膜分离技术
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污染的处理
化学结垢的处理：一般使用柠檬酸或盐酸 处理，ｐＨ不宜低于２，流速不宜太快。
颗粒污染：增强湍流，加强预处理。 生物污染：控制体系中有机物含量，酸碱
交替清洗，使用杀菌剂。 胶体污染：０.１％氢氧化钠，１％ＥＤＴ
Ａ二钠，０.０２５％十二烷基硫酸钠，ｐ Ｈ１０清洗。
膜分离之电渗析
什么是电渗析
（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
根据电渗析的特点，相对反渗透等膜技术， 其具备比较大的处理量，成本较低，操作 方便，但是脱盐效率较低，主要用于液体 的初级脱盐，脱盐率在45-90%之间。
离子的浓差扩散：由于浓缩室和淡化室中的溶液 中存在着浓度差，总会有少量的离子由浓缩室向 淡化室扩散迁移，从而降低了渗析效率；
水的渗透：由于淡化室与浓缩室之ห้องสมุดไป่ตู้存在浓度差 和压力差，会使部分溶剂分子（水）向浓缩室渗 透；
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。
当两种液体性质十分接近或形成共沸物 时，蒸馏的方法就很难取得很好的分离效 果。
共沸物：是指两组分或多组分的液体混合 物，在恒定压力下沸腾时，其组分与沸点 均保持不变。此时沸腾产生的蒸汽与液体 本身有着相同的组成。
共沸蒸馏
在性质接近或会形成共沸物的混合体系 中加入第三种溶剂，使之形成多种不同沸 点的共沸物，然后在不同的沸点下进行蒸 馏，从而将不同的成分分开。这种添加的 试剂称为共沸剂。
单。
缺点：是脱盐率较低，并且容易产生浓差极化， 并进一步对电渗析过程产生极为不利的影响，主 要表现为：
1. 极化时淡化室附近的离子浓度比溶液的主体浓 度低得多，将引起很高的极化电位；
2. 浓差极化使水离解，产生的H+与OH-代替反离 子传递部分电流，使电流效率降低。引起溶液电 阻、膜电阻以及膜电位增加，使所需操作电压增 加，电耗增大。使水的脱盐率下降或产水量降低。 此外，浓差极化引起溶液pH值的变化，将使离子 膜受到腐蚀而影响其使用寿命。
酒精、苯和水所组成的三组分共沸物的沸 点为最低（64.84℃）。当温度在64.85℃时 ，酒精、苯和水三元混合物首先被蒸出； 温度升至68.25℃时，蒸出的是酒精与苯的 共沸物；随着温度继续上升，苯与水的二
元恒沸混合物和酒精与水的二元恒沸混合
电渗析也是膜分离技术的一种，但区别于 静压力差膜过滤，其分离的主要动力来自 于外加的电位差。
电渗析的工作原理
在盐的水溶液（如氯化钠溶液）中置入阴、 阳两个电极，并施加电场，则溶液中的阳离 子将移向阴极，阴离子则移向阳极，这一过 程称为电泳。如果在阴、阳两电极之间插入 一张离子交换膜（阳离子交换膜或阴离子交 换膜），则阳离子或阴离子会选择性地通过 膜，这一过程就称为电渗析。
电渗析技术的发展，主要在于新型膜的开 发，以及与其他技术的耦合，如与离子交 换树脂除盐技术相结合，降低电渗析的浓 差极化现象，与反渗透膜结合，提高脱盐 效果等。
电渗析的优缺点：
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
脱盐水 浓缩液
Cl2
NaOH
A K A KA KA K AK
Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
阳极水
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl
D C D C DC DC D
阴极水 咸水
电渗析中的电化学过程
电极反应
阳 H2O=H+ +OH- ;
2OH-
-2e=
1 2
O2
+H 2O
极
Cl-1
-e=
1 2
Cl2
;
H+ +Cl- =HCl
阴 极
HNa+ ++ +OOHH- =- =HN2OaO; H2H+ +2e=H2
可见，电渗析通常可以产生的产物包括： 阳极产物，阴极产物，淡水，盐卤。这涵 盖了电渗析技术的几种主要应用领域，主 要有：
咸水淡化；蔗糖等非电解质的提纯，以除 去其中的电解质；制盐；工业或食品中去 离子水制备；氯碱生产；废水处理等。
膜分离之渗透蒸发技术
蒸馏
什么是蒸馏？ 利用液体混合物中各组分挥发度的差别
，使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部 分冷凝，从而实现其所含组分的分离。
蒸馏技术是一门非常
古老的提取技术，和萃 取技术的发展密切相关 。
蒸馏要求混合液体各
组分的性质有较大差异 ，才能有效的将之分离 ，同时存在着操作温度 较高、时间较长、能耗 大，水溶性组分损失较 大的缺点。
例如，分离乙醇和水的二元物系，由于乙 醇和水可以形成共沸物，而且常压下的共 沸温度和乙醇的沸点温度极为相近，所以 采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混 合物，而无法得到无水乙醇。为此，在乙 醇－水系统中加入第三种物质，该物质被 称为共沸剂。共沸剂具有能和被分离系统 中的一种或几种物质形成共沸物的特性。
电渗析使用的膜 电渗析使用的分
离膜为离子交换膜。 离子交换膜分阴离 子交换膜和阳离子 交换膜，两种膜通 常需配套使用。
离子交换膜是一种膜状的离子交换树脂，它由基膜 和活性基团组成。按膜中活性基团的种类可分为阴 离子交换膜、阳离子交换膜及特殊离子交换膜。
电渗析脱盐过程：
电渗析技术是利用
多组交替排列的阴阳离 子交换膜进行脱盐的过 程。阳膜排斥水中阴离 子而允许阳离子滤过， 阴膜排斥水中阳离子而 允许阴离子滤过。在外 加直流电场的作用下， 阳离子穿过阳腊向负极 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，然后随浓 水排放掉。
化学结垢的处理：一般使用柠檬酸或盐酸 处理，ｐＨ不宜低于２，流速不宜太快。
颗粒污染：增强湍流，加强预处理。 生物污染：控制体系中有机物含量，酸碱
交替清洗，使用杀菌剂。 胶体污染：０.１％氢氧化钠，１％ＥＤＴ
Ａ二钠，０.０２５％十二烷基硫酸钠，ｐ Ｈ１０清洗。
膜分离之电渗析
什么是电渗析
（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
根据电渗析的特点，相对反渗透等膜技术， 其具备比较大的处理量，成本较低，操作 方便，但是脱盐效率较低，主要用于液体 的初级脱盐，脱盐率在45-90%之间。
离子的浓差扩散：由于浓缩室和淡化室中的溶液 中存在着浓度差，总会有少量的离子由浓缩室向 淡化室扩散迁移，从而降低了渗析效率；
水的渗透：由于淡化室与浓缩室之ห้องสมุดไป่ตู้存在浓度差 和压力差，会使部分溶剂分子（水）向浓缩室渗 透；
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。
当两种液体性质十分接近或形成共沸物 时，蒸馏的方法就很难取得很好的分离效 果。
共沸物：是指两组分或多组分的液体混合 物，在恒定压力下沸腾时，其组分与沸点 均保持不变。此时沸腾产生的蒸汽与液体 本身有着相同的组成。
共沸蒸馏
在性质接近或会形成共沸物的混合体系 中加入第三种溶剂，使之形成多种不同沸 点的共沸物，然后在不同的沸点下进行蒸 馏，从而将不同的成分分开。这种添加的 试剂称为共沸剂。
单。
缺点：是脱盐率较低，并且容易产生浓差极化， 并进一步对电渗析过程产生极为不利的影响，主 要表现为：
1. 极化时淡化室附近的离子浓度比溶液的主体浓 度低得多，将引起很高的极化电位；
2. 浓差极化使水离解，产生的H+与OH-代替反离 子传递部分电流，使电流效率降低。引起溶液电 阻、膜电阻以及膜电位增加，使所需操作电压增 加，电耗增大。使水的脱盐率下降或产水量降低。 此外，浓差极化引起溶液pH值的变化，将使离子 膜受到腐蚀而影响其使用寿命。
酒精、苯和水所组成的三组分共沸物的沸 点为最低（64.84℃）。当温度在64.85℃时 ，酒精、苯和水三元混合物首先被蒸出； 温度升至68.25℃时，蒸出的是酒精与苯的 共沸物；随着温度继续上升，苯与水的二
元恒沸混合物和酒精与水的二元恒沸混合
电渗析也是膜分离技术的一种，但区别于 静压力差膜过滤，其分离的主要动力来自 于外加的电位差。
电渗析的工作原理
在盐的水溶液（如氯化钠溶液）中置入阴、 阳两个电极，并施加电场，则溶液中的阳离 子将移向阴极，阴离子则移向阳极，这一过 程称为电泳。如果在阴、阳两电极之间插入 一张离子交换膜（阳离子交换膜或阴离子交 换膜），则阳离子或阴离子会选择性地通过 膜，这一过程就称为电渗析。
电渗析技术的发展，主要在于新型膜的开 发，以及与其他技术的耦合，如与离子交 换树脂除盐技术相结合，降低电渗析的浓 差极化现象，与反渗透膜结合，提高脱盐 效果等。
电渗析的优缺点：
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
脱盐水 浓缩液
Cl2
NaOH
A K A KA KA K AK
Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
阳极水
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl
D C D C DC DC D
阴极水 咸水
电渗析中的电化学过程
电极反应
阳 H2O=H+ +OH- ;
2OH-
-2e=
1 2
O2
+H 2O
极
Cl-1
-e=
1 2
Cl2
;
H+ +Cl- =HCl
阴 极
HNa+ ++ +OOHH- =- =HN2OaO; H2H+ +2e=H2
可见，电渗析通常可以产生的产物包括： 阳极产物，阴极产物，淡水，盐卤。这涵 盖了电渗析技术的几种主要应用领域，主 要有：
咸水淡化；蔗糖等非电解质的提纯，以除 去其中的电解质；制盐；工业或食品中去 离子水制备；氯碱生产；废水处理等。
膜分离之渗透蒸发技术
蒸馏
什么是蒸馏？ 利用液体混合物中各组分挥发度的差别
，使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部 分冷凝，从而实现其所含组分的分离。
蒸馏技术是一门非常
古老的提取技术，和萃 取技术的发展密切相关 。
蒸馏要求混合液体各
组分的性质有较大差异 ，才能有效的将之分离 ，同时存在着操作温度 较高、时间较长、能耗 大，水溶性组分损失较 大的缺点。
例如，分离乙醇和水的二元物系，由于乙 醇和水可以形成共沸物，而且常压下的共 沸温度和乙醇的沸点温度极为相近，所以 采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混 合物，而无法得到无水乙醇。为此，在乙 醇－水系统中加入第三种物质，该物质被 称为共沸剂。共沸剂具有能和被分离系统 中的一种或几种物质形成共沸物的特性。
电渗析使用的膜 电渗析使用的分
离膜为离子交换膜。 离子交换膜分阴离 子交换膜和阳离子 交换膜，两种膜通 常需配套使用。
离子交换膜是一种膜状的离子交换树脂，它由基膜 和活性基团组成。按膜中活性基团的种类可分为阴 离子交换膜、阳离子交换膜及特殊离子交换膜。
电渗析脱盐过程：
电渗析技术是利用
多组交替排列的阴阳离 子交换膜进行脱盐的过 程。阳膜排斥水中阴离 子而允许阳离子滤过， 阴膜排斥水中阳离子而 允许阴离子滤过。在外 加直流电场的作用下， 阳离子穿过阳腊向负极 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，然后随浓 水排放掉。