電滲析技術及其應用

1、電滲析技術及其應用小組成員：201213215 杜浩201213221 姚依梅201213230 程雪電滲析簡介1常見電滲析技術2電滲析的應用3電滲析前景4CONTENTS目 錄1電滲析簡介電滲析簡介電滲析(ED)是在直流電場作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，帶電離子透過離子交換膜定向遷移，從水溶液和其他不帶電組分中分離出來，從而實現(xiàn)對溶液的濃縮、淡化、精制和提純的目的。2常見電滲析技術1.無極水電滲析無極水電滲析的主要特點是取消了傳統(tǒng)電滲析的極室和極水，原水利用率可達70%以上，噸水耗電較常規(guī)電滲析節(jié)省1/3左右。該裝置在運行方式上采用頻繁倒極，全自動操作。單臺多級多段配置，脫鹽率可達99

2、%以上。2.無隔板電滲析電滲析器自發(fā)明以來, 一直采用濃淡水隔板、離子交換膜和電極等部件組裝而成。無隔板電滲析器，由JM離子交換網膜和電極為主要部件組裝而成的新型電滲析器。相同條件下與有隔板的電滲析器比較，脫鹽速率快，電耗可降低20%以上。3.卷式電滲析卷式電滲析器是一種類似卷式反滲透組件結構的電滲析器, 它的陰陽離子交換膜都放在同心圓筒內, 并卷成螺旋狀。卷式電滲析器結構的優(yōu)點是能夠使用像布匹那樣長的離子交換膜, 可把膜組裝成受廠商和用戶歡迎的箱式組件。其主要缺點是螺旋膜堆難以密封，特別是圓筒中心管既作電極用，又要作集水管用，由于存在電極反應，使得離子交換膜與中心管粘結的部分不易密封。4.填

3、充床電滲析(EDI)填充床電滲析, 國外稱為電去離子(EDI), 是將離子交換膜與離子交換樹脂有機地結合在一起,在直流電場的作用下實現(xiàn)去離子過程的一種新分離技術。它的最大特點是利用水解離產生的H+和OH-自動再生填充在電滲析器淡水室中的混床離子交換樹脂, 從而實現(xiàn)了持續(xù)深度脫鹽。5.雙極膜電滲析(EDMB)雙極膜是一種新型離子交換復合膜，它一般由陰離子交換樹脂層和陽離子交換脂層及中間界面親水層組成。在直流電場作用下，從膜外滲透入膜間的水分子即刻分解成H+和OH，可作為H+和OH的供應源。利用雙極膜電滲析法生產NaOH 的成本僅為傳統(tǒng)電解過程的1/32/3。3電滲析的應用1.水處理電滲析可用于電

4、鍍廢水、重金屬廢水等的處理，提取廢水中的金屬離子等，既能回收利用水和有用資源，又減少了污染排放。萬詩貴等自制離子膜電解槽研究了銅生產過程中鈍化液處理的可行性，結果發(fā)現(xiàn)，不僅可以回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+，再生了鈍化液1。K.N.Njau則利用膜電解從鍍鎳廢液中電沉積出鎳。電滲析法與離子交換法結合從酸洗廢液中回收重金屬和酸的工藝已在工業(yè)上應用。王方3設計的以陽樹脂為主的陰、陽樹脂分層填充的電去離子裝置，對重金屬廢水進行處理，可以實現(xiàn)重金屬廢水的回收和利用，達到閉路循環(huán)和零排放。電滲析還可以用于堿性廢水及有機廢水的處理。1萬詩貴，肖心良，彭希仁銅鈍化廢液的再生回收與循環(huán)利用J

5、南昌航空工業(yè)學院學報，1997，11( 2) : 67 722Njau K N Electrochemical removal of nickel ions from industrialwastewaterJ Chem Eng J，2000，79( 3) : 187 1953王方 回收重金屬廢水用電去離子技術研究進展J 工業(yè)廢水處理，2008，12，28( 12) : 1 41.1工業(yè)廢水我國在西南地區(qū)采用電滲析法將鹽泉鹵水制鹽，使NaCl的含量穩(wěn)定提高到120g /L，與原來采用的單純熬鹽法相比，產量增加而成本降低。山東鋁礦業(yè)公司生活飲用水采用濃水頻繁倒極電滲析處理，處理后的水質為: 總硬

6、度H0= 174.75mg/L;；溶解性總固體為255.0 mg/L；總鐵量 0.3 mg/L。山西某發(fā)電廠亞臨界鍋爐補給水系統(tǒng)采用了EDI技術鍋爐補給水電導率0.06，SiO2為3g/L。Grabowski4等以反滲透出水為進水，采用雙極膜電滲析制造出電導率為0.056s/cm 高純水。4Grabowski A，Zhang G Q，Strathmann H，et al The production of high purity water by continuous electrodeionization with bipolar membranes : Influence of the a

7、nion exchange membrane permselectivityJ Journal of Membrane Science，2006，( 281 ) : 297 3061.2飲用水及過程水2.食品和化學工業(yè)應用在白酒生產中把握質量最關鍵的一環(huán)是勾兌，而勾兌用水的質量是很重要的，它不僅影響白酒的內在質量，還影響白酒的外觀質量，使用電滲析法處量勾兌用水，可使水質明顯改善，達到國家標準。用電滲析法祛除葡萄酒中的酒石酸鹽比傳統(tǒng)冷凍法更高效，更加節(jié)約能源資源，葡萄酒的感官質量得到提高。有研究人員采用國產離子交換膜運用電滲析技術進行醬油脫鹽的可行性試驗26，證明了電滲析對醬油的脫鹽是切實可行的

8、分離方法。采用電滲析技術可一步實現(xiàn)維生素C鈉鹽脫鹽目的，轉化率高達99%，平均電流效率約70%，其副產品NaOH稀溶液也可被有效利用。2.1食品行業(yè)趙婧5等進行了電滲析脫鹽分離發(fā)酵液中氨基酸的研究。周靜6等采用高性能離子交換膜，應用電滲析脫鹽法，分離提純N乙酰L半胱氨酸，取得了較為滿意的效果。根據雙極性膜電滲析系統(tǒng)的特點，即雙極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH，可以把雙極性膜電滲析技術應用于大豆蛋白質的分離，其有有很多優(yōu)點: 整個生產過程不需要添加酸和堿，資源可以循環(huán)利用，耗水少，分離出的蛋白質中鹽含量明顯減少。5趙婧，馮骉 電滲析脫鹽分離發(fā)酵液中氨基酸的研究J 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2006，32( 9) : 32 366周靜，張關永 電滲析法分離提純N 乙酰 L 半胱氨酸研究J 氨基酸和生物資源， 1999， 21( 2) : 1 32.2生化行業(yè)4電滲析前景電滲析前景電滲析技術在膜分離技術領域里是一項比較成熟的技術, 由于其在技術上的先進性和其他分離方法所不能替代的若干優(yōu)異特點, 廣泛地用于食品、醫(yī)藥和化工等領域。近年來, 隨著對傳統(tǒng)電滲析過程的改進, 尤其是雙極膜電滲析技術和填充床電滲析技術的發(fā)展, 使電滲析技術成為新的熱門研究領域。隨著科學技術的發(fā)展，電滲析技術的應用將更多地被研究出來。如電滲析系統(tǒng)有可能代替氯