电渗析水处理

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电渗析（ED）是在直流电场作用下，利用荷电离子膜的反离子迁移原理从水溶液和其他不带电组分中分离带电离子的膜过程，是一个以电位差为推动力的膜分离过程。在电渗析器内设置多组交替排列的阴、阳离子交换膜，在直流电场作用下，阳离子穿过阳膜向负极方向运动；阴离子穿过阴膜向正极方向运动。这样就形成了去除水中离子的淡水室和浓缩离子的浓水室，将浓水排放，得到的淡水即为去盐水。这一过程就是电渗析除盐的原理。 电渗析技术的特点：
（1）过程无相变，仅用电能来迁移水中的离子，在一定的含盐量条件下，电渗析被认为是能耗较少的技术；
（2）工艺过程洁净，药剂耗量少，污染环境小；
（3）装置设计与系统应用灵活，操作维修方便；
（4）原水回收率较高，一般能达到65～80%；
（5）预处理简便，设备经久耐用。
电渗析技术应用领域：
（1）水处理工程：苦咸水除盐；
（2）电力工业：锅炉补给水制备；
（3）制药行业：药物的除盐提纯；
（4）食品工业：果汁的除盐，乳清的除盐；
（5）废水处理工程：工业废水处理，提取有价值成分。

原理

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；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。

结果使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。

扩展资料：

海水淡化的其他方法

1、冷冻法

冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。

2、蒸馏法

海水淡化法工艺之冰—盐水是一固液系统普通的分离方法均可使冰—盐水得到分离，但分离方法不同，得到的冰晶含盐量也不同。实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。

3、反渗透法

反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。

参考资料来源：百度百科-电渗析法

莱特.莱德 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。
电渗析水处理方法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15～20min),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。在20世纪80年代后期,倒极电渗析器的使用,大大提高了电渗析操作电流和水回收率,延长了运行周期。EDR在废水处理方面尤其有独到之处,其浓水循环、水回收率最高可达95%。
电渗析水处理方法2液膜电渗析(EDLM)
液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜,其实验模型就是用半透玻璃纸将液膜溶液包制成薄层状的隔板,然后装入电渗析器中运行。利用萃取剂作液膜电渗析的液态膜,可能为浓缩和提取贵金属、重金属、稀有金属等找到高效的分离方法,因为寻找对某种形式离子具有特殊选择性的膜与提高电渗析的提取效率有关。提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。例如,固体离子交换膜对铂族金属(锇、钌等)的盐溶液进行电渗析时,会在膜上形成金属二氧化物沉淀,这将引起膜的过早损耗,并破坏整个工艺过程,应用液膜则无此弊端。
电渗析水处理方法3填充床电渗析(EDI)
填充床电渗析(EDI)是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法,它的最大特点是利用水解离产生的H+和OH-自动再生填充在电渗析器淡水室中的混床离子交换树脂,从而实现了持续深度脱盐。
电渗析水处理方法4双极性膜电渗析
双极膜是一种新型离子交换复合膜,它一般由层压在一起的阳离子交换膜组成,通过膜的水分子即刻分解成H+和OH-,可作为H+和OH-的供应源。双极性膜电渗析突出的优点是过程简单,能效高,废物排放少。目前双极性膜电渗析工艺的主要应用领域在酸碱制备。例如,用双极性膜和阳膜配成的二室膜可以实现有机酸盐(葡萄糖酸钠、古龙酸钠等)的转化,同时得到碱(NaOH),但浓度(酸最大浓度2mol•L-1,碱最大浓度6mol•L-1)和纯度两方面都受到限制。现在开发的应用领域还有废气脱硫、离子交换树脂再生、钾钠的无机过程等。
电渗析水处理方法5无极水电渗析
无极水电渗析是传统电渗析的一种改进形式,它的主要特点是除去了传统电渗析的极室和极水。例如在装置的电极紧贴一层或多层离子交换膜,它们在电气上都是相互联接的,这样既可以防止金属离子进入离子交换膜,同时又防止极板结垢,延长电极的使用寿命。

膜分离实验设备主要包括几下几种：
1、管式装置。用管状膜并以多孔管支撑，构成类似于管壳式换热器的设备，分内压式和外压式，各用多孔管支撑于膜的外侧或内侧。内压式的膜面易冲洗，适用于微过滤和超过滤。
2、板框式装置。在尺寸相同的片状膜组之间，相间地插入隔板，形成两种液流的流道。由于膜组可置于均匀的电场中，这种结构适用于电渗析器。板框式装置也可应用于膜两侧流体静压差较小的超过滤和渗析。
3、中空纤维式装置。中空纤维不需要支撑而能承受较高的压差，在各种膜分离设备中，它的单位设备体积内容纳的膜面积大。用中空纤维构成类似于管壳式换热器的设备。中空纤维直径约0、1~1mm，并列达数百万根，纤维端部用环氧树脂密封，构成管板，封装在压力容器中。中空纤维式适用于反渗透和气体渗透分离。

1。EDI水处理装置概述：
EDI水处理装置又称连续电除盐技术，它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体，通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生，因此EDI水处理装置制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水，它具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点，可广泛应用于电力、电子、医药、化工、食品和实验室领域，是水处理技术的绿色革命。这一新技术可以代替传统的离子交换装置，生产出电阻率高达16-18MΩ·CM的超纯水。
2。EDI水处理装置工作原理：
高纯度水对许多工商业工程非常重要，比如：半导体*业和制药业。以前这些工业用的纯净水是用离子交换获得的。然而，膜系统和膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统的替代品越来越流行。如电除盐过程（EDI）之类的膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。而且，膜处理过程在机械上比离子交换系统简单得多，并不需要酸、碱再生及废水中和。EDI处理过程是膜处理过程中增长最快的业务之一。EDI水处理装置带有特殊水槽，水槽里的液流通道中填充了混床离子交换树脂。EDI水处理装置主要用于把总固体溶解量（TDS）为1-20mg/L的水源制成8-17兆欧纯净水。

EDI水处理装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI水处理装置单元。EDI水处理装置工作原理如图所示。EDI水处理装置组件中将一定数量的EDI水处理装置单元间用网状物隔开，形成浓水室。又在单元组两端设置阴/阳电极。在直流电的推动下，通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室而在淡水室中去除。而通过浓水室的水将离子带出系统，成为浓水. EDI水处理装置一般以反渗透（RO）纯水作为EDI水处理装置给水。RO纯水电阻率一般是40-2μS/cm（25℃)。EDI纯水电阻率可以高达18 MΩ.cm(25℃)，但是根据去离子水用途和系统配置设置，EDI纯水适用于制备电阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的纯水。

EDI水处理装置的特点EDI水处理装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。
3。EDI水处理装置模块结构特点：
1、淡水隔板采用卫生级PE材料

2、EDI水处理装置膜片采用进口均相膜和国产异相离子交换膜

3、采用进口EDI水处理装置专用均粒树脂和国产EDI水处理装置专用均粒树脂

4、EDI水处理装置电极板采用钛镀钌技术

5、压紧板采用具有硬性的合金铝轧铸而成。

6、固定螺丝采用国标标准件

7、膜堆出厂最高试压7bar不漏水

8、膜堆电阻低、功耗小

9、外观装饰板造型美观结实

10、最大膜堆处理水量3T/H，最小模堆处理水量75L/H

11、纯水、浓水、极水通道设计合理，不易堵塞，水流分布均匀、无死角。
4。EDI水处理装置进水指标要求：
◎通常为单级反渗透或二级反渗透的渗透水

◎TEA（总可交换阴离子，以CaCO3计）：＜25ppm。

◎电导率：＜40μS/cm

◎PH：6.0～9.0。当总硬度低于0.1ppm时，EDI最佳工作的pH范围为8.0～9.0。

◎温度： 5～35℃。

◎进水压力：＜4bar（60psi）。

◎硬度：（以CaCO3计）：＜1.0ppm。

◎有机物（ TOC）：＜0.5ppm。

◎氧化剂：Cl2＜0.05ppm，O3＜0.02ppm。

◎变价金属： Fe＜0.01ppm，Mn＜0.02ppm。

◎H2S：＜0.01ppm。

◎二氧化硅：＜0.5ppm。

◎色度：＜5APHA。

◎二氧化碳的总量：＜10ppm

◎ SDI 15min：＜1.0。

一个是反渗透压脱盐一个是离子交换法脱盐反渗透：RO（Reverse O*osis）反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术。反渗透法通常又称超过滤法，反渗透膜属新材料范畴，是一种用高分子化学材料特殊加工制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。反渗透法的最大优点是整个过程中无水相变化，能耗较少，而且设备投资省、建设周期短。它的能耗仅为电渗析法的1／2，蒸馏法的1／40。反渗透海水淡化的技术关键在于反渗透膜、高压泵、能量回收装置和系统优化设计技术。 反渗透特点 1、分离介质：分子扩散膜，也称半透膜。 2、截留因素：水溶液的渗透压和浓度。 3、分离对象：分子态和离子态溶解物。 RO反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO 以离子交换剂上的可交换离子与液相中离子间发生交换为基础的分离方法。广泛采用人工合成的离子交换树脂作为离子交换剂，它是具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质。根据树脂骨架上的活性基团的不同，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂等。用于离子交换分离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用，而且交换容量和稳定性要高。 离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。由实验得知，常温下稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高，半径的增大而增大；高分子量的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。高极化度的离子如Ag+、Tl+等也有高的交换势。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。温度增高，浓度增大，交换反应速率也增快。 离子交换分离广泛用于：①水的软化、高纯水的制备、环境废水的净化。②溶液和物质的纯化，如铀的提取和纯化。③金属离子的分离、痕量离子的富集及干扰离子的除去。④抗菌素的提取和纯化等

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