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电渗 析技术的发展历程添加时间:2019-10-25

  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。

  在外加直流电场的作用下,利用离子交换膜的选择透过性,使溶液中的电解质离子定向迁移,自溶液中部分分离出来的过程即为电渗析。

  电渗析装置一般由离子交换膜、隔板、□▼◁▼◆●△▼●电极、◆▼直流电源、△▪️▲□△电泵、水槽等组成。离子交换膜主要分为阳离子交换膜(CM,简称阳膜)和阴离子交换膜(AM,简称阴膜)两种,幸运牛牛游戏/strong>其对不同荷电性离子具有选择透过性:阳膜带有负电荷,可选择透过阳离子;阴膜带有正电荷,可选择透过阴离子。隔板构成的隔室为液体流经的通道,淡水流经的隔室为脱盐室,浓水经过的隔室为浓缩室。把阴、阳离子交换膜与浓、淡水隔板交替排列,重复叠加,再加上一对端电极,即构成一台电渗析器。★▽…◇口▲=○▼

  有关电渗析的研究始于1903年,将两根电极分别置于透析袋内、外部溶液中,▼▲发现能更迅速地除去凝胶中的带电杂质;通过化工原理设计改进了Morse的试验装置,增加了传质速率;1940年,提出了具有实用意义的多隔室电渗析装置的概念;1950年,Juda和McRae成功研制了具有高选择透过性的阳、阴离子交换膜,奠定了电渗析技术的实用基础。◆◁•

  1952年,美国Ionics公司成功研制了世界上*台电渗析装置,•☆■▲并将其用于苦咸水淡化,随后该技术在美国、★△◁◁▽▼英国得到了推广应用。日本于20世纪50年代末开始研究电渗析技术用于海水浓缩制盐,20世纪60年代旭化成公司成功研制出性能优良的单价离子交换膜,使得日本在电渗析海水浓缩制盐技术方面至今仍保持国际地位。1974年,日本在野岛建立了日产饮用水120t的海水淡化装置,是当时世界上zui大的海水淡化装置。1972年,美国Ionics公司推出了频繁倒极电渗析装置,○▲提高了装置的运行稳定性。此后,填充床电渗析、双极膜电渗析、高温电渗析等相继出现,使得电渗析技术的应用领域愈加广泛。目前美国和日本在电渗析技术方面处于世界地位。

  1958年,国内开始研究电渗析技术,随后,以国产聚乙烯醇异相离子交换膜装配的小型电渗析设备投入海上试验。1965年,在成昆铁路上安装了*台电渗析苦咸水淡化装置。1969年,聚苯乙烯异相膜投入生产,▼▼▽●▽●为我国电渗析技术的推广应用奠定了基础。1976年在上海金山石化建成了日产初级纯水6600t的电渗析制水车间。1981年6月在西沙永兴岛建成了当时世界上zui大的日产淡水200t的电渗析海水淡化站并投入运行,该淡化站采用两组10级一次连续流程,将海水含盐量由35000mg/L脱至500mg/L,总电耗为16.5kW·h/t,比用船运水(20.7元/t)节省费用80%,▪️•★接近日本同期水平,结束了采用轮船向该岛运输淡水的历史。

  为严格控制饮水标准,1984年又安装了脱硼装置,采用564特效脱硼树脂将电渗析出水中的硼由4.7mg/L脱至0.5mg/L以下,低于世界卫生组织建议的饮用水含硼指标(1mg/L),水质完全符合饮用水卫生标准,该技术完善了电渗析海水淡化制取饮用水的流程,标志着我国电渗析海水淡化技术的进步。

  电渗析技术具有对分离组分选择性高、对预处理要求低、装置设备与系统应用灵活、操作维修方便、装置使用寿命长、原水回收率高、不污染环境等优点。20世纪70年代初到80年代上半期,是电渗析技术在世界范围内的大规模推广应用阶段,广泛用于海水淡化、海水浓缩制盐、苦咸水脱盐与纯水制备、化工废水脱盐等领域,△并取得了显著的经济效益和社会效益。