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浅谈电渗析技术工作原理

文章出处:德兰梅勒作者:云端端发表时间:2021-10-16 12:35

  电渗析渗析是指溶液中溶质通过半透膜的现象。自然渗析的推动力是半透膜两侧溶质的浓度差。在直流电场的作用下,离子透过选择性离子交换膜的现象称为电渗析。

  离子交换膜是由高分子材料制成的对离子具有选择透过性的薄膜。主要分阳离子交换膜(CM,简称阳膜)和阴离子交换膜(AM,简称阴膜)两种。阳膜由于膜体固定基带有负电荷离子,可选择透过阳离子;阴膜由于膜体固定基带有正电荷离子,可选择透过阴离子。阳膜透过阳离子,阴膜透过阴离子的性能称为膜的选择透过性。

  电渗析过程基本的工作单元称为膜对。一个膜对构成一个脱盐室和一个浓缩室。一台实用电渗析器由数百个膜对组成。

  电渗析器的主要部件为阴、阳离子交换膜,隔板与电极三部分。隔板构成的隔室为液流经过的通道。淡水经过的隔室为脱盐室,浓水经过的隔室为浓缩室。若把阴、阳离子交换膜与浓、淡水隔板交替排列,重复叠加,再加上一对端电极,就构成了一台实用电渗析器。

  若电渗析器各系统进液都为NaCl溶液,在通电情况下,淡水隔室中的Na+向阴极方向迁移,Cl-向阳极方向迁移,Na+与Cl-就分别透过CM与AM迁移到相邻的隔室中去。这样淡水隔室中的NaCl溶液浓度便逐渐降低。相邻隔室,即浓水隔室中的NaCl溶液浓度相应逐渐升高,从电渗析器中就能源源不断地流出淡化液与浓缩液。

  淡水水路系统、浓水水路系统与极水水路系统的液流由水泵供给,互不相混,并通过特殊设计的布、集水机构使其在电渗析内部均匀分布,稳定流动。

  从供电网供给的交流电,经整流器变为直流电,由电极引入电渗析器。经过在电极溶液界面上的电化学反应,完成由电子导电转化为离子导电的过程。

  用夹紧板紧固在一起的膜堆部分称为电渗析器。电渗析要进行工作,必须有水泵、整流器等辅助设备,还必须有进水预处理设施。通常把电渗析器及辅助设备总称为电渗析装置。