電滲析是一種以電位差為推動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性,從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。以直流電場(chǎng)為推動(dòng)力的膜分離方法,它是使溶質(zhì)和溶液分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。電滲析過(guò)程是電化學(xué)過(guò)程和滲析擴(kuò)散過(guò)程的結(jié)合,在外加直流電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性(即陽(yáng)離子可以透過(guò)陽(yáng)離子交換膜,陰離子可以透過(guò)陰離子交換膜),陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極移動(dòng)。離子遷移過(guò)程中,若膜的固定電荷與離子的電荷相反,則離子可以通過(guò);如果它們的電荷相同,則離子被排斥,從而實(shí)現(xiàn)溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的。
在電滲析的過(guò)程中,我們需要注意的是:
1、同名離子的遷移,離子交換膜的選擇透過(guò)性往往不可能是百之百的,因此總會(huì)有少量的相反離子透過(guò)交換膜;
2、離子的濃差擴(kuò)散,由于濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差,總會(huì)有少量的離子由濃縮室向淡化室擴(kuò)散遷移,從而降低了滲析效率;
3、水的滲透,盡管交換膜是不允許溶劑分子透過(guò)的,但是由于淡化室與濃縮室之間存在濃度差,就會(huì)使部分溶劑分子(水)向濃縮室滲透;
4、水的電滲析,由于離子的水合作用和形成雙電層,在直流電場(chǎng)作用下,水分子也可從淡化室向濃縮室遷移;
5、水的極化電離,有時(shí)由于工作條件不良,會(huì)強(qiáng)迫水電離為氫離子和氫氧根離子,它們可透過(guò)交換膜進(jìn)入濃縮室;
6、水的壓滲,由于濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別,迫使水分子由壓力大的一側(cè)向壓力小的一側(cè)滲透。顯然,這些次要過(guò)程對(duì)電滲析是不利因素,但是它們都可以通過(guò)改變操作條件予以避免或控制。
電滲析廣泛應(yīng)用電力、電子、化工、制藥、科研化驗(yàn)等場(chǎng)合、降低制水成本50%以上,節(jié)省離子交換法再生用酸堿80%左右,延長(zhǎng)再生周期五倍以上。