电渗析技术 ppt课件
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分离技术课件(电渗析前)讲解
漳州 PX项目 p-xylene 2个2万立方米的常渣油罐起火
另外，冶金、食品、生化、原子能领域: 如从矿产中提取和精选金属 食品脱水、除有毒或有害组分 抗生素的净制和病毒的分离 同位素的分离和重水制备等
在环保和充分利用资源方面也有重要作用 生产大型化 -- 三废处理 综合利用物料 — 环境污染、生态平衡
L
燕化橡胶厂顺丁橡胶 用 DMF 做萃取剂生产丁二烯单体 C4分离的实例
碳四馏分中各组分的沸点及加入萃取剂前后相对挥发度
组分
异丁烯 1-丁烯 丁二烯 正丁烷 反-2-丁 顺-2-丁
烯
烯
沸点, K 266.26 266.90 268.76 272.66 272.28 276.88
相对挥发度 1.030 1.013 1.000 0.886 0.845 （加前）
1998年大连建国家膜工程中心，依托在中科院大连化物所， 筹资1.07亿人民币。
2000年组建 膜技术国家工程研究中心，依托在大连化物所 与中铁铁龙集装箱物流股份有限公司。
膜技术国家工程研究中心的主导产品氮氢膜分离器及装置， 已在国内、外200余家石油、化工企业应用。有机蒸气膜产品 及膜工程正以国内独家生产、世界领先水平得到良好产业化推 广。自行研制用于液体分离的纳滤膜、超滤膜、微孔滤膜等多 项产品，也在国内近百家药厂建立水处理设备和药物分离装置。 还采用反渗透技术承接海水淡化和锅炉补给水等大型水处理项 目，利用膜法富氮、富氧技术为石油、化工、医药、冶炼等领 域相关企业解决了大量实际问题。
2、分离因子
可采用分离因子来表示平衡关系 对A、B 两组分混合物，分离因子 定义：
ij
yi xi
yj xj
xi , x j — 原料中 i , j 组分摩尔分率
电动力学修复污染土壤的改进技术ppt课件
用以去除土壤中的污染物。联合
技术可以避免或减少污染物的后
处理过程，实现原位迁移和降解
过程。
18
总结与展望
电动力学技术修复污染土壤作 为一种新的原位修复技术具有诸多 优点，利用改进的电动力学修复污 染土壤现在尚处于实验室和小规模
19
电动力学修
复污染土壤的修
复机理非常复杂，
ห้องสมุดไป่ตู้
涉及了物理、污
染传输动学、土
联盟[N]中国环境报,2012,4(1). 24
能应用于实际的
大型电动力学修
22
加大对电动
力学与其他技术
的联合修复技术
的研究，通过构
建污染物处理数
学模型，寻求联
合技术的最佳耦
合点，来模拟污
23
参考文献
[1]陈学军,申哲民,句柄新,等.模拟 镉污染土壤的电动力学修复研究[J].
环境化学,2005,24(6):666-668. [2]徐卫星.发起成立环境修复产业
8
大量的实验室实验和现场试 验已经证明，电动力学技术可高 效地去除土壤中的重金属离子和 有机污染物，其中重金属离子包
9
为了进一步提高电动力学技 术对土壤中污染物的去除率，国 内外许多学者对其进行了一些改 进。研究较多的技术改进主要有：
10
电动力学修复技术改进
极 电 土 工作 降 电动
化 场 壤 液 低 力学
（5）降低能耗的改进
实验修复中，一般采用电流强 度范围约为10~100mA/cm2，电 压梯度约为0.5V/cm，电能耗与电 流的平方成正比，耗能高，处理 费用也就相应增加，这成为电动 力学技术在实际中应用的重要问 17
（6）电动力学修复联合技术
电渗析技术PPT课件
❖ 如果膜上的活性基团少，则其静电吸引力也随 之减少，对同电荷离子的排斥作用也减少，降 低了对阳离子的选择透过性；
❖ 如果膜外溶液浓度很大，则扩散双电层的厚度 会变薄，一部分带负电荷的离子靠近阳膜的机 会增大，并导致非选择性透过阳离子交换膜； 对阴离子交换膜的情况恰好相反。 由此可得电渗析的规律：
18
24
4. 水的渗透 ❖ 水由淡化室透过膜向浓缩室中迁移。随着浓水
与淡水浓度差的增加，水的渗透量增大。 5. 水的电渗透 ❖ 离子在水中与水分子结合成为水合离子。 ❖ 由于离子的水合作用，在反离子迁移和同名离
子迁移过程中都携带一定数量的水分子同时迁 移。 ❖ 反离子迁移的同时从淡化室带出水，同名离子 迁移则相反。相比之下，反离子迁移从淡化室 带出的水量大于同名离子带出水量。
C 。在浓室中阴膜与水界面上的浓水含盐量为C1’， C1’﹥ C1。在膜的两侧出 现两个厚度为δ的扩散层。随着电流的增加，淡室中C和C’不断下降。
❖ 当C’＝0时，阴膜与水界面上的阴离子全部参加了电迁移，这时的电渗析过程处 于临界状态。如果继续增加电压，使操作电流超过极限电流时，迫使界面处的水 分子解离成H+和0H—参加电荷的传递，即产生了“极化”。
4
3.电渗析技术的发展特点
采用电渗析法进行海水深度除盐，制取含盐量约为 500mg/L的初级纯水。电渗析法和离子交换法联合应用， 制取高纯度水。 ❖ 电渗析谈化水站向自动化、电子计算机控制的无人操 作方向发展。 ❖ 为了降低海水淡化的能量消耗，研究高温电渗析和 中温电渗析。研究利用太阳能加热海水和太阳能发电。 此外，也利用风力发电机取得廉价电能。 ❖ 离子交换膜可称为电渗析器的心脏。研制各种性能的 离子交换膜就可以扩展电渗析的应用领域。
❖ 如果膜外溶液浓度很大，则扩散双电层的厚度 会变薄，一部分带负电荷的离子靠近阳膜的机 会增大，并导致非选择性透过阳离子交换膜； 对阴离子交换膜的情况恰好相反。 由此可得电渗析的规律：
18
24
4. 水的渗透 ❖ 水由淡化室透过膜向浓缩室中迁移。随着浓水
与淡水浓度差的增加，水的渗透量增大。 5. 水的电渗透 ❖ 离子在水中与水分子结合成为水合离子。 ❖ 由于离子的水合作用，在反离子迁移和同名离
子迁移过程中都携带一定数量的水分子同时迁 移。 ❖ 反离子迁移的同时从淡化室带出水，同名离子 迁移则相反。相比之下，反离子迁移从淡化室 带出的水量大于同名离子带出水量。
C 。在浓室中阴膜与水界面上的浓水含盐量为C1’， C1’﹥ C1。在膜的两侧出 现两个厚度为δ的扩散层。随着电流的增加，淡室中C和C’不断下降。
❖ 当C’＝0时，阴膜与水界面上的阴离子全部参加了电迁移，这时的电渗析过程处 于临界状态。如果继续增加电压，使操作电流超过极限电流时，迫使界面处的水 分子解离成H+和0H—参加电荷的传递，即产生了“极化”。
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3.电渗析技术的发展特点
采用电渗析法进行海水深度除盐，制取含盐量约为 500mg/L的初级纯水。电渗析法和离子交换法联合应用， 制取高纯度水。 ❖ 电渗析谈化水站向自动化、电子计算机控制的无人操 作方向发展。 ❖ 为了降低海水淡化的能量消耗，研究高温电渗析和 中温电渗析。研究利用太阳能加热海水和太阳能发电。 此外，也利用风力发电机取得廉价电能。 ❖ 离子交换膜可称为电渗析器的心脏。研制各种性能的 离子交换膜就可以扩展电渗析的应用领域。
电动力学修复污染土壤的改进技术ppt课件
编辑版pppt
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参考文献
[1]陈学军,申哲民,句柄新,等.模拟镉污染土壤的电动力学修复研究[J].环境化 学,2005,24(6):666-668. [2]徐卫星.发起成立环境修复产业联盟[N]中国环境报,2012,4(1). [3]徐泉,黄星发,程炯佳,等.电动力学及其联用技术降解污染土壤中持久性有机 污染物的研究进展[J].环境科学,2006,27(11):2363-2368. [4]张锡辉,王慧,罗启仕.电动力学技术在受污染地下水和土壤修复中新进展[J]. 水科学进展,2001,12(2):249-255. [5]朱书法,杜锦屏,索美玉,等.碱液循环可以强化电动力学修复氟污染土壤[J].生 态环境学报,2009,18(5):1767-1771.
降低电流。 ③浓差极化：是由于电动力学
修复过程中H+向阴极迁移速率和
惰性白色膜的影响。 ②弄清楚受污染土壤的缓
OH-向阳极迁移速率总小于离子 在电极上放电的速率，从而引起 电极表面的离子浓度小于周围溶
冲能力，并通过改换冲洗 液以控制土壤的 pH值在一定
液中的离子浓度，酸碱没有及时
的范围内。
被中和将会导致电流下降。
编辑版pppt
5
（2）电渗析
电渗析作用是由于土壤孔隙表面
带有负电荷，可以与空隙水的离子形
成双电层，从而引起空隙水溶液沿电 场从阴极向阳极流动的现象。
空隙水的电渗析流速u与空隙水的 介电常数ε、土壤表面的平均zeta可用以下方程表示：
由于zeta电位受到pH的影响，当土 壤的表面电荷零电位点（point of zero charge, PZC）位于pH时， 表面电荷为负值，电渗析方向为由 正极流向负极；而当PZC大于pH时， 表面电荷变为正值，电渗析方向相
电渗析分离技术PPT课件
膜的导电性与下列因素有关 1 膜内固定基团的浓度和含水率, 随之增高 2 反离子的影响, 反离子淌度大,则导电能力大 3 膜外浓度, 随之增高 4 温度, 随之增高 膜电位和膜 的选择透过度
17
影响离子交换膜选择透过度的因素 膜的固定基团浓度和孔径, 浓度大孔径小, 透过度好; 适当 的交联度有利透过度的提高; 外界溶液浓度大,不利与透过度
Tji随电流密度的升高而下降, 到达某电流密度时保持 稳定; 随脱盐液流速增大而升高; 随脱盐总浓度的增大 而升高; 与脱盐液离子的组成无关; 符合下式
膜的交换基团相同, 交联度大孔径小的膜, 以及离子在膜内 的淌度对反离子的选择透过性起主导作用; 反之, 膜内的反 离子浓度起主导作用
16
16.2.3 离子交换膜的电化学性能
10
Donnan平衡理论 膜在电解质中离解产生离子与溶液中的离子进行交换平衡
膜中离子平衡
当CR >>C,
CN为Cl-, Cg为Na+, CR为X-
11
• 影响膜选择性的因素: 膜 的固定离子浓度越高, 膜的选择性越好; 溶液的离子浓度大, 膜的选择 性差
• 离子水合和迁移数
• 离子在水溶液中存在水合离子,离子运动时, 水合层也随 着运动. 基本水合层随离子运动,与外部因素无关, 二级 水合层不固定, 但定向排布. 基本水合层的水分子数为 水合数,离子价数越高, 水合程度大. 水合程度大, 在水溶 液中运动阻力大, 易引起水的电渗析和逃水现象.
23
影响极限电流密度的因素
电解质溶液的浓度 二者呈正比 电解质溶液的组分 溶液温度, 提高温度,极限电流增大 流体力学条件: 扩散层厚度呈反比 离子交换膜: 离子在膜内与溶液内迁 移数之差与极限电流呈反比
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影响离子交换膜选择透过度的因素 膜的固定基团浓度和孔径, 浓度大孔径小, 透过度好; 适当 的交联度有利透过度的提高; 外界溶液浓度大,不利与透过度
Tji随电流密度的升高而下降, 到达某电流密度时保持 稳定; 随脱盐液流速增大而升高; 随脱盐总浓度的增大 而升高; 与脱盐液离子的组成无关; 符合下式
膜的交换基团相同, 交联度大孔径小的膜, 以及离子在膜内 的淌度对反离子的选择透过性起主导作用; 反之, 膜内的反 离子浓度起主导作用
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16.2.3 离子交换膜的电化学性能
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Donnan平衡理论 膜在电解质中离解产生离子与溶液中的离子进行交换平衡
膜中离子平衡
当CR >>C,
CN为Cl-, Cg为Na+, CR为X-
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• 影响膜选择性的因素: 膜 的固定离子浓度越高, 膜的选择性越好; 溶液的离子浓度大, 膜的选择 性差
• 离子水合和迁移数
• 离子在水溶液中存在水合离子,离子运动时, 水合层也随 着运动. 基本水合层随离子运动,与外部因素无关, 二级 水合层不固定, 但定向排布. 基本水合层的水分子数为 水合数,离子价数越高, 水合程度大. 水合程度大, 在水溶 液中运动阻力大, 易引起水的电渗析和逃水现象.
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影响极限电流密度的因素
电解质溶液的浓度 二者呈正比 电解质溶液的组分 溶液温度, 提高温度,极限电流增大 流体力学条件: 扩散层厚度呈反比 离子交换膜: 离子在膜内与溶液内迁 移数之差与极限电流呈反比
《渗析与电渗析》课件
优缺点比较
总结词
渗析与电渗析各有其优缺点。
详细描述
渗析的优点在于工艺简单、操作方便、能耗低，尤其适用于小规模处理。但其缺点在于处理效率较低，膜通量较 小，且对溶质的去除效果有限。电渗析的优点在于处理效率高、可实现离子的定向迁移和选择性去除，尤其适用 于大规模处理。但其缺点在于能耗较高，膜成本和维护成本也相对较高。
实验结果与讨论
实验结果
讨论
通过实验操作，观察到盐溶液在渗析 与电渗析作用下的分离效果，记录相 关数据。
探讨实验过程中可能存在的误差来源 ，分析实验结果在实际应用中的意义 ，提出改进措施。
结果分析
对实验数据进行处理和分析，得出渗 析与电渗析的分离效果与操作条件之 间的关系。
06
《渗析与电渗析》ppt课件
目录
• 引言 • 渗析原理 • 电渗析原理 • 渗析与电渗析比较 • 实验与实践 • 总结与展望
01
引言
课程简介
课程名称：《渗析与 电渗析》
课程性质：专业选修 课
适用对象：化学工程 、环境工程、生物工 程等相关专业的本科 生和研究生
课程目标
掌握渗析和电渗析的基本原理 、工艺流程和应用领域
总结词
渗析与电渗析在处理水方面的工作原理存在显著差异。
详细描述
渗析是一种自然发生的物理过程，通过扩散作用将溶质从膜的一侧传递到另一 侧。而电渗析则是在外加电场的作用下，利用离子的电迁移和离子交换膜的选 择透过性，实现离子的定向迁移和分离。
应用领域比较
总结词
渗析和电渗析的应用领域各有侧重。
详细描述
渗析主要应用于脱盐、软化水、废水处理等领域，特别是在低浓度溶液的处理上 有优势。而电渗析则在工业废水处理、海水淡化、食品加工等领域应用广泛，特 别是对高盐度、高硬度、重金属离子等污染物的去除效果显著。
最新水处理-膜技术ppt课件
如 微 滤 （ MF）、 超 滤 （ UF）、 纳 滤 （ NF） 与 反 渗 透 （RO）都是以压力差为推动力的膜分离过程。
2
2.1概述
▪ 二、膜的简介
▪ 特征：具有选择性分离功能的 薄膜材料，以及以其为核心的 装置、过程、工艺的集成与应 用
▪ 特点：
➢ 无相变、低能耗
➢ 高效率、污染小
➢ 工艺简单、操作方便
卷绕式 (Spiral Wound)膜 组件
垫套式膜组件
32
1. 膜组件的形式之一——圆管式
▪ 1）所谓圆管式膜 ▪ 是指在圆筒状支撑体的内侧或外侧刮制上一层半透膜而得到的圆管形
分离膜，再将一定数量的这种膜管以一定方式联成一体而组成，其外 形状极类似于列管式换热器。
2）管式膜的特点
优点：
▪ 流动状态好，流速易控制；
面设计成各式凹凸或波纹结构或在膜面配置筛网等物。 ▪ 3）板框式膜组件类型 ▪ 系紧螺栓式 ▪ 耐压容器式 ▪ DDS型 （由丹麦的DDS [De Danske Sukker fabrikker]公司首创，
在欧洲很流行。）
43
曲折流道示意图
板框式膜组件流道示意图
44
▪ 4.膜组件形式之四——螺旋卷式 ▪ 1）螺旋卷式(简称卷式) ▪ 膜组件的结构是由中间为多孔支撑材料，两边是膜的“双
反渗透淡化厂的能耗及产水成本
国家或地区
设备能力 m3/d
原水含盐量 mg/L
能耗 kwh/m3
产水成本
RMB/m3
沙特 56800 43700
7 4.88
中国 长海
1000
中国 长岛
1000
中国 沧化
18000
35000 34000 13000
第五节电渗析分离技术.完美版PPT
Donnan膜平衡
• （1）平衡时膜内反离子浓度大于溶液中反离子浓 度，同名离子浓度小于溶液中同名离子浓度。这 说明阳膜对阳离子、阴膜对阴离子有选择透过性。
• 含水量
[Na+] ·[Cl-] =[Na+] = 2
膜内与活性基团膜结合内的内在水，以每膜克干内膜的含水克数来表示溶（%液）。
[Cl-]2溶液
….
[2-34]
[Na+] = [Cl-] +[RSO ] 比较式[2-31]和式[2-33]，得：
能（斯1）特石-普墨郎克价离格子低渗廉透，膜流但内率易方磨程损。
• 其扩散速度随两室浓度差的增加而增加
水的渗透
• 扩散推动力为渗透压差 • 水由淡化室向浓缩室的渗透。
水的电渗透
• 反离子和同名离子都是水合离子 • 由于离子的水合作用，在反离子和同名离
子迁移时都带了一定量的水一同迁移 • 降低了浓缩的浓度
压差渗漏
• 由于膜两侧存在压差而引起的溶液渗漏 • 在实际操作中，应使膜两侧的压力趋向平
第二章第五节电渗析分离技术
二、电渗析基础理论
直流电源
1
2
3
4
5
+
-----
+ +
Cl-
Cl-
---+
+
+
+ +
Na+
Na+
Na+
+
+
Cl-
Cl-
Na+
阳膜 Na+
阴膜 Na+
阳膜
阴膜
Cl-
Cl-
阳极
浓缩室 淡化室
电渗析课件
电渗析过程原理及应用一、电渗析过程原理电渗析是指在直流电场作用下，溶液中的荷电离子选择性的定向迁移，透过离子交换膜并得以去除的一种膜分离技术。
电渗析过程的原理如图所示，在正负两电极之间交替地平行放置阳离子和阴离子交换膜，依次构成浓缩室和淡化室，当两膜形成的隔室中充入含离子的溶液并接上直流电源后，溶液中带正电荷的阳离子在电场力作用下向阴极方向迁移，穿过带负电荷的阳离子交换膜，而被带正电荷的阳离子交换膜所挡住，这种与膜所带电荷相反的离子透过膜的现象被称为反离子迁移。
同理，溶液中带负电荷阴离子在电场力作用下向阳极运动，透过带正电荷的阴离子交换膜，而被阻于阳离子交换膜。
其结果是使第2、4浓缩室的水中离子浓度增加；而与其相间的第3淡化室的浓在实际的电渗析系统中，电渗析器通常由100-200对阴、阳离子交换膜与特制的隔板等组装而成，具有相应数量的浓缩室和淡化室。
含盐溶液从淡化室计入，在直流电场的作用下，溶液中荷电离子分别定向迁移并透过相应离子交换膜，使淡化室溶液脱盐淡化并引出，而透过离子在浓缩室中增浓排出。
由此可知，采用电渗析过程脱除溶液中的离子基于两个基本条件：直流电场的作用，使溶液中正负离子分别向阴极和阳极做定向迁移；离子交换膜的选择透过性，使溶液中的荷电离子在膜上实现反离子迁移。
电渗析器, 就是利用多层隔室中的电渗析过程达到除盐的目的，电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。
电渗析器中，阴阳离子交换膜交替排列是最常见的一种形式，事实上，对一定的分离要求，电渗析器也可单独由阴离子或阳离子交换膜组成。
电渗析脱盐过程与离子交换膜的性能有关，具有高选择性渗透率、低电阻力、优良的化学和热稳定性以及一定的机械强度是离子交换膜的关键。
二、电渗析的基本理论1、Sollner双电层理论1949年Sollner提出解释离子交换膜的双电层理论，以阳离子交换膜为例，当离子交换膜浸入电解质溶液中，膜中的活性基团在溶剂水的作用下发生解离产生反离子，反离子进入水溶液，膜上活性基团在电离后带有电荷，以致在膜表面固定基团附近，电解质溶液中带相反电荷（可交换）的离子形成双电层。
UFNF电渗析
膜滤分类及基本特征方法推动力传递机透过物及大小截留物膜类型mf压力差00102mpa筛分水溶剂溶解物悬浮物颗粒物纤维和细超滤uf压力差0105mpa筛分水溶剂离子和小分子0000410m胶体大分子不溶解的有机nf压力差0525mpa筛分溶解扩散水和溶剂溶质二价盐糖和染料致密非对称膜或复合膜反渗透ro压力差110mpa溶剂的扩散水溶剂00004006m溶质盐ss大分子离子致密非对称膜或复合膜电渗析ed电位差离子交电离离子0000401m非解离和大分子物质离子交换膜渗析浓度差溶质扩00004015m溶剂分子量1000非对称膜离子交换膜2828还记得电解浮选和电解凝聚原理吗
系列：将多台电渗析器串联起来成为一脱盐整体称为一 系列 -20-
一对正、负电极之间的膜堆称为一级 具有同一水流方向的并联膜堆称为一段
-21-
组装形式：
可按级段组装成各种方式
增加级数可降低电渗析的总电压，增加段数可以增加脱盐流 程长度，提高脱盐率 一般每段内的膜对数为150-200对，每台电渗析器的总膜对 数不超过400-500对 附属设备 整流器、水质检测、水量计量、升压升泵、预处理装置、 进出水管路、酸洗设施等
能够在较小的压力下工作，有较大的通水量。
压力 大分子 供水 超滤膜 水 盐 超滤过程 压力（要大于渗透压力） 盐 大分子 供水 反渗透膜 水 反渗透
-2-
超 滤 与 反 渗 透 的 区 别 示 意
超滤的截留机理：主要是物质在膜表面及微孔内的吸附、在孔
内的停留（阻塞）、膜表面的机械截留（筛分）、架桥截留和
-19-
电渗析器组装
几个术语：
膜对：由1张阳膜、1张淡水隔板， 1张阴膜、1张浓水隔 板按一定顺序组成的电渗析器膜堆的最小脱盐单元 膜堆：若干模对的集合体
系列：将多台电渗析器串联起来成为一脱盐整体称为一 系列 -20-
一对正、负电极之间的膜堆称为一级 具有同一水流方向的并联膜堆称为一段
-21-
组装形式：
可按级段组装成各种方式
增加级数可降低电渗析的总电压，增加段数可以增加脱盐流 程长度，提高脱盐率 一般每段内的膜对数为150-200对，每台电渗析器的总膜对 数不超过400-500对 附属设备 整流器、水质检测、水量计量、升压升泵、预处理装置、 进出水管路、酸洗设施等
能够在较小的压力下工作，有较大的通水量。
压力 大分子 供水 超滤膜 水 盐 超滤过程 压力（要大于渗透压力） 盐 大分子 供水 反渗透膜 水 反渗透
-2-
超 滤 与 反 渗 透 的 区 别 示 意
超滤的截留机理：主要是物质在膜表面及微孔内的吸附、在孔
内的停留（阻塞）、膜表面的机械截留（筛分）、架桥截留和
-19-
电渗析器组装
几个术语：
膜对：由1张阳膜、1张淡水隔板， 1张阴膜、1张浓水隔 板按一定顺序组成的电渗析器膜堆的最小脱盐单元 膜堆：若干模对的集合体
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ppt课件
10
电渗析分离原理
料
液
阴极
阳极
阴离子交换膜
盐水
淡水 盐水
阳离子交换膜
ppt课件
11
原理图示：
咸水（Na+ Cl-)
阴
阳
Na+
Na+
Na+
＋
Na+ Cl-
Na+
ClCl-
Cl-
Cl-
阳极水 浓缩水
－
阴极水 阳极水
ppt课件
12
电渗析的流程
（1）电渗析器的构成： 膜堆、极区和夹紧装置
（2）电渗析器的组装方式
第三节 电渗析法海水淡化技术
.本节主要内容：
一、概述 二、电渗析过程原理 三、基本理论 四、电渗析过程中的传递现象 五、浓差极化现象 六、电渗析海水淡化的操作技术
ppt课件
1
一、概述 1. 发展概况
❖ 萌芽于20世纪初，直到1940年才出现了具有实用价 值的多隔室电渗析器。1950年w．Juda试制出具有 高选择透过性能的阴离子交换膜和阳离子交换膜，从 而奠定了电渗析技术的实用基础。
ppt课件
4
3.电渗析技术的发展特点
采用电渗析法进行海水深度除盐，制取含盐量约为 500mg/L的初级纯水。电渗析法和离子交换法联合应 用，制取高纯度水。 ❖ 电渗析谈化水站向自动化、电子计算机控制的无人操 作方向发展。 ❖ 为了降低海水淡化的能量消耗，研究高温电渗析和中 温电渗析。研究利用太阳能加热海水和太阳能发电。 此外，也利用风力发电机取得廉价电能。 ❖ 离子交换膜可称为电渗析器的心脏。研制各种性能的 离子交换膜就可以扩展电渗析的应用领域。
膜上活性基团在电离后带有电荷，以致在膜表面 附近，电解质溶液中带相反电荷（可交换）的离子形 成双电层，如下页图所示。
双电层的强弱与膜上荷电活性基团数量有关，膜-溶 液界面离子分布及其相应化学电位与距离有关。
ppt课件
16
膜与溶液介面离子分布 及相应化学位与距离的关系图示：
电
＋ ＋ ＋＋
＋－ ＋ －＋－
❖ 主要是咸水淡化，可将含盐量为6000mg／L的咸水淡 化成含盐量为500mg/L的饮用水和工业用水。
❖ 电渗析海水淡化站并不普遍，主要原因是海水的含盐 量过高，消耗的电能大。
❖ 1974年日本旭化成公司在山口县野岛建成一座电渗析 海水淡化站，淡水产量为120m3/d。
❖ 1977年美国高温电渗析开始在现场进行海水淡化试验， 淡水产量为379m 3/d。
位
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距离
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❖ 阳离子交换膜上固定基团能构成足够强烈的负 电场，使膜外溶液中带正电荷离子极易迁移靠 近膜并进入膜孔隙，而排斥带负电荷离子。
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❖ 我国电渗析水质除盐技术在工业生产上得到了 广泛的应用。
❖ 电渗析主要用在如化工、医药、电力、电子、 轻工、饮料、纺织、印染、锅炉、化学分析等。
❖ 工业生产中大多以自来水为原水。利用电渗析 可以直接制取除盐水。
❖ 在需要纯水的场合，电渗析可以作为离子交换 的预处理手段。无论采用哪种方式．电渗析除 盐均可取得降低制水成本、减轻污染的效果。
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电渗析适用范围
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二、电渗析过程原理
在物理化学中，将溶质透过膜的观象称 为“渗析”，将溶剂透过膜的现象称为“渗 透”。对电解质的水溶液来说，溶质是离子， 溶剂是水。在电场的作用下，溶液中的离子透 过膜进行的迁移可以称为“电渗析”。
电渗析是指在直流电场作用下，溶液中的 荷电离子选择性地定向迁移透过离子交换膜并 得以去除的一种膜分离技术（见下图）。
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膜法制碱原理图示：
❖ 三室式：
NaCl
盐 水 精 制
Cl2
H2
Cl
+
－
Na
阴
阳
NaOH
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三、基本理论
❖ （1）.Sollner双电层理论
以阳离子交换膜为例，当离子交换膜浸入电解质溶液 中，膜中的活性基团在溶剂水的作用下发生解离产生 反离子，并进入水溶液。
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发展前景
电渗析有如下五个方面的特点： (1) 耗电低，经济效益显著。实践证明将2000－5000mg/L的苦咸
水淡化成500mg/L的淡水最经济； (2) 系统应用灵活，操作维修方便。根据不同条件要求，可以灵活
地采用不同形式的系统设计，并联可增加产水量，串联可提高脱 盐率，循环或部分循环可缩短工艺流程。 在运行过程中，控制电压、电流、浓度、流量、压力与温度几个 主要参数，可保证稳定运行； (3)不污染环境； (4)使用寿命长。膜一般可用3—5年，电极可用7—8年，隔板可 用15年左右； (5)原水回收率高；海水、高浓度苦咸水原水回收率可达60％以 上。一般苦咸水回收率可达65％－80％。
❖ 1969年在北京化工厂内建立了我国最早的工业用水淡 化站。该站将地下水经电渗析和离子交换，制成化学 试剂用的高纯度水。100m3／d以上，供水至今。
❖ 可以认为1970年标志着我国电渗析技术进入了生产实 用的成熟阶段。
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❖ 1978年郑州铁路局商丘电渗析淡化站建成投产。由地 下苦咸水制取蒸汽机车锅炉用水。产水量为1200m3 ／d以上。1982年商丘西站建成电渗析淡化站，产水 量为2400m3／d。
❖ 1952年2月，美国首次将电渗析咸水淡化器的样 机公开展出。同年，美围、英国均研制出实用的离子 交换膜并于1954年正式用于淡化苦咸水制取饮用水 和工业用水的生产实践。
❖ 1959年苏联开始研究和推广应用电渗析技术。日本 引进电渗析技术后，首先并且主要用于海水浓缩制盐。
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2.主要用途
❖ 1981年国家海洋局第二海洋研究所等单位，在我国西 沙群的永兴岛上建立了我国规模最大的电渗析海水 谈化站，将海水淡化成饮用水。产水量为200m3／d。
❖ 我国电渗析器单台产淡水量可达50m3／d。制造电渗 析淡化器的工厂有20多个。
❖ 现有电渗析淡化器估计有5000多台。淡水产量在 1000m3／d以上的电渗淡化站有数十个。
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4. 我国发展概况
❖ 我国1957年开始研制离子交换膜。最早研制成功了牛 皮纸膜和羊皮纸膜。
❖ 1966年聚乙烯异相膜在上海化工厂投产。成为我国第 一代具有实用性的商品膜，并且使用至今。年总产量 已超过20万m2。
❖ 我国第1台小型实用化的电渗析谈化器是在1964年由 解放军海军医学科学研究所研制成功的。1