电渗析脱盐制备淡水
海水淡化电渗析
海水淡化电渗析海水淡化电渗析（Electrodialysis Desalination）引言：随着全球人口的持续增长和气候变化的加剧，淡水资源日益紧缺。
相较于淡水，海水资源丰富且广泛分布，然而海水中的高盐度使其无法直接作为饮用水或农业灌溉水源。
因此，海水淡化技术变得越来越关键。
本文将重点介绍一种常用的海水淡化技术——电渗析（Electrodialysis Desalination）。
第一部分：电渗析技术原理及过程电渗析是一种利用电解质溶液中的离子在电场中迁移的现象，实现溶液中离子分离和除盐的方法。
电渗析过程通过交替排列的正负离子交换膜和浓水腔、稀水腔，以及外加电场的作用，实现了海水中盐分的去除。
第二部分：电渗析技术的优点相较于其他海水淡化技术，电渗析具有以下几个优势：1. 较低的能耗：电渗析所需的能量主要用于外加电场，相比于蒸馏等其他技术，其能耗较低。
2. 资源利用：在淡化过程中，电渗析技术可以同时回收海水中的其他有价值的化学品和溶质，实现了资源的综合利用。
3. 操作灵活性：电渗析设备可以根据需要进行组合和扩展，以适应不同规模和需求的淡化项目。
4. 环境友好：与传统的热法淡化技术相比，电渗析过程不需要产生高温蒸汽，因此减少了对环境的不良影响。
第三部分：应用案例电渗析技术已经在世界各地有广泛的应用，并取得了可喜的效果。
以下是一些典型的应用案例：1. 小型海水淡化设备：电渗析技术可以被应用于小规模的海水淡化设备，用于满足农村地区的饮用水需求。
2. 偏远地区供水：一些偏远地区的供水问题可以通过电渗析技术得到解决，从而改善当地居民的生活条件。
3. 大型海水淡化工程：在一些岛屿国家和沙漠地区，电渗析技术被应用于大规模的海水淡化工程，为当地的工业用水和居民生活提供可持续的水资源。
第四部分：对海水淡化电渗析技术的观点和理解海水淡化电渗析技术作为一种可持续的解决方案，有助于应对全球淡水资源短缺的挑战。
其低能耗、资源回收和环境友好等优点使之成为海水淡化领域的重要技术之一。
电渗析水处置技巧用处说明
沈阳EDI超纯水电渗析技巧从五十年代确立以来，在工程技巧使用进程中快速崛起，在海水淡化苦淡水脱盐、海水稀释制盐、废水处置以及食品、医药、电子、电力等行业中所起的作用日积月累。
它以许多优秀的使用实例，证明了其在技巧上的先进性以及其他别离办法所不能替代的若干优越的特点。
如今正在开发和将着手开发的若干神功妙用，更是绚丽多彩。
我国是从1958年开端电渗析工程的探讨开发任务，属于世界上起步较早的国度之一。
它有如下四方面的用处：
1、从电解质溶液中别离出局部离子，使电解质溶液浓度降低。
如海水淡化、苦淡水淡化、制取工业用纯水或饮用纯洁水、放射性废水处置等。
2、把溶液中局部电解质、离子转移到另一溶液中去，并使其浓度增高。
如海水稀释制、化工产物的精制、工业残液中有用成分的回收等。
3、从无机溶液中去除电解质离子。
目前重要用于食品和医药工业。
在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中使用非常成功。
4、电解质溶液中，同电性但具有不同电荷的离子的别离和异性电荷离子的别离，只允许一价离子透过的离子交流膜稀释海水制盐，是前者工业化使用的实例。
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。
电渗析除盐工艺原理
精品整理
电渗析除盐工艺原理
右旋糖酐铁又称为葡聚糖铁，是低分子量右旋糖酐的重要衍生物之一，为重均分子量(Mw)5000～7500的右旋糖酐与氢氧化铁的络合物，含铁量为40%～45%。
一般情况下右旋糖酐铁原液在合成过程中会副产15%～18%左右的氯化钠，需要除去使之含量降到2%以下才能作为制剂使用。
为了生产安全和节能降耗，寻找一种非乙醇除盐的工艺已成为必然。
国内外已经在某些领域(如海水、苦咸水的淡化等)应用了电渗析法除盐，但应用于此类产品的除盐处理还未见有报道。
本文主要研究了利用电渗析法代替乙醇沉淀法去除右旋糖酐铁原液中氯化钠的可行性，并对电渗析除盐设备的设计模型进行探讨。
电渗析除盐工艺原理
氯化钠在水溶液中是一种强电解质，呈离子状态，在直流电场下，钠离子向负极迁移，氯离子向正极迁移。
右旋糖酐铁是一种大分子胶体络合物，比较稳定，胶粒粒径也较大，所以可利用离子交换膜的特性在直流电场中分离钠离子和氯离子，使产品中的氯化钠含量降低到指标要求。
电渗析设备的工作原理及其基本概况
电渗析设备的工作原理及其基本概况渗析法在海水和苦咸水淡化或初级除盐中，既能制取满足生产和生活用水要求，而且设备简单，运行管理方便，因此备受推广使用。
工作原理电渗析是利用离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性，以直流电场为推动力的膜分离方法，它是使溶质和溶液分离的一种物理化学过程。
工艺选择及原水预处理说明电渗析是脱盐工艺中的一个单元，可与其他脱盐技术配合，达到理想的目的。
集中电渗析脱盐工艺如下：1．原水→预处理→电渗析→脱盐水；这是制取工业用脱盐水或初级纯水的简单工艺。
2．原水→预处理→电渗析→消毒→脱盐水；由海水，苦咸水制取饮用水或从自来水制取食品，饮料用水可采取此工艺。
3．原水→预处理→电渗析→离子交换→脱盐水；此工艺用于制取纯水或高纯水。
电渗析首先将水中含盐量去除80%~90%，剩余的少量盐由离子交换树脂去除，这样可以大大减轻离子交换的负担，从而可以减少酸，碱的用量，利于环境保护。
此工艺应用最为广泛。
4．原水→预处理→软化→电渗析→脱盐水；此工艺适用于处理高硬度，高硫酸水，或地硬度苦咸水（可用浓水作软化再生剂）。
5．其他：还可以与反渗透，超滤相配合，制取医药，电子工业用水。
预处理方法视原水水质而定1．深井水一般水质透明，悬浮物较少，采用简单的过滤和精密过滤即可。
2．但地下水硬度高或含Fe 、Mn ，则需采用软化，除Fe 、Mn 措施。
3．自来水常含有微量的悬浮物质，有机物和游离氯，采用过滤和活性炭吸附过滤是必要的。
4．如采用地面水为水源，一般需采用混凝沉淀或微絮凝或加氯再过滤，活性炭和精密过滤等方法。
5．但不论采用何种水源水，在电渗析器前设置孔径为5-25μm 的精密过滤器作为保安过滤器是必要的它可以使电渗析免受各种杂志的影响，以保证其正常工作。
电渗析进水水质指标1．原水经过处理后应符合电渗析器进水水质指标，电渗析技术国家标准规定：水温5~40℃；耗氧量（KmnO4）＜3mg/L，游离氯＜0.1mg/L，铁＜0.3mg./L，锰＜0.1mg/L，浊度＜3mg/L，浊度≯3mg/1，色度<15度，污染指数<7。
电渗析法——精选推荐
电渗析法百科名片电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。
一般情况下水中离子都可以自由通过交换膜，除非人工合成的大分子离子。
电渗析与电解不同之处在于：电渗析的电压虽高，电流并不大，维持不了连续的氧化还原反应所需；电解却正好相反。
电渗析广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、海水淡化、环境保护等领域。
目录编辑本段电渗析法（electrodialysis【ED】）指的是在外加直流电场的作用下，利用阴离子交换膜和阳离子交换膜的选择透过性，使一部分离子透过离子交换膜而迁移到另一部分水中，从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩的过程。
编辑本段基本原理和特点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。
电渗析和离子交换相比，有以下异同点：（1）分离离子的工作介质虽均为离子交换树脂，但前者是呈片状的薄膜，后者则为圆球形的颗粒；（2）从作用机理来说，离子交换属于离子转移置换，离子交换树脂在过程中发生离子交换反应。
而电渗析属于离子截留置换，离子交换膜在过程中起离子选择透过和截阻作用。
所以更精确地说，应该把离子交换膜称为离子选择性透过膜；（3）电渗析的工作介质不需要再生，但消耗电能；而离子交换的工作介质必须再生，但不消耗电能。
电渗析法处理废水的特点是；不需要消耗化学药品，设备简单，操作方便。
编辑本段电潜桥膜利用电渗析原理进行脱盐或处理废水的装置，称为电渗析器。
(1)电渗析器的构造它由膜堆、极区和压紧装置三大部分构成。
1)膜堆：其结构单元包括阳膜、隔板、阴膜，一个结构单元也叫一个膜对。
电渗析法海水淡化原理
电渗析法海水淡化原理电渗析法是一种利用电化学原理进行海水淡化的技术。
它是一种膜过程，通过利用电解质溶液在电场作用下的离子迁移现象来实现海水中的盐分分离，从而将海水转化为淡水。
电渗析法的基本原理可以归结为两个关键过程：电解过程和渗析过程。
首先，从电解原理入手，电渗析法利用电解质溶液的电离现象来实现离子的迁移。
在电解质溶液中，溶解的盐类会分解成阳离子和阴离子。
当该电解质溶液被置于电场中时，正电压施加在阳极上，负电压施加在阴极上，导致阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。
这种离子的迁移速度与它们的电荷大小和溶液的电导率有关。
在电解质溶液被置于电场中的过程中，离子的迁移会引起溶液中的浓差。
具体来说，阳离子向阴极迁移时，由于迁移速度不同，它们在溶液中形成了浓度梯度。
同样，阴离子向阳极迁移时也会产生浓度梯度。
这就引发了第二个关键过程：渗析过程。
渗析过程是指溶液中的浓度梯度产生的迁移趋势。
在电渗析法中，渗析过程是通过选择适当的渗析膜来实现的。
渗析膜是具有选择性的半透膜，它允许特定离子通过，而阻止其他离子通过。
通过在阳极和阴极之间放置渗析膜，可以使阳离子和阴离子只能通过渗析膜。
由于阳离子和阴离子的选择性迁移，它们分别通过渗析膜到达相反的电极，从而实现了盐的分离。
总体而言，电渗析法的原理是通过利用电解质溶液在电场作用下的离子迁移现象来实现盐分的分离。
通过施加正负电压，使盐类中的阴阳离子分别向阴极和阳极迁移，在渗析膜的作用下实现盐类的分离，从而实现海水淡化。
电渗析法的优点包括操作简单、设备体积小、能耗低、适用于高浓盐水处理等。
与传统的压力驱动膜过程相比，电渗析法不需要应用压力来推动滤液通过膜，因此能够避免膜堵塞和压力损失等问题。
此外，电渗析法还可以灵活调节电场和渗析膜的组合，以适应不同水质和处理要求。
然而，电渗析法也存在一些限制和挑战。
首先，电渗析法具有较低的水通量，处理能力相对较低。
其次，渗析膜的选择和设计对电渗析法的效果有很大影响，需要充分考虑盐分组成和渗析膜的选择性。
电渗析法淡化海水原理
电渗析法淡化海水原理电渗析法是一种利用半透膜将溶液中的离子分离出来的技术，常被用于海水淡化过程。
海水淡化是指将海水中的盐分去除，使其成为可以饮用或用于灌溉的淡水。
电渗析法作为一种高效的海水淡化技术，其原理和过程十分重要。
电渗析法淡化海水的原理是利用半透膜的特性和电场的作用，将海水中的离子分离出来，从而实现海水淡化的目的。
在电渗析过程中，海水被置于两块半透膜之间，半透膜上施加电场，正负离子被迫向相反的方向迁移，从而在两侧形成淡水和浓水。
这种分离的过程可以高效地去除海水中的盐分，得到淡水。
电渗析法淡化海水的过程中，需要考虑到多种因素。
首先是半透膜的选择，半透膜的选择直接影响到电渗析法的效率和成本。
其次是电场的施加，电场的强度和方向对离子的迁移有着重要的影响，需要进行精确的控制。
此外，还需要考虑海水的处理和淡水的收集等问题，这些都是影响电渗析法淡化海水效果的重要因素。
电渗析法淡化海水具有许多优点。
首先，它可以高效地去除海水中的盐分，得到高纯度的淡水。
其次，相比传统的海水淡化技术，电渗析法具有更低的能耗和更小的设备占地面积，能够更好地适应现代社会对能源和空间的需求。
此外，电渗析法还可以与其他海水淡化技术相结合，形成更加高效的综合技术方案。
然而，电渗析法淡化海水也存在一些挑战。
首先是设备成本和维护成本较高，需要进行长期的投入和维护。
其次是对半透膜和电场的要求较高，需要进行精密的设计和控制。
此外，电渗析法淡化海水的过程中还会产生一定量的废水和废盐，需要进行合理的处理和回收。
总的来说，电渗析法淡化海水作为一种高效的海水淡化技术，具有重要的理论和实际意义。
通过深入研究电渗析法的原理和过程，可以进一步提高其效率和稳定性，推动其在海水淡化领域的应用和发展。
同时，也需要在实际应用中充分考虑其成本和环境影响，寻求更加可持续和综合的海水淡化解决方案。
脱盐水处理工艺流程
脱盐水处理工艺流程
《脱盐水处理工艺流程》
脱盐水处理是指将含盐量较高的水进行处理，以去除其中的盐分，使之变成适宜人类生活或工业用途的淡水。
脱盐水处理工艺流程是一个复杂的过程，需要经过多个步骤和技术手段。
首先，脱盐水处理的第一步是预处理。
这一步骤主要是对原水进行预处理，包括除垢、除铁、除沙、除藻等工序，以减少水中的悬浮物、有机物和微生物等。
预处理的主要目的是为了保护后续处理设备，提高后续处理的效果。
第二步是脱盐处理。
常见的脱盐处理技术包括蒸馏法、反渗透法、电渗析法等。
其中，反渗透法是一种较为常用的技术。
它通过高压将水透过半透膜，将盐分和其他杂质截留在膜外，从而得到淡水。
第三步是再处理。
再处理主要是对脱盐水进行二次处理以达到特定用途的要求。
例如，对于饮用水，还需要进行消毒处理以杀灭水中的细菌和病毒。
最后一步是储存和分配。
经过处理的脱盐水需要进行储存和分配，以满足各种用水需求。
总的来说，脱盐水处理工艺流程是一个复杂的过程，需要结合多种技术手段，经过多个步骤的处理，才能最终得到适宜生活
或工业用途的淡水。
该过程在保障水资源供应的同时，也对环境保护和可持续发展起到了积极的作用。
海水淡化电渗析法
海水淡化电渗析法
海水淡化电渗析法是一种将海水中的盐分去除，使其变为淡水的方法。
该方法利用了电渗析现象，通过电场作用将含盐水分离成含盐离子和
纯净水两部分。
具体操作过程如下：
1. 将海水放入一个叫做"膜池"的设备中。
2. 在膜池内设置两个极板，分别为阳极和阴极。
3. 在阳极和阴极之间放置一些特殊的膜片，这些膜片可以让纯净水通过，但是阻止盐分通过。
4. 通电后，阳极会吸引阴离子（如氯离子），阴极会吸引阳离子（如
钠离子），从而使含盐的海水在膜片上产生一个电场。
5. 盐分被迫向着与其带有相反电荷的电极移动，最终被拦截在膜片上。
而纯净水则可以穿过膜片，并流出设备。
6. 经过多次处理后，原本含盐浓度很高的海水就变成了淡水。
值得注意的是，该方法需要消耗大量能源和耗费昂贵的设备成本，因此目前仍然不是一种广泛使用的方法。
但是，随着技术的不断进步和环境问题的日益严重，海水淡化电渗析法有望成为一种重要的水资源补给方式。
解决海水淡化问题的措施
解决海水淡化问题的措施一、反渗透技术反渗透技术是一种广泛应用的脱盐技术，其原理是利用半透膜将海水与淡水隔开。
在压力作用下，淡水通过半透膜，而海水被截留。
反渗透技术具有高效、环保、操作简单的优点，是解决海水淡化问题的有效途径。
二、蒸馏技术蒸馏技术是一种传统的海水淡化方法，其原理是将海水加热至沸腾，然后冷凝成淡水。
蒸馏技术工艺成熟，适用于各种规模的海水淡化项目。
然而，蒸馏技术能耗较高，需要大量的能源支持。
三、电渗析技术电渗析技术是一种利用电场作用分离海水和淡水的脱盐技术。
在电场作用下，海水中的阳离子和阴离子分别向阴极和阳极移动，从而实现海水和淡水的分离。
电渗析技术具有能耗低、环保等优点，但处理量较小，适用于小规模的海水淡化项目。
四、热力学过程热力学过程是利用热能改变海水性质的脱盐技术。
通过加热海水，使其蒸发冷凝成淡水，实现海水的淡化。
热力学过程适用于大规模的海水淡化项目，但能耗较高，需要大量的热能支持。
五、核能淡化核能淡化是一种利用核能作为能源的海水淡化方法。
核能淡化具有能源充足、环保等优点，但需要解决核废料的处理和安全问题。
六、优化设计优化设计是通过改进设备结构和流程，提高海水淡化效率的方法。
例如，优化反渗透膜的性能可以提高脱盐率；优化蒸馏塔的结构可以降低能耗；优化电渗析设备的电极材料可以提高离子迁移效率等。
优化设计可以提高设备的效率和稳定性，降低运行成本。
七、废物利用废物利用是通过将废物转化为资源，提高海水淡化效率的方法。
例如，将电厂的余热用于蒸馏过程可以降低能源消耗；将电渗析设备排放的浓盐水用于盐化工生产可以减少对新鲜海水的需求等。
废物利用可以降低对自然资源的依赖，减少环境污染。
八、政策支持政策支持是通过制定相关政策和法规，推动海水淡化产业的发展。
例如，政府可以提供财政补贴、税收优惠等政策鼓励企业投资海水淡化项目；政府可以制定环保法规限制海水的直接排放等。
政策支持可以为海水淡化产业提供良好的发展环境，促进其快速发展。
电渗析
Vi——在离子交换膜微孔中，液体重心的运动速度，cm/s。 电渗析过程一般不发生化学反应，在稳态条件下，ΔЈ = 0
在离子交换膜中，各种离子满足电中性条件，即
ΣZiCi +ωC = 0
(14)
式中
zi ——离子 i 的代数价； Ci——离子 i 在膜内的浓度，mol/cm3； C ——膜中固定活性基团的浓度，mol/cm3；
Di F RT
d dx
(11)
4.Nemst-planck 离子渗透流率方程
对于离子通过离子交换膜的传质过程，可以近似认为是垂
直于膜面 x 方向上的传质。描述离子在流体对流、化学位梯度、
电位梯度影响下，离子在电渗析过程中一维的 Nemst-planck 方
程，即离子 x 方向上的传质速率为：
Ji = Ji (c)+ Ji (d) + Ji (e)
第一节、电渗析基本原理
一、电渗析的工作原理 电渗析是在直流电场作用下，溶液中的带电离子选择性地通过 离子交换膜的过程。主要用于溶液中电解质的分离。图 1 是电渗析 工作原理示意图。 流程说明：在淡化室中通入含盐水，接上电源，溶液中带正电荷的 阳离子，在电场的作用下，向阴极方向移动到阳膜，受到膜上带负 电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入右侧的浓缩室。带 负电荷的阴离子，向阳极方向移动到阴膜，受到膜上带正电荷的基 团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入左侧的浓缩室。淡化室盐水
三、电渗析过程的基本传质方程 电渗析的传质过程主要由对流传质、扩散传质和电迁移传质 等部分组成。离子在隔室主体溶液和扩散边界层之间的传递，主
2
要靠流体微团的对流传质。离子在膜两侧的扩散边界层中主要靠 扩散传质。离子通过离子交换膜是靠电迁移传质。其中扩散传质 是控制电渗析传质速率的主要因素。
电渗析技术脱盐的工艺方式
电渗析技术脱盐的工艺方式
电渗析是指在直流电场的作用下，离子选择性地透过离子交换膜，从而使电解质从溶液中分离出来的过程。
用电渗析技术脱盐制取淡水，应根据原水浓度、淡水产量和脱盐指标来选择运行方式，一般电渗析脱盐工艺分为连续式和循环式两种。
一、连续式
(1)一级一段(或多段)一次脱盐：一级一段是指原水经过膜堆内部的并联隔板之后，直接流出淡水。
而一级多段则是水流经过膜堆内部串联各段之后流出淡水。
因为从电渗析器流出的水，就是制得的淡水，故称为一次脱盐。
(2)多级多段一次脱盐：多级多段一次脱盐，指原水依次通过多台一级一段的电渗析器，同时进行串联脱盐。
也指设有共电极的一台电渗析器，进行多级多段串联。
关于串联级数，应根据原水浓度、淡水指标以及电渗析器的工作性能而定。
每级脱盐率为25—60%，串联级数一般为2—6级。
该形式的特点是：可以连续制水，不需要进行淡水循环即能达到要求的脱盐率，适用于大型制水部门，工矿企业采用较多。
二、循环式
(1)分批循环脱盐：是指浓水和淡水分别通过各自的循环槽进行循环，一直达到要求的淡水指标为止，然后再开始另一批处理。
(2)连续部分循环脱盐：它是一种以部分循环脱盐，同时连续生产淡水的新形式。
在这种系统中，淡水和浓水分别进行循环。
当达到淡
水的出水指标后，启开淡水排放阀门，便连续送出淡水，同时补充加入等量原水到循环水槽中去。
这种使淡水进行部分循环的方式，可以满足广泛的脱盐范围要求。
实验四 电渗析除盐实验(1)
实验电渗析除盐实验一、实验的目的和要求1、了解、熟悉电渗析设备的构造、组装及实验方法；2、掌握在不同进水浓度或流速下，电渗析极限电流密度的测定方法；3、求定电流效率及除盐率。
二、实验原理电渗析是一种膜分离技术，已广泛地用于工业放心液回收及水处理领域（例如除盐或浓缩等）。
电渗析膜由高分子合成材料制成，在外加直流电场的作用下，对溶液中的阴阳离子具有选择透过性，使溶液中的阴阳离子在由阴膜及阳膜交借排列的隔室产生迁移作用，从而使溶质与溶剂分离。
离子选择透过是膜的主要特性，可用道南平衡理论予以解释。
应用道南平衡理论于离子交换膜，可把离子交换膜与溶液的界面看成是半透膜，电渗析法用于处理含盐量不大的水时，膜的选择透过性较高。
一般认为电渗析法适用于含量在3500mg/L以下的苦咸水淡化。
在电渗析器中，一对阴阳膜和一对隔板交错排列，组成最基本的脱盐单元，称为膜对。
电极（包括共电极）之间由若干组膜对堆叠在一起，称为膜堆。
电渗析器由一至数组膜堆组成。
电渗析器的组装方法常用“级”和“段”来表示。
一对电极之间的膜堆称为一级，一次隔板流程称为一段。
一台电渗析器的组装方式可分为一级一段、多级一段、一级多段和多级多段。
一级一段是电渗析器的基本组装方式。
电渗析器运行中，通过电流的大小，与电渗析器的大小有关。
因此为便于比较，采用电流密度这一指标，而不采用电流的绝对值。
电流密度即单位除盐面积上所通过的电流，其单位为：mA/cm2.若逐渐增大电流强度（密度）i，则淡水隔室膜表面的离子浓度C′必将逐渐降低。
当i达到某一数值时C′→0，此时的I值称为极限电流。
如果再稍稍提高I值，则由于离子来不及扩散，而在膜界面处引起水分子的大量电离，成为H+和OH-。
它们分别透过阳膜和阴膜传递电流，导致淡水室中水分子的大量电离，这种膜界面现象称为极化现象，此时的电流密度称为极限电流密度，以i 1im 表示。
极限电流密度与流速、浓度之间的关系如式（4-1）所示。
高盐废水处理电渗析和反渗透耦合技术
高盐废水处理电渗析和反渗透耦合技术高盐废水具有成分复杂、污染物繁多的特点，若不经科学合理的处理技术直接排放，必将对人体的健康以及周围的环境造成难以挽回的巨大危害。
就目前而言，处理高盐废水的主要方法包括电化学、膜分离技术、蒸发法以及离子交换技术和生物法，当然也有不同技术的耦合方式如电渗析耦合反渗透（ED-RO）技术等，不同的处理方式有着各自的优劣之处。
其中，电渗析耦合反渗透（ED-RO）技术以其占地面积小、投资成本低以及能耗较低等优势，成为处理高盐废水的一种有效手段，其出色的处理能力和高效的处理效率，有效满足了化工企业实现绿色、清洁生产的需求。
在现有生化处理工艺的基础之上，某化工厂运用了以高效电渗析装置为核心的ED-RO工艺，以研究开发适用于化工行业高盐废水的资源回收利用新技术。
此举旨在为化工行业实现清洁生产提供一份参考。
1、实验部分实验所用原水为氯醇法环氧丙烷装置工艺出水，pH为6.5，含盐量约为51.2g/L，盐型为氯化钠，钙离子、镁离子、悬浮物含量分别为46.49、6.62、225.4mg/L。
本研究中的预处理系统，采用了美国POREX公司生产的MME3005601VP管式微滤膜装置，该装置具备24支膜元件，其总膜面积达到了3.36平方米，孔径为0.05微米；采用天津允开001×7型弱酸性阳离子交换树脂作为吸附材料，装置的尺寸为D300mm×1650mm，填充的树脂量为60升。
本研究中的电渗析装置采用两级配置，其中电极材料为钛涂钌，隔板厚度为1毫米，采用日本astom的单价离子膜，每级膜面积均为30平方米，同时，两级装置均设有在线pH仪，用于控制加酸计量泵的加酸量，以保证系统的正常pH范围。
本研究的反渗透装置采用了陶氏反渗透膜SW30HRLE-4040，其采用的是6芯一级串联排列的方式，同时采用了南方泵业的轻型立式多级离心泵CDLF1-36作为反渗透进水泵。
1.1 实验流程实验流程如图1所示。
电渗析法淡化海水原理
电渗析法淡化海水原理
电渗析法淡化海水是一种有效的海水淡化技术，它可以以较低的成本获得大量的淡水。
它是通过一种技术将海水从一块电解膜中渗入另一块电解膜的过程，从而将海水淡化成淡水。
电渗析法淡化海水的原理是在一块电解膜上施加电场，使质子穿过电解膜，并在另一块电解膜上形成氢离子。
由于氢离子有较小的晶格半径，因此氢离子可以穿过电解膜，而氯离子则不能。
因此，氯离子留在一块电解膜上，而氢离子则穿过电解膜到达另一块电解膜。
最后，由于质子的运动，氢离子和氯离子从一块电解膜穿过，形成淡水。
电渗析法淡化海水的优势在于它的成本低，可以以较低的成本获得大量的淡水。
另外，它的技术也比其他技术简单，而且操作简便，可以安全可靠地淡化海水。
电渗析法淡化海水正在被广泛应用于我国的社会经济建设中，如海洋开发、农业灌溉、化工产业以及工业用水等。
它可以为我国的社会经济发展提供支持，提供更多的淡水资源，促进我国经济的发展。
电渗析法淡化海水是一种高效的技术，它可以提供大量的淡水资源，为我国的社会经济发展提供支持。
通过加强对电渗析法淡化海水的研究，可以更好地利用海水资源，为我国的社会经济发展提供更多的支持。
一种正渗透与电渗析协同从污水中提取淡水的方法及系统[发明专利]
![一种正渗透与电渗析协同从污水中提取淡水的方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/22f9f46dec3a87c24128c4d8.png)
专利名称：一种正渗透与电渗析协同从污水中提取淡水的方法及系统
专利类型：发明专利
发明人：程丽华,倪福祥,毕学军,刘长青
申请号：CN201610030819.1
申请日：20160118
公开号：CN105417801A
公开日：
20160323
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种正渗透与电渗析协同从污水中提取淡水的方法及系统，该方法包括二级出水预处理、正渗透膜分离和汲取液再生三个阶段，二级出水预处理阶段将城市污水处理厂的二级出水利用微滤膜膜孔的机械隔滤作用去除悬浮物，正渗透膜分离阶段使得二级出水被浓缩，NaCl水溶液被稀释，汲取液再生阶段收集得到淡水并将被浓缩的NaCl水溶液实现再生回用；该系统包括二级出水预处理池、正渗透分离池和汲取液再生器。
本发明将正渗透分离技术与电渗析技术结合起来，一方面可以从被稀释的汲取液中回收淡水资源，另一方面可以实现汲取液的再生利用，保证了在正渗透分离过程中在汲取液一侧维持稳定且较高的汲取液浓度，保证较高的膜通量，降低了电渗析过程中结垢的可能性。
申请人：青岛理工大学
地址：266033 山东省青岛市市北区抚顺路11号
国籍：CN
代理机构：济南日新专利代理事务所
代理人：王书刚
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电渗析脱盐制备淡水
现代分离技术文献综述题目：电渗析脱盐制备淡水姓名：XXX学号：XXX日期：20XX-XX-XX前言自1954年首台电渗析样机在美国问世以来，电渗析在世界各地得到广泛的应用。
在1955年建立了中试厂并且运转成功随之在1957年有了工业规模的电渗析脱盐厂。
目前，电渗析的主要应用仍是处理咸水提供应用水。
在美国已广泛用于乳品工业的奶酪脱盐柑桔汁浓缩并正逐步用于工业废水处理；日本主要用于海水浓缩制取食盐，电渗析的实际应用潜力很大如经离子交换膜电解从己二酸制癸二酸丙烯睛制己二腊等都有引人注意的前景。
我国1958年开始电渗析的理论研究工作，到70年代开始了工业化生产，至今已具备相当规模,主要用于海水淡化和纯水制备，为电渗析的广泛应用创造了有利条件。
主题一、电渗析的基本原理及依据（1）电渗析概念渗析过程的速度较慢，如果在膜两边施加一个直流电塌就加快了离子的迁移速度。
这种离子在电塌作用下通过膜进行的迁移过程，称为电渗析。
根据所用膜种类的不同电渗又可分为如下两类：1、非选择性膜电渗析非选择性膜电渗析，原来是溶胶的一种提纯方法。
已经有几十年的历史。
利用天然半透膜(如膀胧膜)或人工半透膜(如火棉胶膜羊皮纸等) 能透过离子而不能透过颗粒较大的胶体粒子的性质在外加直流电塌的作用下作为杂质的离子就从溶胶中穿过半透膜进入到水中被水流带走，从而使溶胶得到了纯化。
2、选择性膜电渗析为了使含盐水得以脱盐淡化，将非选择性伞透膜改为离子选择性透过膜。
如图1所示靠近阴极的阳离子交换膜只允许通过阳离子而排斥阴离子靠近阳极的阴离子交换膜，只允许通过阴离子而排斥阳离子。
阴膜和阳膜将容器分成三个隔室。
靠阴极的一个隔室称为阴极室靠阳极的一个隔室称为阳极室，这样就构成了一个最简单的双膜三室电渗析淡化器。
图1 使用离子交换膜电渗析脱盐示意图接上道流电源后在道流电爆作用下中间隔室中的阳离子不断穿过阳膜迁移到阴极室，而阴离子不断穿过阴膜迁移到阳极室，但是阳极室中的阳离子在向阴极迁移的过程中不能穿过阴膜，阴极室中的阴离子在往阳极迁移的过程中也不能穿过阳膜。
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现代分离技术文献综述题目：电渗析脱盐制备淡水姓名：XXX学号：XXX日期：20XX-XX-XX前言自1954年首台电渗析样机在美国问世以来，电渗析在世界各地得到广泛的应用。
在1955年建立了中试厂并且运转成功随之在1957年有了工业规模的电渗析脱盐厂。
目前，电渗析的主要应用仍是处理咸水提供应用水。
在美国已广泛用于乳品工业的奶酪脱盐柑桔汁浓缩并正逐步用于工业废水处理；日本主要用于海水浓缩制取食盐，电渗析的实际应用潜力很大如经离子交换膜电解从己二酸制癸二酸丙烯睛制己二腊等都有引人注意的前景。
我国1958年开始电渗析的理论研究工作，到70年代开始了工业化生产，至今已具备相当规模,主要用于海水淡化和纯水制备，为电渗析的广泛应用创造了有利条件。
主题一、电渗析的基本原理及依据（1）电渗析概念渗析过程的速度较慢，如果在膜两边施加一个直流电塌就加快了离子的迁移速度。
这种离子在电塌作用下通过膜进行的迁移过程，称为电渗析。
根据所用膜种类的不同电渗又可分为如下两类：1、非选择性膜电渗析非选择性膜电渗析，原来是溶胶的一种提纯方法。
已经有几十年的历史。
利用天然半透膜(如膀胧膜)或人工半透膜(如火棉胶膜羊皮纸等) 能透过离子而不能透过颗粒较大的胶体粒子的性质在外加直流电塌的作用下作为杂质的离子就从溶胶中穿过半透膜进入到水中被水流带走，从而使溶胶得到了纯化。
2、选择性膜电渗析为了使含盐水得以脱盐淡化，将非选择性伞透膜改为离子选择性透过膜。
如图1所示靠近阴极的阳离子交换膜只允许通过阳离子而排斥阴离子靠近阳极的阴离子交换膜，只允许通过阴离子而排斥阳离子。
阴膜和阳膜将容器分成三个隔室。
靠阴极的一个隔室称为阴极室靠阳极的一个隔室称为阳极室，这样就构成了一个最简单的双膜三室电渗析淡化器。
图1 使用离子交换膜电渗析脱盐示意图接上道流电源后在道流电爆作用下中间隔室中的阳离子不断穿过阳膜迁移到阴极室，而阴离子不断穿过阴膜迁移到阳极室，但是阳极室中的阳离子在向阴极迁移的过程中不能穿过阴膜，阴极室中的阴离子在往阳极迁移的过程中也不能穿过阳膜。
结果使中间隔室的水中离子含量愈来愈少，最后可降低到所要求的含量标准成为淡水。
而在两端极室中，由于离子迁入，浓度逐渐升高，成为浓水。
（2）原理在直流电场作用下，溶液中的正离子移向负极、负离子移向正极。
如果用中性的多孔膜状材料将正、负极隔离并不能阻止正负离子的定向移动。
但用带电荷的多孔膜状材料隔离正负极，则带正电荷的多孔膜排斥溶液中的正离子，吸引负离子。
在电场作用下负离子能顺利通过带正电荷的多孔膜达到正极区。
同样正离子能通过带负电荷的多孔膜到达负极区。
浸入水中的阴、阳离子交换树脂各有部分阴、阳离子进入水中，使不溶于水的“固体骨架”分别带有正负电荷。
用阴、阳离子交换树脂做成的阴、阳离子交换膜浸入水中即成为带电荷的多孔膜。
在电场作用下能有选择的透过负、正离子。
电渗析正是利用了离子交换膜的选择透过性使部分溶液（淡化液）中的离子移到另一部分溶液( 浓缩液) 中，从而达到淡化或浓缩的目的。
如图2所示，依次用阳膜、阴膜、阳膜将正负极间溶液隔离或四个区域，即构或最简单的电渗析器。
图2 电渗析原理图1区、4区分别为正极区、负极区。
在直流电场的作用下，1区的正离子通过阳膜进入2区，并为前进方向的阴膜阻挡滞留在2区，同样3区的负离子进入并滞留在2区，2区中溶液的离子浓度不断增加，该区是浓缩区。
而3区中正、负离子在电场作用下分别进入相邻的4区、2区，该区离子浓度不断减小是淡化区。
实用电渗析器的阴、阳膜用聚乙烯等材质的隔板隔开，隔板具有使溶液能顺利流动的结构，通常称顺序排列的阳膜、浓缩室隔板、阴膜，淡化室隔板为一个膜对。
实用电渗析一般有几百个甚至上千个膜对组成。
按照电渗析的基本原理及近几十年的实践可看出它的应用范围：（1）溶液中离子的浓缩；（2）溶液中离子的排除；（3)贵重金属离子富集；（4)油脂脱盐等很多化工领域里面。
（3）依据电渗析法除盐以下面两个基本条件为基础：1.水中离子是带电的，在直流电踢中阴、阳离子会作定向迁移。
根据同性相斥、异性相吸的原则，阳离子移向阴极阻离子移向阳极。
2离子交换膜具有选择透过性，离子交换膜可以分为阳膜和阴膜两类。
阳膜只允许水中的阳离子透过而阻挡阴离子相反阴膜只允许水中阴离子透过而阻挡阳离子。
离子交换膜为什么具有选择透过性呢? 离子交换膜是一种由高分子材料制成的，具有离子交换基团的薄膜。
共所以具有选择透过性，主要是由于膜的孔隙度和膜上离子基团的作用。
膜上的孔隙度：在膜的高分子键之间有一定的足够大的孔隙，以容纳离子的进出和通过。
这一些孔隙，从膜正面看，是直径为几十埃到几百埃的微孔；从膜侧面看是一根根曲曲弯弯的通道。
由于通道是迁迥曲折的，所以其长度耍比膜的厚度大得多。
这就是离子通过膜的大门和走道，水中离子就在这一些迁迥曲折的通道中作电迁移运动，由膜的一侧进入另外一侧。
膜上离子基团的作用：在膜的高分子链上，连接着一些可以发生解离作用的活性基团。
凡是在高分子链上连接的是酸性活性基团(如一SO3H) 的膜,就称为阳膜；凡是在高分子链上连接的是碱性活性基团(如一N(CH)3OH)的膜，就称为阴膜。
在水溶液中，膜上的活性基团会发生解离作用，解离产生的解离离子或称反离子(如阳膜上解离出来的H十和阴膜解离出来的OH一) 就进入溶液，于是在膜上就留下了带有一定电荷的固定基团。
存在于膜微细孔隙中的带一定电荷的固定基团，就相当于在一条狭长的通道中所设立的一个个关卡或者警卫，用来鉴别和选择所通过的离子。
在阳膜上留下的是带负电荷的基团,构成了强烈的负电塌，在外加直流电塌的作用下，根据异性相吸的原理，溶液中带正电荷的阳离子就可被它吸引并传递通过微孔进入膜的另一侧，而带负电荷的阴离子则受到排斥；相反，,阴膜微孔中留下的是带正电荷的基团，构成了强烈的正电塌，,也是在外加直流电塌的作用下，溶液中带负电荷的阴离子可以被它吸引传递透过，而阳离子则受到排斥。
可知，离子交换膜发生的作用，并不是离子交换作用，而是起的离子选择透过作用，所以更确切些说，应称为“离子选择性透过膜”。
电渗析过程中，能量主耍消耗于克服电流通过时所受的阻力和电极反应两方面。
电极反应虽然不能产生淡水，但为使电流不断通过电渗析器，电极反应是必不可免的，为了降低这部分能量消耗所占的比率，,实际应用中都是采用装有成百对阴、阳离子交换膜的多层式电渗析器。
二、电渗析除盐过程如果我们将一张阳膜、一张阴膜与另一张阳膜、一张阴膜连续交替排列起来，在膜与膜之间放置具有一定水流通道的隔板，于是组成了若干个相互独立的隔室。
在各个隔室中通入耍除盐的原水，并在两端设置电极，接上直流屯源后，就开始了电渗析过程，见图3：图3 多层膜电渗析器脱盐示意图进入第1，3，5，7室的水中离子，在道流电塌作用下要作定向移动。
阳离子要向阴极移动,透过阳膜进入极水室以及2，4，6室；阴离子要向阳极移动，透过阴膜进入2，4，6，8室。
因此，从第1，3，5，7 室流出来的水中，阴、阳离子数都会减少，成为含盐量降低的淡水。
进入第2，4，6，8 室的水中离子，在直流电塌作用下也要做定向移动。
阳离子移向阴极，但受阴膜的阻挡而留在室内；阴离子耍向阳极移动，受阳膜阻挡也留在室内。
第2，4，6，8 室中的阴、阳离子均出不去，而第1，3，5,，7室中的阴、阳离子却耍穿过膜进入其中，所以从第2，4，6，8 室流出来的水中阴阳离子数都比原水中的多，成为浓水。
由此可见，电渗析器通电后，从其l，3，5…室流出淡水，从第2，4，6…室流出浓水，分别汇集起来，最后得到一股淡水和一股浓水。
对海水、苦咸水或地下水、地面水除盐制纯水来说，需要的是淡水；如果是海水、井卤水浓缩制盐或用于稀溶液回收有价值的物质，则需要的是浓水。
目的不同，当然操作条件也不同，淡化或浓缩的程度，也各不相同。
三，电渗析过程在电渗析进行的过程中，除了上面所讨论的主要过程外，同时还件随着一些与主耍过程相反的次耍过程发生，所以说电渗析是包含有多种变化的复杂过程。
这一些过程如图4所示：图4 电渗析过程示意图（一）反离子迁移从上面的讨论可知，阳离子交换膜上的固定基团带负电荷，而阴离子交换膜上的固定基团带正电荷。
与固定基团所带的电荷相反的离子穿过膜的现象，称为反离子迁移。
例如,淡水室中的阳离子穿过阳膜及阴离子穿过阴膜进入浓水室，就是反离子迁移。
电渗析器郎靠此过程进行水的脱盐。
(二) 同名离子迁移与膜上固定基团带相同电荷的离子穿过膜的现象，称为同名离子迁移。
例如浓水室中阴离子穿过阳膜(或阳离子穿过阴膜)进入淡水室的过程,就是同名离子迁移过程。
这是由于离子交换膜的选择透过性不可能达到，100%，也存在着少量与离子交换膜固定基团带相同电荷的离子穿过膜的现象。
这种迁移与反离子迁移相比，数量是很小的。
膜外溶液浓度愈高，膜的选择透过性愈差，这种同名离子迁移过程。
(三) 电解质的浓差扩散由于浓水室与淡水室的浓度差，产生电解质的扩散。
共方向是由浓室向淡室扩散。
扩散速度随浓度差的增高而增加。
这一过程虽然不消耗电量，但能使淡室的含盐量增高，影响淡水的脱盐度。
(四) 水的渗透由于电渗透过程的进行，浓水室的含盐量要比淡水室高，从另一角度讲，就相当于淡水室水的浓度高于浓水室水的浓度，于是产生了淡室中的水向浓室渗透。
浓差愈大，水的渗透量也愈大。
这一过程的发生，使淡水量降低。
六) 水的电渗透在直流电爆作用下，水通过隔膜的迁移，称为水的电渗透。
在上述(一)、(二) 两过程进行时，由于水中离子以水合离子形式存在，水的电渗透现象也很显著。
在一般情况下，耍传递1法拉第电量时，,电掺透水的数量约为2一10克分子。
随着水的电渗透发生，使淡水产量降低。
(七) 水的电离电渗析器运行时，由于操作条件控制不良，可能造成淡室的水电离：H20二H++ OH-在直流电爆作用下，电离产生的H十和OH一离子分别穿过阳膜和阴膜进入浓水室。
此过程的发生，将使电渗析器的耗电量增加。
从以上的分析可知，在电渗析器运行时，词时发生着多种复杂过程。
使上述诸过程中，除反离子迁移是电渗析的主要过程外，其余几个过程均是电渗析的次要过程，,但在这些过程的影响下，将使电渗析器的脱盐或浓缩效率降低，电耗增加。
因此，必须选择理想的离子交换膜和适宜的电渗析器操作条件，以便消除或改善，这些不良因素的影响。
四、影响电渗析的因素电介质的扩散和浓差极化是影响电渗析操作的主要因素。
1.扩散在电渗析过程中，由于浓度差引起电介质通过膜的扩散以及同时进行水的反方向渗透，都会降低过程的效率。
由于膜扩散现象较复杂，理论上正确描述还存在困难。
一般说，离子在膜中的扩散系数小于它在自由溶液的扩散系数。
其原因是由于膜内孔道曲折，离子通过的距离比膜的厚度大；此外，膜面积中主要由构成膜的基体所占据，而离子所能通过的是膜的骨架中充满水的孔隙，所以实际提供的扩散面积较小。