電滲析原理與過程

電滲析是在直流電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過)，而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過程。

電滲析系統(tǒng)由—系列陰、陽膜交替排列于兩電很 之間組成許多由膜隔開的小水室，如圖8-13所示。當(dāng)原水進(jìn)入這些小室時，在直流電場的作用下，溶液中的離子作定向遷移。陽離子向陰很 遷移，陰離子向陽很 遷移。但由于離子交換膜具有選擇透過性，結(jié)果使一些小室離子濃度降低而成為淡水室，與淡水室相鄰的小室則因富集了大量離子而成為濃水室。從淡水室和濃水室分別*淡水和濃水。原水中的離子*了分離和濃縮，水便*了凈化。

在電滲析過程中，除了上述離子電遷移和電很 反應(yīng)兩主要過程以外，同時還發(fā)生一系列次要過程，如下所述。

(1)反離子的遷移  因?yàn)殡x子交換膜的選擇性不可能達(dá)到100％，所以也有少量與離于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(dāng)膜的選擇性固定后，隨著濃室鹽濃度增加，這種反離子遷移影響加大，

(2)電解質(zhì)濃差擴(kuò)散  由于膜兩側(cè)溶液濃度不同，在濃度差作用下，電解質(zhì)由濃室向淡室擴(kuò)散，擴(kuò)散速度隨濃度差的增高而增長。

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

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

(5)水的壓滲  當(dāng)濃室和淡室存在著壓力差時，溶液由壓力高的一側(cè)向壓力低的一側(cè)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(zhì)離子未能及時地補(bǔ)充到膜的表面，而造成膜的淡水側(cè)發(fā)生水的電離，生成H⁺和OH^-離子，以補(bǔ)充淡水側(cè)離子之不足。

綜上所述，電滲析器在運(yùn)行時，同時發(fā)生著多種復(fù)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(zhì)濃差擴(kuò)散將降低除鹽效果；水的滲透、電滲和壓滲會降低淡水產(chǎn)量和濃縮效果；水的電離會使耗電量增加，導(dǎo)致濃水室很 化結(jié)垢等，因此，在電滲析器的設(shè)計(jì)和操作中，需設(shè)法消除或改善這些次要過程的不利影響。