._电渗析分离技术.ppt

《._电渗析分离技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.5电渗析分离技术2.5.1电渗析的定义及其特点2.5.2电渗析基础理论2.5.3离子交换膜的种类及性能指标2.5.4电渗析器的构造2.5.5电渗析的应用2.5.1电渗析的定义及其特点电渗析是在直流电场作用下,电解质溶液中的离子选择性地通过离子交换膜，从而得到分离的过程。主要用于溶液中电解质的分离。典型应用过程：血液透析；用于海水淡化、纯水制备和废水处理；在分析上可用于无机盐溶液的浓缩或脱盐。海水淡化1离子在电场下的定向迁移2膜的选择性透过3分离对象/产品的去向关注+-极水盐水淡水电渗析技术的特点无化学添加剂、环境污染小；对原水含盐量变化适应性强

2、；操作简单，易于实现机械化和自动化；设备紧凑耐用，预处理简单；水利用率高。电渗析和离子交换的区别分离离子的工作介质虽均为离子交换树脂，但电渗析是呈片状的薄膜，离子交换则为圆球形的颗粒；作用机理：离子交换属于离子转移置换，离子交换树脂在过程中发生离子交换反应。而电渗析属于离子截留置换，离子交换膜在过程中起离子选择透过和截阻作用。所以更精确地说，应该把离子交换膜称为离子选择性透过膜；电渗析的工作介质不需要再生，但消耗电能；而离子交换的工作介质必须再生，但不消耗电能。2.5.2电渗析基础理论原理：是在直流电场作用下利用离子交换膜的透过选择性（阴膜只让阴离

3、子穿过；阳膜只让阳离子穿过），把电解质从水中分离出来的过程。电渗析中，反离子的迁移是主要的传递过程。但还存在其他复杂的传递现象，称为次要过程。主要过程对电渗析有利，次要过程也会影响电渗析的除盐或浓缩效率，增加电耗。设计中，应选择理想的离子交换膜和最佳的操作条件，设法消除或改善这些不利影响。次要过程同名离子迁移：由于交换膜不可能100%的选择性，所以阳离子会通过阴膜，阴离子会通过阳膜；电解质的浓差扩散：膜两侧溶液浓度不同，在浓度差作用下，电解质由浓室向淡室扩散；水的渗透：水的渗透压作用，水由淡水室向浓水室渗透；水的电渗透：由于离子的水合作用，在反离子

4、和同名离子迁移时必然携带一定数量的水分子一同迁移，从而降低了浓缩的浓度；压差渗漏：由于膜两侧存在压差而引起的溶液渗漏。2.5.3离子交换膜的种类及性能指标（一）离子交换膜的种类及性能指标均相离子交换膜：膜中离子交换基团与成膜的高分子材料发生化学结合起来，其组成完全均一，故称之为均相膜；非均相离子交换膜：所含的离子交换基团与所形成的膜状结构的化学组成不同，活性基团的分布也不均匀，故称为非均相膜。半均相离子交换膜：成膜的高分子材料与离子交换基团组合得十分均匀，但它们之间并没有形成化学结合。对离子交换膜的要求：有良好的选择透过性；膜电阻低；有足够的化学稳

5、定性和机械强度；有适当的孔隙度。（二）离子交换膜的性能指标导电性：完全干燥的膜几乎是不导电的，含水的膜才能导电。膜的导电性可用膜电阻来表示，膜电阻表示单位膜面积的电阻（Ω·cm-2）。交换容量：指每克干膜所含活性基团的毫克当量数，单位为mmol/g。一般膜的交换容量约为2～3毫克当量/克（干膜）。含水量:以每克干膜的含水克数来表示（%），离子交换膜的含水量一般为20％～40％。反离子迁移数和选择透过度：离子迁移数指一种离子在膜内的迁移量与全部离子在膜内迁移量的比值；选择透过度为反离子在膜内迁移的实际增值与理想增值之比。2.5.4电渗析器的构造主要部

6、件离子交换膜：组装前膜预处理，操作溶液浸泡24-48小时，停运时充满溶液隔板：膜的支撑体，保持膜间距，水流通道；浓、淡室隔开电极：要求耐腐蚀、导电性能好夹紧装置：把极区和膜堆组成不漏水的电渗析器整体2.5.5电渗析的应用苦咸水淡化生产饮用水；放射性废液处理；牛乳、乳清脱盐；氨基酸脱盐；海水浓缩；电镀废液中Ni和H2SO4回收；同位素、同价离子分离；酸的回收；果汁脱酸改性；无机和有机药品制备酸/碱的制备脱盐或纯化浓缩或分离置换水解