电渗析基本原理 - PowerPoint ______

• 能量消耗低 • 药剂耗量少．环境污染小。 • 对原水含盐量变化适应性强 • 操作简单，易于实现机械化、自动化。 • 设备紧凑耐用．预处理简单 • 水的利用率较高，再利用和后处理都较简单。 缺点：只能除去水中的盐分．不能除去水中
有机物，某些高价离子和有机物还会污染膜。 电渗析过程中易浓差极化而产生结垢
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电渗析原理及应用
内容提要
• 绪论 • 电渗析基本原理 • 电渗析过程 • 电渗析的特点 • 电渗析的应用
绪论
• 电渗析是膜分离技术的一种，它是在直 流电场作用下，以电位差为推动力，利 用离子交换膜的选择透过性，把电解质 从溶液中分离出来，从而实现溶液的谈 化、浓缩、精制纯化等目的，目前已成 为一种重要的膜法水处理方法，愈来愈 受到重视
• 同名离子迁移
与膜上固定基团所带电荷相同的离子穿过 膜的现象。即浓水中阳离子穿过阴膜，阴离 子穿过阳膜，进入淡化室的过程，就是同名 离子迁移。这是由于离子交换膜的选择透过 性不可能达到100％。当膜的选择性固定后， 随着浓室盐浓度增加，同名离子迁移率加大。
• 电解质浓差扩散
由于膜两侧溶液浓度不同，在浓度差作用 下，电解质由浓室向淡室扩散，扩散速度随 浓度差的增高而增大。
• 水的压渗
当浓室和淡室存在着压力差时，溶液由压力 大的一例向压力小的一侧渗漏，称为水的压 渗，因此操作时应保持两侧压力基本平衡。
• 水的电离
电渗析运行时，由于电流密度相液体流速 不匹配，电解质离子未能及时地补充到膜的 表面，而造成淡室水的电离生成H+和0H-离 子，它们可以穿过阳膜和阴膜。
电渗析的特点
电渗析原理图
阳极室 浓缩室 淡化室 浓缩室 阴极室
+
+
Cl-
+ Cl-
Cl-
+ Na＋ +
+ 阳极
阳膜
Cl-
Na＋
Na＋
Na＋
Cl-
Cl- Cl-
Na＋
Na＋
Na＋
阴膜 阳膜
阴膜
－ － － － －
－
阴极
电渗析过程
• 反离子迁移
由于离子交换膜具有选择透过性，因此 反离子迁移是电渗析运行时发生的主要过程， 也就是电渗析的除盐过程。
电渗析基本原理
电渗析器通直流电后，两个电极上发生电化学反应 阳极：2Cl- 一2e —→ Cl2↑ H2O —→ H+ + OH-
4OH- —4e —→ O2 + 2H2O
产生的氯气又有一部分溶于水中： Cl2 + H2O —→ HCl + HClO HClO —→ HCl + [O]
阴极： H2O —→ H+ + OHH+ + 2e ＝ 2H2↑
• 水的渗透
在电渗析过程中，由于淡室水浓度低，渗 透压会使淡室的水向浓室渗透。浓度差愈大， 水的渗透量也愈大，这一过程会使淡水产量 降低。
• 电渗失水
反离子和同名离子实际上都是以水合离子的 迁移，在迁移过程中携带一定数量的水分子， 这部分失水就是电渗失水。随着溶液浓度的 降低，水的电渗透量急骤增加。
电渗析的应用
• （1）海水的浓缩、淡化； • （2）加工厂废水、废液的脱盐，有价值物
的回收； • （3）有机物和无机盐类的分离； • （4）有机酸的精制、浓缩及回收； • （5）脱盐饮料水的制备； • （6）牛乳、乳清、糖蜜的脱盐； • （7）低盐酱油的制造； • （8）果汁类中柠檬酸、酒石酸的去除