Cl-向 C 室迁移，Na+向 A 室迁移；而 A室的 Na+和 H+不能向 B 室迁移，C 室的 Cl-和 OH-也不能向 B 室迁移。电渗析结果，使 B 室的 NaCl 浓度逐渐降低。这一过程为电渗析除盐的主要过程，即反离子迁移过程。 二、电渗析中的浓差极化 电渗析除盐时，由于离子在膜内的迁移数与溶液中的迁移数有较大的差异，就会引起浓差极化，当膜表面附有某些盐类沉积或受水污染而附着一些杂质时，又会引起和加剧膜的极化。 以阳膜为例，分析极化发生的过程，如图2。