电渗析工作原理

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

电渗析器除本体以外尚须配备整流器、过滤器、酸洗设施，水泵仪表等辅助设备。为方便 用户，本厂可提供全套辅助设备和仪表，现将与电渗析器配套的辅助设备列于。

说明：

（1）适用于原水含盐量≤800毫克/升，如原水含盐量>800毫克/升时，则需根据含盐量调整流器的型号。

（2）电渗析器除盐率计算采用DDS-11A型电导仪，配套供给。

（3）当采用浓水循环系统时，需配置浓水箱及水泵，浓水箱可用塑料水箱，其容积约相当于淡水量的40%。

五、注意事项

（1）、水的预处理是保证电渗析器正常运行的因素之一，因此水进入电渗析器前必须进行必要的预处理，保证进入电渗析器的原水水质符合以下指标。

a：浊度：≯3mg/1; b:含铁总量：<0.3mg/1;

c:含锰总量：<0.1mg/1; d:色度<15度；

e:耗氧量：<3mg/1(KMno4) f:水温：5-40℃

g:污染指数：<7

（2） 注意起动时，必须先通水，后通电，停止时先断电，后断水，严禁停水不停电。

（3） 淡水流量与浓、极水流量的比例要调节适当，为防止浓水渗漏，浓水、极水的压力可适当减小，一般小0.2×9.8×104Pa。

（4） 视水质情况，电渗析器工作2-8小时后要调换一次电极。

（5） 膜堆上禁止放金属物件，以防产生短路。

电渗析——是在直流电场作用下利用离子交换膜的透过选择性，把电解质从水中分离出来的过程。 电渗析脱盐原理如图17-3所示。

电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；网膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果佼这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。

电渗析原理及雏形

电渗析（简称ED）过程可使含水溶液中的荷电离子和分子得到浓缩或贫化。其原理是：在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜，从而得到脱盐的稀释液流体或浓缩液流体。 电渗析技术的主要特点： A、对分离组份的高选择性； B、能耗低、工程投资少； C、连续运转，自动化程度高； D、水回收率高；

E、不因化学作用和热降解改变溶液性质；

F、不用化学药剂，预处理要求较低。

电渗析广泛应用在海水和苦咸水淡化、电子、医药、食品、化工和有机物的回收等。电渗析过程通常由预处理设备、增压泵、整流器、自动控制设备、清洗系统和电渗析器组成，可由人工控制或自动控制。ED系列电渗析装置采用优质的离子交换膜组件和先进的工艺，从而使设备除盐率得到提高，系统操作方便，使用寿命长，电耗低。

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，总会有少量的离子由浓缩室向淡化室扩散迁移，从而降低了渗析效率；

③水的渗透，尽管交换膜是不允许溶剂分子透过的，但是由于淡化室与浓缩室之间存在浓度差，就会使部分溶剂分子（水）向浓缩室渗透；

④水的电渗析，由于离子的水合作用和形成双电层，在直流电场作用下，水分子也可从淡化室向浓缩室迁移；

⑤水的极化电离，有时由于工作条件不良，会强迫水电离为氢离子和氢氧根离子，它们可透过交换膜进入浓缩室；

⑥水的压渗，由于浓缩室和淡化室之间存在流体压力的差别，迫使水分子由压力大的一侧向压力小的一侧渗透。显然，这些次要过程对电渗析是不利因素，但是它们都可以通过改变操作条件予以避免或控制