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影响电渗析设备电流效率的因素

2023年01月10日 18:41:37人气:877来源:浙江蓝极膜技术有限公司

  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。
 
  电渗析可以说是一种除盐技术,因为各种不同的水(包括天然水、自来水、工业废水)中都有一定量的盐分,而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个,由于离子交换膜具有选择透过性,即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,阴离子交换膜只允许阴离子以通过,这样在两个膜的中间隔室中,盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低,而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室,最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。
 
  影响电流效率的因素很多,包括离子交换膜的性能、电渗析器的设计水平与应用条件等方面。现简单叙述如下:
 
  (1)电渗析器本体设计不合理,造成漏液、浓淡水互漏和漏电。
 
  从结构上讲,主要由布水槽区引起。其影响程度取决于漏液的数量级和浓度,或者说浓、淡水浓度比。对于一般低含盐量的苦咸水脱盐系统,由于浓、淡水浓度比较小,并且采用一次连续式脱盐流程,对电流效率的影响不大,往往被人们所忽视。但对循环式脱盐流程,以及浓、淡水浓度较大的脱盐系统,浓、淡水水流反复通过布水槽区,其对电流效率的影响是明显的。从式(7-5)不难看出,当淡水漏入浓水时,Q值减小,反之浓水漏入淡水时,脱盐量下降,这都将导致电流效率下降。
 
  (2)系统设计不佳,操作工艺参数不合理
 
  预处理设施不完善,造成膜污染或中毒,导致膜的物理化学性能下降,膜电阻增加,选择透过性和脱盐率下降,电流效率下降。另外,操作电流过高,超过极限电流,不仅造成水解离增加额外能耗,而且解离后的OH-离子迁移至浓水室,在膜内和膜面上形成极化结垢,再次造成电流效率下降。
 
  (3)电渗水迁移的影响
 
  电解质溶液中带电荷离子和偶极水分子相互吸引形成水合离子。在电渗析过程中,水分子随水合离子一起进入浓水室,引起大家所熟悉的“电渗析逃水”。
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