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| 淺談電滲析設備的原理及組成 |
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| 更新時間：2022-05-25 10:14 作者：本站 來源：本站 瀏覽量：1086 |
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淺談電滲析設備的原理及組成
電滲析設備是在外加直流電場的作用下，當含鹽分的水流經陰、陽離子交換膜和隔板組成的隔室時，水中的陰、陽離子開始定向運動，陰離子向陽極方向移動，陽離子向陰極方向移動。由于離子交換膜具有選擇透過性，陽離子交換膜(簡稱陽膜)的固定交換基團帶負電荷，因此允許水中陽離寸通過而阻擋陰離子; 陰離子交換膜(簡稱陰膜)的固定交換基團帶正電荷，因此允許水中的陰離子通過而阻擋陽離子，致使淡水隔室中的離子遷移到濃水隔室中去，從而達到淡化的目的。
電滲析基本原理：（1）電滲析基本過程與半水過程
①電解過程 電滲析電極反應過程是電解過程，這是電滲析工作必不可少的條件，以此引起離子透過膜的遷移。
②反離子遷移 反離子是指與膜的固定活性基團電性相反的離子。在直流電場作用下，反離子透過膜進行遷移，它是電滲析惟一需要的基本過程。
③同名離子遷移 同名離子是指與膜的固定活性基團所帶電荷相同的離子。同名離子遷移的方向與濃度梯度方向相同，降低了電滲析過程的效率。
④電滲失水 反離子和同名離子的遷移實際上是水合離子的遷移。在反離子和同名離子遷移的同時，將攜帶一定數量水分子遷移。這部分失水是所謂的電滲失水。
⑤滲析 由于膜兩側溶液濃度不同，受到濃度差的推動，電解質由濃縮室向淡化室擴散。這也是降低電滲析過程效率的原因之一。
⑥水的滲透 在滲透壓的作用下，淡水室的水向濃縮室滲透。
⑦滲漏 當膜的兩側存在壓力差時，溶液由壓力大的一側向壓力小的一側滲漏。
⑧極化 在一定電壓下迫使膜—液界面上的水解離為氫離子與氫氧根離子。
（2）傳質方程：對流傳質、擴散傳質和電遷傳質共同組成電滲析過程中離子通過離子交換膜的傳質過程。
（3）膜堆極化：膜堆極化是指電滲析設備運行時，離子做定向遷移，由于膜的選擇透過性，反離子在離子交換膜中電遷移速率大于在主體溶液中的電遷移速率，在離子交換膜一側出現了反離子的耗竭層，從而迫使水分子電解產生氫離子和氫氧根離子來負載電流。
2、電滲析裝置：電滲析設備主要由膜堆、極區、夾緊裝置三部分組成。
（1）膜堆：膜堆位于電滲析設備的中部，由濃、淡水隔板/改向隔板和陰離子交換膜/陽離子交換膜交替排列成濃水室和淡水室。常見的隔板分為無回路隔板和有回路隔板。隔板的厚度一般為0.5~2mm，為取得較好的攪拌效果，國內外所用的隔板大多小于1mm。通常在隔板框內加入隔網，隔網形式有鱗網、編織網和擠壓網等。常用的隔板材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、天然橡膠。選用的原則：對于彈性較差的均相膜，使用橡膠板；對于較厚的、彈性好的異相膜，選用較硬的聚乙烯、聚氯乙烯板，這樣可以得到較好的密封效果。
（2）極區：極區位于膜堆兩側，包括電極和極水隔板。極水隔板供傳到電流和排除廢氣、廢液之用，所以比較厚。電極的形狀有板狀、網狀、棒狀、絲狀。常用的電極有二氧化釕電極、石墨電極等。
（3）夾緊裝置：電滲析設備有兩種鎖緊方式：壓機鎖緊和螺桿鎖緊。大型電滲析設備用油壓機鎖緊，中小型電滲析設備多用螺桿鎖緊。
（4）組裝方式：組裝方式有串聯、并聯及串—并聯。常用“級”和“段”來表示，“級”是指電極對的數目，“段”是指水流方向，水流通過一個膜堆后，改變方向進入后一個膜堆即增加一段。 |
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