電滲析溶液中電解質的分離全過程介紹

1、 電滲析溶液中電解質的分離全過程介紹滲析是指用膜把一容積隔成兩部分,膜的一側是溶液,另一側是純水,小分子溶質透過膜向溶液側移動的過程;或者膜的兩側是濃度不同的溶液時,溶質從濃度高的一側透過膜擴散到濃度低的一側的過程。但如果僅僅是純水透過膜向溶液側移動,使溶液變淡或者僅僅是低濃度溶液中的溶劑透過膜進入高濃度的溶液,而溶質不透過膜,則此過程稱之為滲透。電滲析是指在直流電場的作用下,溶液中帶電離子選擇性地透過離子交換膜的過程,目前電滲析主要應用于溶液中電解質的分離。以鹽水中NaCl的脫除來闡述電滲析過程原理。在正、負兩電極之間交替地平行放置陽離子交換膜(簡稱陽膜,以符號C表示和陰離子交換膜(簡稱陰膜

2、,以A表示。陽膜常含有帶負電荷的酸性活性基團,能選擇性地使溶液中的陽離子透過,而溶液中的陰離子則因受陽膜上所帶負電荷基團的同性相斥作用不能透過陽膜。陰膜通常含有帶正電荷的堿性活性基團,能選擇性地使陰離子透過,而溶液中的陽離子則因陰膜上所帶正電荷基團的同性相斥作用不能透過陰膜。陰、陽離子交換膜之間用特別的隔板隔開,組成濃縮和脫鹽兩個系統(tǒng)。電滲析法的特點:1、可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用;2、可以用于蔗糖等非電解質的提純,以除去其中的電解質; 3、在原理上,電滲析器是一個帶有隔膜的電解池,可以利用電極上的氧化還原效率高。4、在電滲析過程中,也進行以下次要過程:同名離子的遷移,

3、離子交換膜的選擇透過性往往不可能是百分之百的,因此總會有少量的相反離子透過交換膜;離子的濃差擴散,由于濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差,總會有少量的離子由濃縮室向淡化室擴散遷移,從而降低了滲析效率;水的滲透,盡管交換膜是不允許溶劑分子透過的,但是由于淡化室與濃縮室之間存在濃度差,就會使部分溶劑分子(水向濃縮室滲透;水的電滲析,由于離子的水合作用和形成雙電層,在直流電場作用下,水分子也可從淡化室向濃縮室遷移;水的極化電離,有時由于工作條件不良,會強迫水電離為氫離子和氫氧根離子,它們可透過交換膜進入濃縮室;水的壓滲,由于濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別,迫使水分子由壓力大的一側向壓力小的一

4、側滲透。顯然,這些次要過程對電滲析是不利因素,但是它們都可以通過改變操作條件予以避免或控制。電滲析器運行的工藝參數(shù): 1、電流效率:電滲析析器運行時實際除鹽量與理論除鹽量之比稱為電滲析器的電流效率。2、電流密度與極化現(xiàn)象:電滲析器工作時,單位膜面積上通過的電流稱為電流密度。運行時,當電流密度達到一定值時,界面層離子的遷移速度遠低于膜內離子遷移速度,迫使膜界面處水分子發(fā)生電離,依靠氫離子和氫氧根離子來傳遞電流,這種膜界面現(xiàn)象稱為濃差極化,此時的電流密度稱為極限電流密度。極化包括濃差極化和電極極化。極化發(fā)生后在陽膜淡室的一側富集著過量的氫氧根離子,陽膜濃室的一側富集著過量的氫離子;而在陰膜淡室的一

5、側富集著過量的氫離子,陰膜濃室的一側富集著過量的氫氧根離子。由于濃室中離子濃度高,則在濃室陰膜的一側發(fā)生碳酸鈣等沉淀,從而增加膜電阻,加大電能消耗,減小膜的有效面積,降低出水水質,影響正常運行。反滲透裝置的清洗1、需清洗的條件反滲透運行時如果出現(xiàn)以下任一情況,則必須立即進行化學清洗:裝置總壓差比運行初期增加0.150.20MPa;裝置的總產(chǎn)水量比上次清洗后下降了10%以上;裝置脫鹽率比上次清洗后下降了三個百分點;即使上述三種情況未曾出現(xiàn),通常也應56個月清洗一次;2、清洗方法 按選定的清洗劑配方,在清洗水箱中配制清洗液,用泵循環(huán)清洗液,將其攪勻待用。關閉反滲透裝置上的進出水閥門、排放閥門,打開

6、反滲透裝置上的化學清洗進出閥門,形成循環(huán)清洗系統(tǒng)。接好清洗管路后,開啟清洗泵電源開關,按規(guī)定的流量、壓力(0.14-0.22Mpa和溫度(<30,清洗1-2小時(必要時可浸泡1-2小時,初始排出的清洗液排入地溝,以保證清洗液的濃度。清洗完畢后,將清洗水箱殘液排完,注入符合反滲透裝置進水指標的水,以清洗相同條件進行沖洗?；蛴迷鰤罕妙愃频蛪簺_洗條件來沖洗。各段沖洗結束后,按規(guī)定的運行方式進行低壓沖洗和高壓運行,最初產(chǎn)水排入地溝,到出水指標合格后進入產(chǎn)品水箱。清洗結束后,必須將化學清洗裝置沖洗干凈,切忌將清洗過濾器、清洗水泵等設備置于酸或堿的狀況下。3、清洗配方酸洗配方:0.3%HCl溶液堿洗配方:0.3%NaOH溶液,PH調至12。4、清洗的注意事項清洗時應考慮可能的污染物類型,選用合適的清洗配方?？捎肗H4OH和H2SO4調節(jié)PH值,必須注意PH值測量一定要正確可靠。 清洗操作時要有安全防護措施,如帶防護鏡、手套、鞋和衣等。固體清洗劑必須充分溶解后,再加其他化學試劑,進行充分混合后才能進入反滲透裝置。清洗壓力為0.150.3Mpa,清洗時間為2小時。清洗過程中密切注意清洗液溫升情況,切忌溫度超過35,觀察清洗水箱液位和清洗液的顏色變化,必要時補充清洗液。清洗結束后,取殘液進行分析,確定污染物種類,為日后清洗提供依據(jù)。5、甲醛或亞硫酸氫