离子交换树脂电渗析
离子交换膜与电渗析
第七章离子交换膜与电渗析电渗析的研究始于上世纪初的德国。
1952年美国Ionics公司制成了世界上第一台电渗析装置，用于苦咸水淡化。
至今苦咸水淡化仍是电渗析最主要的应用领域。
在锅炉进水的制备、电镀工业废水的处理、乳清脱盐和果汁脱酸等领域，电渗析都达到了工业规模。
另外，在上世纪50年代末，由日本开发的海水浓缩制食盐的应用，虽仅限于日本和科威特等国，但也是电渗析的一大市场。
目前，电渗析以其能量消耗低，装置设计与系统应用灵活，操作维修方便，工艺过程洁净、无污染，原水回收率高，装置使用寿命长等明显优势而被越来越广泛地用于食品、医药、化工、工业及城市废水处理等领域。
我国的电渗析技术的研究始于1958年。
1965年在成昆铁路上安装了第一台电渗析法苦咸水淡化装置。
1981年我国在西沙永兴岛建成日产200吨饮用水的电渗析海水淡化装置。
几十年来，在离子交换膜、隔板、电极等主要部件方面不断创新，电渗析装置不断向定型化、标准化方向发展。
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7-1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。
淡化室盐水中的氯化钠被不断除去，得到淡水，氯化钠在浓缩室中浓集。
图7-1 电渗析工作原理示意图电渗析过程除我们希望的反离子迁移外，还可能发生如图7-2所示的其它迁移过程：(1) 同名离子迁移同名离子指与膜的固定活性基所带电荷相同的离子。
根据唐南（Donnan）平衡理论，离子交换膜的选择透过性不可能达到100％，再加上膜外溶液浓度过高的影响，在阳膜中也会进入个别阴离子，阴膜中也会进入个别阳离子，从而发生同名离子迁移。
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。
什么是电去离子净水技术
什么是电去离子净水技术？
电去离子净水技术（EDI）是一种将电渗析和离子交换树脂相结合的除盐新工艺，我国也称电除盐或填充床电渗析。
电去离子净水技术就是在电
渗析器的淡水室中填装混合的
阴、阳离子交换树脂，将电渗析
和离子交换结合在一个装置中，
成为一个联合体，其工艺见图
3-4-2。
由于淡水室中，离子交换剂
的颗粒不断地发生交换作用与
再生作用，而构成了"离子通道"，
活跃的离子活动，使淡水室的电
导率大大增加，从而减弱了电渗
析的极化现象，提高了电渗析器的极限电流，达到了水质的高度净化。
此外，由于淡水室填装了离子交换剂，使淡水室中的水流速度要比普通电渗析中的大大增加，而且离子交换剂颗粒又起着滚动搅拌作用，促进了离子的扩散，改善了水力学状况，也导致淡水室电导率的增加。
EDI除盐工艺过程如下：①在外电场的作用下，水中电解质离子通过离子交换膜（阴、阳膜）进行选择性迁移的电渗析过程；②阴、阳离子交换树脂上的OH-和H+对水中电解质离子进行离子交换，从而
加速去除淡水室中的离子；③电渗析的极化过程所产生的H+、OH-
和离子交换树脂进行了电化学再生过程，这一过程既能保证高质量的纯水，又能达到离子交换剂的自行再生。
电渗析与混合床离子交换，两者错综地结合一起的电去离子过程，既利用离子交换的深度除盐克服了电渗析过程因发生浓差极化作用
而除盐不彻底，又利用电渗析的极化作用产生电离，产生的OH-和H+用来实现离子交换剂的自身再生，克服了离子交换树脂失效后通常需要化学再生剂来进行再生的缺点，从而，使EDI基本上能够去除水中的全部离子，为制备纯水、超纯水等创造条件。
双极膜电渗析技术的研究进展
双极膜电渗析技术的研究进展电渗析（ED），作为膜分别中进展较早的分别技术，是在电场作用下，以电势差为驱动力，利用离子交换膜对料液进行分别和提纯的一种高效、环保的分别过程。
1956年，V. J. Frilette发觉在电渗析膜面上形成的钙镁垢是由膜面上的水解离造成的，从而首次提出利用双极膜（BPM）促进膜中水解离现象的想法。
随着膜分别技术和膜材料的进展，消失了由阴阳离子交换层和中间界面催化层复合而成的双极膜材料。
其与传统电渗析结合构成的双极膜电渗析（BMED）技术在近年来得到了快速进展，成为了ED工业进展的新增长点。
BMED是由BPM、阴离子交换膜（AEM）、阳离子交换膜（CEM）等基本单元根据肯定的排列方式组合而成的。
在电场作用下，双极膜中的H2O快速解离为H+和OH-，将盐溶液转化为酸和碱。
近年来，BMED多用于清洁生产、资源回收利用、污染零排放中，同时作为新兴的绿色技术，BMED与其他化工技术正朝着集成化的方向进展。
本文从BMED的基本工作原理动身，回顾BMED技术的进展过程，并总结其近年来在酸碱生产、资源分别和污染掌握等方面的讨论和应用进展，最终依据目前双极膜应用中存在的问题探讨其讨论的重点和将来进展的方向。
01 双极膜电渗析1.1 BMED的工作原理BMED运行时，在电场作用下离子进行定向迁移，当双极膜中的离子都迁向主体溶液时，中间层的水会解离产生H+和OH-对电流进行负载。
然而双极膜中发生的水解离现象不同于通常的水解离，讨论者们对其解离的过程机理开展了大量的理论讨论，但限于过程的简单性，目前还没有达成统一的结论。
依据水在双极膜中间层解离过程的不同，主要提出3种解释水解离机制的物理模型，见图 1。
SWE模型认为，在电场作用下，双极膜中间层（阴阳离子尖锐结合区）会因离子迁移而消失薄的无离子区域，认为水解离发生于此。
H2O 的解离跟弱电解质在高压条件下的解离过程相同，H+和OH-的产生速率为H2O的解离速率，解离常数与电压成正相关；在SWE模型的基础上，为了解膜上荷电基团对水解离的影响，进一步提出化学反应模型（CHR），该模型认为由膜基质中的羧酸基、叔胺基和膜内的金属离子等影响水解离速率的现象可知，膜上固定基团通过质子化反应进行水解离产生H+和OH-，且解离更易发生在AEM侧；为解释双极膜中间层较大的能量消耗，提出中和层模型（NL），结果发觉，双极膜的AEM、CEM界面处存在中和层区域，水解离发生在电荷区和电荷与中和层区域的界面处。
电渗析
电渗析的极化现象对电渗析的运行有很大影响：
（1）极化时一部分电能消耗在水的电离上，使电流效率下降； （2）极化时，在浓水侧的阴膜界面上形成沉淀会堵塞水流通道。 （3）由于沉淀和结垢的影响，膜性能发生变化，机械强度下降， 膜电阻增大，缩短了膜的使用寿命。
为了避免极化和结垢，目前采用的措施包括： （1）控制工作电流密度在极限电流密度下运行；
反 渗 透
纯水制备流程示意图
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
超 滤 与 反 渗 透 的 区 别 示 意
渗透：是指稀溶液中的水分子自发地透过半透膜进入浓溶液的过 程。 渗透压：是指某溶液在自然渗透过程中，浓溶液液面不断升高， 稀溶液液面相应降低，直到两侧形成的水柱压力抵消了水分子的 迁移，溶液两侧的液面不再变化，渗透达到平衡点，此时的液柱 高差称为该溶液的渗透压。
电渗析器组装
–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 –级：电渗析器中一对电极之间所包含的膜堆称为一级，一台电渗析器的电极 对数就是这台电渗析器的级数
–段：电渗析器中淡水水流方向相同的膜堆称为一段
–台：用锁紧装置将电渗析器各部件锁紧成一整体称为一台电渗析器 –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
渗透压的计算：渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度而与半透膜本身 无关。计算公式如下（仅适用于稀溶液）： π＝CRT π— 渗透压（kg/cm2） C — 离子浓度差（摩尔/升） R — 气体常数（等于0.082升· 大气压/摩尔· °k） T — 绝对温度（°k）
离子交换树脂的原理及应用重点阅读
如何筛分混合的阴阳离子交换树脂离子交换树脂的工作原理及优缺点分析将离子性官能基结合在树脂有机高分子上的材料,称之为“离子交换树脂”. 树脂表面带有磺酸 sulfonic acid 者,称为阳离子交换树脂,而带有四级氨离子的,则为阴离子交换树脂.由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子,所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中.见下图离子交换树脂上的官能基虽可去除原水 Feed water 中的离子,但随着使用一段时间之后,因官能基的饱和而导致去离子效率的降低,引发水质劣化的缺点.此外,离子交换树脂本身也是有机物质,使用中会受到氧化分解、机械性破裂、担体流出而造成有机物质的溶出.此外,带有电荷的有机物质也会受到离子交换树脂的吸附,使离子交换树脂很容易受到有机物质的污染 Fouling.而有些微生物由於菌体表面带着负电,也会被阳离子交换树脂所吸附,树脂表面因而成为微生物的繁殖场地,造成纯水的污染.在此同时,微生物所产生的代谢产物也会成为有机物质的污染来源.这些都是使用离子交换树脂时,引发水质劣化而不可不注意的地方.通常失去离子去除能力饱和的离子交换树脂,虽然可以经由酸碱药剂的作用来再生,达到重复使用的目的,但若因为有机物质的吸附污染而造成效率不好时,树脂的去除性能就会降低.此外,依再生用化学药剂的品质不同也会有离子交换树脂本身被污染的风险.因此,超纯水系统所使用的离子交换树脂几乎是不能进行再生处理的.离子交换树脂的原理及应用是什么原理离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团.一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子.当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降.硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程.当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”.由于实际工作的需要,软化水设备的标准工作流程主要包括：工作有时叫做产水,下同、反洗、吸盐再生、慢冲洗置换、快冲洗五个过程.不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程.任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的其中,全自动软化水设备会增加盐水重注过程.反洗：工作一段时间后的设备,会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证.反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部拦截下来的污物冲走.这个过程一般需要5-15分钟左右.吸盐再生：即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入只要进水有一定的压力即可.在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响.慢冲洗置换：在用盐水流过树脂以后,用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换.这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右.快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水.一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟. 应用1水处理水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除.目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等.2食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上.例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆.离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理.3制药行业制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用.链霉素的开发成功即是突出的例子.近年还在中药提成等方面有所研究.4合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应.用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多.如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等.甲基叔丁基醚MTBE的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅.5环境保护离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上.目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用.如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等.6湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属.其他补充：离子交换技术有相当长的历史,某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂.但是,随着现代有机合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用.近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨.在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低虽然一次投入费用较大.以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的.离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中.离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志.膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究.离子交换树脂都是用有机合成方法制成.常用的原料为苯乙烯或丙烯酸酯,通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团通常为酸性或碱性基团而制成.离子交换树脂不溶于水和一般溶剂.大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状.树脂颗粒的尺寸一般在～范围内,大部分在～之间.它们有较高的机械强度坚牢性,化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命.离子交换树脂中含有一种或几种化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子如H+或Na+或阴离子如OH－或Cl－,同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子.即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来.离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途.应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种.离子交换树脂的处理方法新购树脂常残存较多有机溶剂,低分子聚合物及有机杂质,使用前必须尽量除去,否则将影响树脂的使用寿命.1．将树脂放在一大桶内,先用清水漂洗干净,滤干.2．用80%~90%工业乙醇浸泡24小时,洗去树脂内的乙醇溶性有机物然后抽干滤液供回收乙醇.3．用40~50℃的热水浸泡2小时,洗涤几次后,再浮选或筛选出粒度合适的树脂.目的是洗去树脂内的水溶性杂质和乙醇味.然后抽干.4．用4倍于树脂量的2摩尔/升盐酸1：5溶液浸泡处理2小时要经常翻动,目的是洗去酸溶性杂质.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干.5．用4倍于树脂量的2摩尔/升8%氢氧化钠溶液浸泡2小时需经常翻动,目的是洗去碱溶性杂物.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干,备用.6．如果是阴离子树脂,可转型为C1型或OH型,用盐酸按上法处理一次即可；如是阳离子树脂,可转为H型或Na型,用氢氧化钠按上法处理一次即可.再生,用过的树脂.如希望阳离子树脂为H型、Na型或NH4型,则可分别用盐酸、氢氧化钠或氢氧化铵处理；要使阴离子树脂为C1型、OH型,则可用盐酸或氢氧化钠分别处理.树脂宜保存于阴凉处,但不宜深冻,因深冻会破坏树脂的内部结构.短期存放可置于1摩尔/升盐酸或氢氧化钠溶液中.长期存放可加入适量防腐剂封存.遇到树脂长霉,可用1%甲醛浸泡1小时后,再漂洗干净,然后进行再行处理.详见离子交换树脂的还原方式如果您是再生用于软化的阳树脂,即通过置换的方法使水的硬度降低的,则用工业盐进行再生Nacl,使用量依照树脂量的多少和树脂品牌来计算,再生周期和频率依树脂再生效果和处理水量来定,浓度一般在10%.用盐的原因是盐中的NA离子可以把水中的钙和镁置换出来,此时的树脂只是一个置换的载体,再生后,置换出来的高浓度氯化钙和氯化镁被排出,树脂中的无数看不见的小孔被纳塞满可置换出水中的钙和镁,游离到水中,当置换达到饱和后,就不能进行吸附了,此时再重复再生的步骤已达到软化水质的目的.如果是混床,即MB中使用,内装阴阳两种树脂则需要用盐酸及液碱分别或同时进行再生,废水从中排管中流出,通过交换,盐酸中的H+离子和液碱中的OH-将水中的其他阴阳离子置换而产出更高要求纯度的水,一般都在35%的浓度,同样再生量根据树脂量和再生方法不同而略有差异.再一种就是分床,和混床差不多,只是将两个床的树脂分开,有的用来去除水中固定的金属离子,比如汞,铜等,有的在两塔中加一个脱气塔,吹出CO2以降低水中的溶解二氧化碳以提高水的纯度,我们叫KDA,阳离子用盐酸或硫酸,根据脱除金属离子的不同而选择,如果是阴离子一般都用碱.软化再生时一般用自动再生头时间型或流量型混床一般用PLC编程控制气动或电动阀门来进行再生,也有一些老的设备是手动再生的,方法都差不多,只是人操作每次的再生药剂量和效果差异较大.水处理乃高深学问,几句话也没法表述清楚,还是建议找正规的厂家来处理比较合适.各类离子交换树脂的再生方法再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐.1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗至PH值中性即可使用.2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍用NaCl量为117g/ l 树脂；氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物.为此,宜先通入1～2%的稀硫酸再生.3、氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + %NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150～200g NaCl ,及3～4g NaOH.OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生.4、一些脱色树脂特别是弱碱性树脂宜在微酸性下工作.此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次.干的离子交换树脂如何溶胀,谢谢离子交换树脂是亲水性高分子化合物,当将干的离子交换树脂侵入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀,使离子交换树脂含有水分.由于树脂具有这种性能,因而在其交换和再生过程中会发生胀缩现象,多次的胀缩就容易促使颗粒破裂.影响离子交换树脂溶胀的因素有：1交联度.高交联度树脂的溶胀能力较低.2活性基因.活性基因团易电离,即交换容量越高,树脂的溶胀性越大.3溶液浓度.溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压反而减小,树脂的溶胀就小,所以对于“失水”的树脂,应将其先侵泡在饱和食盐水中,使树脂缓慢膨胀,不至破碎,就是基于上述道理.一般讲,强酸性阳离子交换树脂由Na型变成H 型,强碱阴离子交换树脂由CL型变成OH型,其体积均增加约5%.。
离子交换树脂电渗析
离子交换树脂电渗析—示意图 离子交换树脂电渗析 示意图
填充混合离子交换树脂电渗析过程制高纯水
离子交换树脂电渗析
同时参与综合作用的过程可能是：
电渗析过程 离子通过离子交换树脂的迁移过程 离子交换树脂的交换过程 电化学再生作用
离子交换树脂电渗析
在离子交换树脂电渗析器中，上述几个过 程是同时发生的。前三个作用能提高水质，后 一个过程保证电渗析器能长期运行。这几个作 用显然是相互对立而又相辅相成的，也正因为 如此，它才兼备了电渗析法和离子交换法的一 些优点，而又不同于它们，成为制备高纯水的 一种独特的新工艺。
电渗析技术
电渗析器
电渗析技术—缺陷 电渗析技术 缺陷
A 能耗与脱盐量成正比（更适合含盐低的苦 咸水淡化） B 不能除去非电解质 C 原水中盐浓度过低，溶液电阻大，不经济 （电渗析—离子交换树脂联合使用）
离子交换树脂电渗析
对普通电渗析器来说，随着电渗析过程 的进行，淡室电阻越来越高，浓室电阻越来 越低。为了克服淡室电阻增大的弊病，可在 淡室隔板中填充混合阴、阳离子交换树脂。 交换树脂电渗析器。 这是一种将电渗析和离子交换优点巧妙 结合的脱盐方法。
离子交换法是以离子交换树脂过滤原水，离子交换树脂是 一种聚合物，带有相应的功能基团，能使水中的离子固定在树 脂上以完成离子交换。通常离子交换树脂利用氢离子交换阳离 子，而以氢氧根离子交换阴离子。 阳离子交换树脂： R − H + Na + → R − Na + H + R − OH + Cl − → R − Cl + OH − 阴离子交换树脂： 阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成：
电渗析技术—离子交换膜 电渗析技术 离子交换膜
选择透过性
EDI说明书
EDI装置用户手册一．EDI技术简介1.1 EDI的工作原理电去离子（Electrodeionization 简称EDI）是将电渗析膜分离技术与离子交换技术有机地结合起来的一种新的制备超纯水的技术，它利用电渗析过程中的极化现象对填充在淡水室中的离子交换树脂进行电化学再生。
EDI膜堆主要由交替排列的阳离子交换膜、浓水室、阴离子交换膜、淡水室和正、负电极组成。
在直流电场的作用下，淡水室中离子交换树脂中的阳离子和阴离子沿树脂和膜构成的通道分别向负极和正极方向迁移，阳离子透过阳离子交换膜，阴离子透过阴离子交换膜，分别进入浓水室形成浓水。
同时EDI进水中的阳离子和阴离子跟离子交换树脂中的氢离子和氢氧根离子交换，形成超纯水。
超极限电流使水电解产生的大量氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行连续的再生。
传统的离子交换，离子交换树脂饱和后需要化学间歇再生。
而EDI膜堆中的树脂通过水的电解连续再生，工作是连续的，不需要酸碱化学再生。
1.2 EDI的发展历史受成本、环境和质量因素的影响，超纯水的生产工艺在最近的几十年内经历了很多变化。
一个趋势特别明显，即减少对离子交换（IX）的依赖程度，其目的在于将化学药品使用减少到最低，并提高水的利用率。
反渗透（RO）技术能将水中95%-98%的离子去除，从而大大减少了酸碱的用量，但还不能完全不使用化学药品。
为了制备超纯水，通常采用反渗透＋混床工艺。
混床离子交换技术一直作为超纯水制备的标准工艺。
由于其需要周期性的再生，在再生过程中使用相应的化学药品（酸碱），已无法满足现代工业清洁生产和环保的需要。
于是将电渗析技术和离子交换技术有机结合形成的EDI技术成为水处理技术的一场革命。
1.3 EDI的应用领域EDI技术具有技术先进、操作简便、无污染，是清洁生产技术，在微电子工业、电力工业、医药工业、化工工业和实验室等领域得到日趋广泛的应用。
二．EDI膜堆性能参数型号EDI-500 EDI-1000 EDI-250产水流量(m3/h) 0.3-0.5 0.5-1.0 1.2-2.5 浓水流量(m3/h) 0.10-0.2 0.10-0.4 0.2-0.8 最高工作压力(MPa) 0.4 0.4 0.4 进出口压差( MPa) 0.1-0.25 0.1-0.25 0.1-0.25 浓水压力(MPa) 0.1-0.15 0.1-0.15 0.1-0.15 最高电流(A) 3.5 3.5 3.5最高电压(V) 100 150 300 回收率70-75%75-80 %90-95 %工作温度(℃)5-38 5-38 5-38 最高温升(℃) 2.0 2.0 2.02.1产水流量流量过低会增加滞流层，浓差极化程度大，影响离子的迁移，而且可能造成水温升高，膜堆部件受热变形。
电渗析技术的简介
电渗析技术的简介一、电渗析技术简介及其发展背景电渗析(eletrodialysis简称ED)技术是膜分离技术的一种，它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成除盐(淡化)和浓缩两个系统，在直流电场作用下，以电位差为动力，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，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
电渗析技术的研究始于德国，1903年,Morse和Pierce把2根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中，发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去;1924年,Pauli采用化工设计的原理，改进了Morse的实验装置，力图减轻极化，增加传质速率。
但直到1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜后，电渗析技术才进入了实用阶段，其中经历了三大革新：(1) 具有选择性离子交换膜的应用；(2) 设计出多隔室电渗析组件；(3) 采用频繁倒极操作模式。
现在离子交换膜各方面的性能及电渗析装置结构等不断革新和改进，电渗析技术进入了一个新的发展阶段，其应用前景也更加广阔。
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。
离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。
阳膜只允许通过阳离子，阻止阴离子通过，阴膜只允许通过阴离子，阻止阳离子通过。
在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移。
由于电渗析器是由多层隔室组成，故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去，从而使含盐水淡化。
在食品及医药工业，电渗析可用于从有机溶液中去除电解质离子，在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得都比较成功。
电渗析作为一种新兴的膜法分离技术，在天然水淡化，海水浓缩制盐，废水处理等方面起着重要的作用，已成为一种较为成熟的水处理方法。
二、几种电渗析技术1倒极电渗析(EDR)倒极电渗析就是根据ED原理,每隔一定时间(一般为15〜20 min),正负电极极性相互倒换，能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。
EDI技术介绍、设计参数及运行精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）EDI技术介绍、设计参数及运行•什么是EDI？电除盐法（Electrode ionization）又被称作填充床电渗析，简称EDI。
它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，集中了电渗析和离子交换法的优点，克服了两者的弊端。
EDI技术是离子交换和电渗析技术相结合的产物，因此EDI的除盐机理具有很强的离子交换和电渗析的工作特征。
•离子交换除盐过程：所谓离子交换就是水中的离子和离子交换树脂上的功能基团所进行的等电荷反应。
它利用阴、阳离子交换树脂上的活性基团对水中阴、阳离子的不同选择性吸附特性，在水与离子交换树脂接触的过程中，阴离子交换树脂中的氢氧根离子（OH－）同溶解在水中的阴离子（例如CI－等）交换，阳离子交换树脂中的氢离子（H＋）同溶解在水中的阳离子（例如Na＋等）交换。
从而使溶解在水中的阴、阳离子被去除，达到纯化的目的。
•电渗析脱盐过程：电渗析技术利用多组交替排列的阴、阳离子交换膜，这种膜具有很高的离子选择透过性，阳膜排斥水中阴离子而吸附阳离子，阴膜排斥水中的阳离子，而吸附阴离子。
在外直流电场的作用下，淡水室中的离子做定向迁移，阳离子穿过阳膜向负极方向运行，并被阴膜阻拦于浓水室中。
阴离子穿过阴膜而向正极方向运动，并被阳膜阻拦于浓水室中。
从而达到脱盐的目的。
•EDI的脱盐过程：EDI的核心实际上就是在电渗析的淡水室填装了阴、阳离子交换树脂，见示意图。
•EDI的脱盐过程：EDI的这种结构上的变化，使淡水室的脱盐过程发生了质的变化，EDI的这种结构特点确保了它在运行过程中能同时进行着三个主要过程：1、在直流电场作用下，水中电解质通过离子交换膜发生选择性迁移；2、阴阳离子交换树脂对水中电解质进行着离子交换，并构成“离子通道”；3、离子交换树脂界面水发生极化所产生的H＋和OH－对交换树脂进行着电化学再生。
EDI对离子的脱除顺序与离子交换树脂对离子的吸附顺序相同，如上图所示。
EDI(电去离子技术)相关知识详解
EDI（电去离子技术）相关知识详解1、EDI概念及原理EDI的英文全称是electrode ionization，翻译过来就是电除盐法，也称作电去离子技术，或填充床电渗析。
电去离子技术结合了离子交换和电渗析两项技术。
它是在电渗析的基础上研究发展起来的除盐技术，是继离子交换树脂等之后日益获得广泛应用并取得较好效果的水处理技术。
既利用了电渗析技术可连续除盐的优点，又利用了离子交换技术达到深度除盐的效果；既改善了电渗析过程处理低浓度溶液时电流效率下降的缺陷，增强离子传递，又使离子交换剂可得到再生，避免了再生剂的使用，减少了酸碱再生剂使用过程中所产生的二次污染，实现了去离子的连续操作。
EDI原理示意图EDI去离子的基本原理包括以下3个流程：（1）电渗析过程水中电解质在外加电场作用下，通过离子交换树脂，在水中进行选择性迁移，随浓水排出，从而去除水中的离子。
（2）离子交换过程通过离子交换树脂对水中的杂质离子进行交换，结合水中的杂质离子，从而达到有效去除水中离子的效果。
（3）电化学再生过程利用离子交换树脂界面水发生极化产生的H+和OH-对树脂进行电化学再生，实现树脂的自再生。
2、EDI的影响因素及控制手段？（1）进水电导率的影响在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加，EDI对弱电解质的去除率减小，出水的电导率也增加。
如果原水电导率低则离子的含量也低，而低浓度离子使得在淡水室中树脂和膜的表面上形成的电动势梯度也大，导致水的解离程度增强，极限电流增大，产生的H+和OH-的数量较多，使填充在淡水室的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。
因此，需对进水电导率进行控制，使EDI进水电导率小于40us/cm，可以保证出水电导率合格以及弱电解质的去除。
（2）工作电压、电流的影响工作电流增大，产水水质不断变好。
但如果在增至最高点后再增加电流，由于水电离产生的H+和OH-离子量过多，除用于再生树脂外，大量富余离子充当载流离子导电，同时由于大量载流离子移动过程中发生积累和堵塞，甚至发生反扩散，结果使产水水质下降。
EDI简述
EDI概述水处理技术的发展历程第一代二十世纪六七十年代原水预处理→阴/阳床→混床第二代二十世纪八九十年代原水预处理→反渗透→混床第三代二十世纪九十年代末原水预处理→反渗透→EDIEDI技术的出现是水处理工业的一次划时代的革命，标志着水处理工业全面跨入绿色产业的时代。
EDI电除盐工艺系统简介：EDI设备（即电去离子设备）是电渗析与离子交换树脂除盐有机结合形成的新型膜分离技术，是当今世界最先进的高纯水生产技术。
EDI工艺系统代替传统的DI混合树脂床来制造去离子水。
与DI混床最大的不同是，EDI的去离子过程可以连续进行，自动化程度高，且不需要酸碱再生。
EDI相比传统DI混床的优越之处：电渗析与离子交换技术的有机结合；保留了电渗析连续脱盐和离子交换深度脱盐的优点；离子交换树脂用量少，与普通离子交换树脂柱相比，节约树脂95%以上；离子交换树脂不需酸碱化学再生，节约大量酸碱和清洗用水，大大降低劳动强度；无废酸废碱液排放，是清洁生产技术，绿色环保产品；过程易实现自动控制，EDI与反渗透（RO）、超滤（UF）等水处理技术相结合，能形成完善的高纯水生产线；占地面积小，而且不需要像离子交换床那样，一套在用，一套再生的重复设置；产水水质高，电阻率可达15～18MΩ.cm。
EDI常用术语：阳极：一种带正电的电极，吸引阴离子，表层涂钛；阴极：一种带负电的电极，吸引阳离子，通常由不锈钢制作；浓水流：流经浓水室并收集离子的水流；成品（淡水）水流：流经纯化室或淡水室的水流。
这股水流就是去离子水；电导率：水传导电流能力的一个电学测量参数，其值随水中离子的浓度和水温的变化而变化。
单位是μS/cm，一般是指25℃；电阻率：描述水阻挡电流的能力的测量参数。
离子浓度降低，电阻率就增加；离子浓度增加，电阻率就降低。
这个参数与用EDI实现的去离子水平有关。
不含杂质的超纯水在25℃可以达到18.24 MΩ.cm；直流（DC）电流：电流不改变状态，在EDI系统中与移动的离子数量成比例，包括水裂解的离子；直流（DC）电压：电压不改变极性。
离子交换与电渗析设备概述
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四、树脂的再生
• 逆流的再生流动方式 • 并流的再生流动方式 • 混合的再生流动方式
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五、离子交换过程的设备与操作
• 操作方式
静态交换与动态交换
• 设备类型
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一般离子交换罐；反吸附离子交换罐；
混合床离子交换罐；
流动床离子交换设备；
固定床连续作业设备流程。
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Rm
A
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二、离子交换工艺过程的基本步骤
• 交换反应 • 再生 • 再生后的清洗
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三、典型的工艺流程
• 固定床：交换树脂固定
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单床；多床；二层床；复床；混合床。
• 流动床：交换树脂流动
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旋涡式；筛板式。
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• 应用 水的软化、纯化； 水溶液中分离去除金属与非金属离子； 抗生素提取；柠檬酸精制；氨基酸回收；
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• 离子交换过程
是固液两相间的传质与化学反应过程。 通常在离子交换剂表面进行的离子交换 反应很快，过程速率主要由离子在固液 两相间的传质过程决定。
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A(溶液)
RB(固相)
B
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• 电极反应 指在阳极和阴极分别进行的氧化和还原 反应。
在阳极上：
H2O === H++OH4OH- - 4e === O2 + 2H2O 2Cl- - 2e === Cl2 H+ + Cl- === HCl
离子交换膜 电渗析浓缩 海水 制造
离子交换膜电渗析浓缩海水制造哎呀，今天小智要给大家聊聊一个非常有趣的话题——离子交换膜电渗析浓缩海
水制造！这个过程可是让大海的水分变废为宝哦！让我们一起来看看这个神奇的过程吧！
我们要了解什么是离子交换膜。
简单来说，离子交换膜就是一种可以控制离子进出的薄膜。
在这个过程中，海水中的盐分会被去除，而淡水就会被浓缩起来。
这个过程就像是一个魔法师在变魔术一样，让人惊叹不已！
这个过程是如何实现的呢？其实，离子交换膜电渗析浓缩海水制造的过程可以分为三个步骤：第一步是让海水通过离子交换膜；第二步是让淡水通过离子交换膜；第三步是收集淡水。
第一步，海水通过离子交换膜。
这一步就像是大海在向我们展示它的美丽身姿一样。
当海水流过离子交换膜时，盐分会被吸附在膜上，而淡水则会穿过膜进入下一道工序。
第二步，淡水通过离子交换膜。
这一步就像是大海在向我们传递它的清凉信息一样。
当淡水流过离子交换膜时，盐分仍然会被吸附在膜上，而淡水则会被浓缩起来。
第三步，收集淡水。
这一步就像是大海在向我们赠送它的礼物一样。
当淡水流过离子交换膜后，就可以收集到纯净的淡水了。
这样一来，大海的水分就被变废为宝了！
这个过程并不是一帆风顺的。
有时候，离子交换膜可能会出现堵塞的情况，导致海水无法顺利通过。
这时候，我们就需要对离子交换膜进行清洗和维护，让它重新恢复活力。
离子交换膜电渗析浓缩海水制造是一个非常神奇的过程。
它让我们看到了大自然的力量和智慧，也让我们意识到保护海洋资源的重要性。
希望大家都能珍惜大海的水资源，让我们共同守护这个美丽的地球家园！。
电渗析
利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。
在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。
利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法，它是20世纪50年代发展起来的一种新技术，最初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业，尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视，例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。
中文名：电渗析外文名：electroosmosis利用材质：半透膜的选择透过性对象：溶质粒子广泛用于：化工、轻工、冶金等特点：价格便宜等目录1 简介2 原理3 实际应用4 应用范围5 基本性能6 方法特点简介电渗析装置 (3张)电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合；在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳离子可以透过阳离子交换膜，阴离子可以透过阴离子交换膜)，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。
离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的[1] 。
电渗析与近年引进的另一种膜分离技术反渗透相比，它的价格便宜，但脱盐率低。
当前国产离子交换膜质量亦很稳定，运行管理也很方便。
电渗析原理电渗析使用的半渗透膜其实是一种离子交换膜。
这种离子交换膜按离子的电荷性质可分为阳离子交换膜(阳膜)和阴离子交换膜(阴膜)两种。
在电解质水溶液中，阳膜允许阳离子透过而排斥阻挡阴离子，阴膜允许阴离子透过而排斥阻挡阳离子，这就是离子交换膜的选择透过性。
在电渗析过程中，离子交换膜不像离子交换树脂那样与水溶液中的某种离子发生交换，而只是对不同电性的离子起到选择性透过作用，即离子交换膜不需再生。
电渗析工艺的电极和膜组成的隔室称为极室，其中发生的电化学反应与普通的电极反应相同。
阳极室内发生氧化反应，阳极水呈酸性，阳极本身容易被腐蚀。
电渗析技术简介
知识讲座第二讲电渗析技术简介电渗析是五十年代发展起来的膜法分离技术之一，它的应用范围巳从初期的海水和 苦咸水淡化扩大到电子、医药、化工、工业 综合利用等乃至环境保护领域中。
目前，我国巳有二十多个省市共1000多台电渗析设备投入运转。
为进一步普及电渗析技术，仍有必要对电渗折技术作概念性介绍。
一、电渗析的原理电渗析是利用具有选择透过性的离子交换膜在外加直流电场的作用下，使水中的离子作定向迁移，并有选择地通过带有不同电荷的离子交换膜，从而达到溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。
其原理如图所示。
图为一个4隔室型的电渗折原理示意 图，A 为阴离子交换膜（简称阴膜），C 为 阳离子交换膜（简称阳膜），阴膜与阳膜交替 排列，两端设置电极。
阴膜与阳膜之间的空间称为隔室。
包含电极的隔室称极室，通入极室的水流称为极水。
将含有NaCl 的溶液分别通入隔室1、3和 2、4中，并将极水分别通入阳极室a 和阴极室b 。
当接通电源后，水中的离子即开始作定向迁移，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。
由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻挡阴离子；阴离子交换膜只允许阴离子通过，阻挡阳离子。
因此，隔室1、3中的钠离子分别透过阳膜进入隔室2、4；氯离子透过阴膜进入隔室2、4。
而隔室2、4中的钠离子和氯离子则均被不同电性的离子交换膜所阻挡而不能迁出，于是形成1、3隔室中的离子数量减少，2、4隔室中的离子数量增加的交替排列的脱盐室和浓缩室。
在应用中，以紧面装置将众多的隔室压紧，使所有的淡水隔室和浓水隔室各自联通，即可进行工作。
二、电滲析器的构造电渗析器包括由离子交换膜、隔板、隔网组成的膜堆部分和电极、极框组成的电极部分。
各部分以紧固框架压紧，成为一个整体。
离子交换膜：电渗析设备中的离子交换膜在整个设备中是最关重要的部件，膜性能的优劣对设备的脱盐能力起着决定性的作用。
离子交换膜通常以聚乙烯等高分子材料为基膜，基膜的高分子链上，接有可以电离出阳离子或阴离子的活性基团，活性基团由固定基团和解离离子组成。
蒸馏法、离子交换法、电渗析法和反渗透法
纯化水与超纯水的制备原理一、天然水中通常含有五种杂质包括带电粒子,常见的阳离子有等；阴离子有F-、）的技术指标。
、蒸馏法，按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器，金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器B. 混床式（2-5级串联不等），混床去离子的效果好。
但再生不方便。
离子交换法可以获得十几MΩ的去离子水。
但有机物无法去掉，TOC和COD值往往比原水还高。
这是因为树脂不好，或是树脂的预处理不彻底，树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽，或树脂不稳定，不断地释放出分解产物。
这一切都将以TOC或COD指标的形式表现出来。
例如，当自来水的COD值为2mg/L时，经过去离子处理得到的去离子水的COD值常在5-10mg/L之间。
当然，在使用好树脂时会得到好结果，否则就无法制备超纯水了。
结垢是影响锅炉寿命的主要因素，因此锅炉对水质的要求比较高。
低压和中压锅炉对水质要求稍低而高压锅炉对水质要求非常高。
凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解氧、可溶性二氧化硅、铁以及余氯等都应大部分或全部除去。
在锅炉水处理中，锅炉补充水的离子交换水处理是最基本和最重要的水处理方法，但离子交换树脂失效后必须加碱或加酸进行还原，要产生大量的酸碱废水，直接外排不但污染环境，而且费用高昂。
3、电渗析法，产生于1950年[4]，由于其能耗低，常作为离子交换法的前处理步骤。
它在外加直流电场作用下，利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水纯化，另一部分水浓缩。
这就是电渗析的原理。
电渗析是常用的脱盐技术之一。
产出水的纯度能满足一写工业用水的需要。
例如,用电阻率为1.6KΩ·cm(25°C)的原水可以获得1.03MΩ·cm(25°C)的产出水。
换言之，原水的总硬度为77mg/L时产出水的总硬度则为∽10mg/L.4、反渗透法[5]，目前它是一种应用最广的脱盐技术。
edi和电渗析
edi和电渗析
EDI和电渗析是水处理领域中常用的两种技术。
EDI（电化学去离子）是一种基于电化学过程的离子去除技术，它通过一系列离子选择性膜和离子交换树脂，将水中的离子分离出来，从而实现去离子的目的。
EDI技术具有无需再生化学品、操作简单、设备体积小等优点，广泛应用于工业用水、制药、电子等领域。
电渗析是一种利用电场效应将离子从溶液中分离出来的技术，其原理是通过在两个带有离子选择性膜的电极之间施加电场，使得靠近膜表面的离子受到电场力的作用向相反方向移动，从而实现离子的分离。
电渗析技术具有操作简单、无需再生化学品、节能环保等优点，被广泛应用于海水淡化、污水处理等领域。
EDI和电渗析技术的应用范围类似，但其原理和设备结构有所不同。
在实际应用中需要根据水质、处理量等因素选择不同的技术，以达到最佳的去离子效果和经济效益。
- 1 -。
电渗析极水
电渗析极水
发现在电渗析运行过程中，在膜堆的浓、淡水室以及膜中，导电是离子型的，也就是说，电流的传递就是带电离子的相对运动，而在电极上，导电从离子型变为电子型，存在于溶液中的离子就可能失掉或得到电子，产生氧化-还原反应，即电极反应。
由于新鲜水中Cl-含量高达150〜200mg/L;而Cl-在阳极室内会发生如下电极反应: 2Cl--2e→Cl2
由于离子交换膜一种片状的离子交换树脂，是含有活性交换基酬高分子聚电解质，而离氯对离子交换膜产生氧化腐蚀作用，使其发生高分子链断裂、结构受到破坏，加速膜的老化和性能下降。
随着老化现象日渐严車:，膜的使用寿命不断缩短，以致完全失去使用价值。
除垢剂能减少水垢，保护设备。
极水中由于电极反应含有游离氯，进人浓水罐后，进而进入整个浓水系统，而电渗析器是按时倒极的，这样就造成电渗析器内所有的阴、阳膜都被氯气氧化所致。
除垢剂能减少水垢，保护设备。
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离子交换树脂电渗析—示意图 离子交换树脂电渗析 示意图
填充混合离子交换树脂电渗析过程制高纯水
离子交换树脂电渗析
同时参与综合作用的过程可能是：
电渗析过程 离子通过离子交换树脂的迁移过程 离子交换树脂的交换过程 电化学再生作用
离子交换树脂电渗析
在离子交换树脂电渗析器中，上述几个过 程是同时发生的。前三个作用能提高水质，后 一个过程保证电渗析器能长期运行。这几个作 用显然是相互对立而又相辅相成的，也正因为 如此，它才兼备了电渗析法和离子交换法的一 些优点，而又不同于它们，成为制备高纯水的 一种独特的新工艺。
电渗析技术
电渗析器
电渗析技术—缺陷 电渗析技术 缺陷
A 能耗与脱盐量成正比（更适合含盐低的苦 咸水淡化） B 不能除去非电解质 C 原水中盐浓度过低，溶液电阻大，不经济 （电渗析—离子交换树脂联合使用）
离子交换树脂电渗析
对普通电渗析器来说，随着电渗析过程 的进行，淡室电阻越来越高，浓室电阻越来 越低。为了克服淡室电阻增大的弊病，可在 淡室隔板中填充混合阴、阳离子交换树脂。 像这种在淡室隔板中充填离子交换树脂的电 渗析器，就简称为离子交换树脂电渗析器。 这是一种将电渗析和离子交换优点巧妙 结合的脱盐方法。
敬请老师和各位同学批评指正 谢谢
电渗析技术—离子交换膜 电渗析技术 离子交换膜
选择透过性
空隙作用
静电原理 电渗析技术 工作原理
在直流电场作用下： ●原水中阳离子向阴极迁移， 进入浓缩室，但浓缩室中的阳 离子受阻于阴膜而留下； ●原水中阴离子向阳极迁移， 淡化室中的阴离子透过阴膜进 入浓缩室，但浓缩室中的阴离 子受阻于阳膜而留下； 于是淡化室和浓缩室分别 得到淡化液和浓缩液。
RH + ROH + NaCl → RNa + RCl + H 2 O
由此可看出，水中的NaCl 已分别被树脂上的 H+和 OH 所 取代，而反应生成物只有 H2O，故达到了去除水中盐的作用。
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离子交换法—树脂再生 离子交换法 树脂再生
阳树脂再生： 通盐酸：在环境温度下，将4%的树脂床体积4倍的HCl通过 树脂床，通过时间约2小时。 阴树脂再生： 通氢氧化钠：在环境温度下，将浓度为4%的树脂体积4倍量 的NaOH通过树脂床，通过时间约为2小时。
离子交换树脂电渗析
杨白露 11104006
主要内容
离子交换技术
电渗析技术 离子交换树脂电渗析
离子交换法—基本原理 离子交换法 基本原理
离子交换法是以离子交换树脂过滤原水，离子交换树脂是 一种聚合物，带有相应的功能基团，能使水中的离子固定在树 脂上以完成离子交换。通常离子交换树脂利用氢离子交换阳离 子，而以氢氧根离子交换阴离子。 阳离子交换树脂： R − H + Na + → R − Na + H + R − OH + Cl − → R − Cl + OH − 阴离子交换树脂： 阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成：