試述電滲析法制備純化水的基本原理

㈠ 化學上工業製取純水的方法

純水的製取工藝：

1.反滲透過濾系統

反滲透是實驗室純水機最常用的過濾方法，它的過濾優點專和缺點屬，我們已經介紹過很多次了，比如在講時就給大家介紹過。優點是在一定程度上有效地去除所有類型的污染物（顆粒，膠體和溶解的無機物），日常維護比較少。而缺點是由於RO膜的緊密孔隙度限制了其流速，因此純水的製取量相比較其他方法來說比較少，而且製取成本較高。

2.紫外線輻射製取純水

優點是有效消毒處理，將有機化合物（185nm和254nm）氧化為<5ppb TOC。

缺點是會降低水質的電阻率，不會去除顆粒，膠體或離子。

3.蒸餾製取純水

蒸餾製取該方法的基礎是在蒸汽相中隨後冷凝而轉移水。該方法的主要缺點是將水轉化為蒸汽所需的電力維護成本非常高。此外，在蒸汽形成過程中與水分子一起，其他溶質可以根據其揮發性進入蒸汽，最終溶解到製取的純水中。

4.去離子交換

優點是能夠有效去除溶解於水中的有害離子，比如重金屬離子，而且製取的超純水電阻率接近18兆歐。缺點是無法去除不溶於水的礦物質，而且純水製取成本較高。因此多與反滲透配合使用。

㈡ 海水淡化的方法有多種，如蒸餾法、電滲析法等．電滲析法是一種利用離子交換膜進行離子交換的方法，其原理

A、陰離子交來換膜只允許陰離源子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜B和陰極相連，陰極是陽離子放電，所以隔膜B是陽離子交換膜，故A錯誤；
B、電解過程中陽離子移向陰極，故B錯誤；
C、a電極和電源正極相連是電解池的陽極，溶液中氯離子先放電，電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故C錯誤；
D、b電極氫離子放電生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大，結合鎂離子生成白色沉澱，故D正確；
故選D．

㈢ 電滲析法制水原理

萊特.萊德 電滲析器由隔板、離子交換膜、電極、夾緊裝置等主要部件組成。離子交換膜對不同電荷的離子具有選擇透過性。陽膜只允許通過陽離子,阻止陰離子通過,陰膜只允許通過陰離子,阻止陽離子通過。在外加直流電場的作用下,水中離子作定向遷移。由於電滲析器是由多層隔室組成,故淡室中陰陽離子遷移到相鄰的濃室中去,從而使含鹽水淡化。在食品及醫葯工業,電滲析可用於從有機溶液中去除電解質離子,在乳清脫鹽、糖類脫鹽和氨基酸精製中應用得都比較成功。

電滲析水處理方法1倒極電滲析(EDR)

倒極電滲析就是根據ED原理,每隔一定時間(一般為15～20min),正負電極極性相互倒換,能自動清洗離子交換膜和電極表面形成的污垢,以確保離子交換膜工作效率的長期穩定及淡水的水質水量。在20世紀80年代後期,倒極電滲析器的使用,大大提高了電滲析操作電流和水回收率,延長了運行周期。EDR在廢水處理方面尤其有獨到之處,其濃水循環、水回收率最高可達95%。

電滲析水處理方法2液膜電滲析(EDLM)

液膜電滲析是用具有相同功能的液態膜代替固態離子交換膜,其實驗模型就是用半透玻璃紙將液膜溶液包製成薄層狀的隔板,然後裝入電滲析器中運行。利用萃取劑作液膜電滲析的液態膜,可能為濃縮和提取貴金屬、重金屬、稀有金屬等找到高效的分離方法,因為尋找對某種形式離子具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率有關。提高電滲析的分離效率,直接與液膜結合起來是很有發展前途的。例如,固體離子交換膜對鉑族金屬(鋨、釕等)的鹽溶液進行電滲析時,會在膜上形成金屬二氧化物沉澱,這將引起膜的過早損耗,並破壞整個工藝過程,應用液膜則無此弊端。

電滲析水處理方法3填充床電滲析(EDI)

填充床電滲析(EDI)是將電滲析與離子交換法結合起來的一種新型水處理方法,它的最大特點是利用水解離產生的H+和OH-自動再生填充在電滲析器淡水室中的混床離子交換樹脂,從而實現了持續深度脫鹽。

電滲析水處理方法4雙極性膜電滲析

雙極膜是一種新型離子交換復合膜,它一般由層壓在一起的陽離子交換膜組成,通過膜的水分子即刻分解成H+和OH-,可作為H+和OH-的供應源。雙極性膜電滲析突出的優點是過程簡單,能效高,廢物排放少。目前雙極性膜電滲析工藝的主要應用領域在酸鹼制備。例如,用雙極性膜和陽膜配成的二室膜可以實現有機酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉等)的轉化,同時得到鹼(NaOH),但濃度(酸最大濃度2mol•L-1,鹼最大濃度6mol•L-1)和純度兩方面都受到限制。現在開發的應用領域還有廢氣脫硫、離子交換樹脂再生、鉀鈉的無機過程等。

電滲析水處理方法5無極水電滲析

無極水電滲析是傳統電滲析的一種改進形式,它的主要特點是除去了傳統電滲析的極室和極水。例如在裝置的電極緊貼一層或多層離子交換膜,它們在電氣上都是相互聯接的,這樣既可以防止金屬離子進入離子交換膜,同時又防止極板結垢,延長電極的使用壽命。

㈣ 電滲析法的簡介

電滲析法（electrodialysis【ED】）是利用離子交換膜進行海水淡化的方法。離子交換膜是一種功能性膜，分為陰離子交換膜和陽離子交換膜，【簡稱陰膜和陽膜】。陽膜只允許陽離子通過陰膜只允許陰離子通過，這就是離子交換膜的選擇透過性。在外加電場的的作用下，水溶液中的陰，陽離子會分別向陽極和陰極移動，如果中間再加上一種交換膜，就可能達到分離濃縮的目的。電滲析法就是利用了這樣的原理。
電滲析離子交換膜
一.用途：
聚乙烯異相離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對溶液中離子具有一定的選擇透過性和導電性，廣泛應用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制備無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐用水的軟化脫鹽，冶金、煤炭、電子、醫葯、化工、食品等工業品處理。
二.外觀：
聚乙烯異相離子交換膜應平整均勻，無明顯的機械損傷(折傷)，無脫網軋皺、不允許有影響質量的雜質存在。
三.規格：3361BW陽膜外觀為棕黃色，3362BW陰膜為蘭色。
聚乙烯異相離子交換膜外型尺寸規格如下：
厚度：0.42mm
厚度允許公差：土0.04mm(干態)
有效面積：≥800mm×1600mm
離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對各種離子具有一定的選折性和導電率，廣泛應用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制借無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐水的軟化脫鹽，電子、醫葯、化工、食品、煤炭，冶金等工業品處理。
四、使用說明：
1、貯運過程中不應受到日曬雨淋及機械損傷，貯存庫房應清潔陰涼，乾燥通風。
2、陰離子、陽離子交換膜在裁剪前必須分別在規定的溶液中浸泡48小時，即根據需處理的原水水質分析資料，配製成原水濃度溶液為陽膜浸泡液;配製成相當於電滲析出口淡水濃度為陰膜浸泡液。
3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面積應略小於隔板面積。
由於使用後陽膜稍有收縮性，陰膜仍有膨脹性，故可將在清水中浸泡的膜再作進一步處理⑴陰膜可再浸入水質較淡或純水中再收縮。
⑵陽膜浸泡膨脹後再浸入食鹽水中再收縮。
4、酸洗應根據膜面結垢的程度而定，鹽酸濃度不宜超過3%，開始酸洗時如鹽酸消耗較快，須補充鹽酸，直至不再消耗鹽酸為止(約1~2小時)酸洗完畢，用原水沖至出水PH=4~5(約10分鍾)後，可投入運行(淡水、濃水、極水三個系統應及時清洗)。
5、打孔膜應及早裝入電滲器，濕膜應清洗晾乾用塑料袋包裝後貯存。
6、電滲析器進水要求：
⑴濁度≤0.3ppm
⑵耗氧量<2ppm
⑶游離氯<0.2ppm
⑷含鐵量<0.3ppm
⑸含錳量<0.1ppm
⑹水溫5~40℃
⑺硬度超過900ppm應要軟化處理
⑻污染指數SDI<5

㈤ 反滲透脫鹽工作原理及構造

一、反滲透脫鹽工作原理電滲析器除鹽的基本原理，是利用離子歲帶交換膜的選擇透過性。陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻檔陰離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過，在外加直流電場的作用下，水中離子作定向遷移。使一路水中大部份離子遷移到另一路離子水中去。
淡室(2，4，6室)中，陰陽離子遷移到相鄰的濃室(1，3，5室)中去。從而達到含鹽水淡化的目的。二、反滲透脫沖銷鹽應用范圍電滲析器具有工藝簡單，除鹽率高，制水成本低、操作方便、不污染環境等主要優點，廣泛應用於水的除鹽，具體應用在如下場合：海水及苦鹹水淡化，根據我單位的試驗資料，可將含鹽量高達60克/升的苦鹹水淡化成飲用水，解決沙漠地區的飲用水源。製取軟水，(水的電乎判蘆阻率為105歐姆一厘米)，可供低壓鍋爐給水，不需要食鹽再生，還可節煤20%左右。深度除鹽水及高純水的前級處理，採用電滲析一離子交換法，擴大了原水適用范圍，廣泛應用電力、電子、化工、制葯、科研化驗等場合、降低制水成本50%以上。節省離子交換法再生用酸鹼80%左右，延長再生周期五倍以上。用於飲料食品工業的提純，使啤酒、汽水的質量提高，為創優質名牌產品創造了條件。電滲析器還可用於化工分離，濃縮及工業廢水處理回收率。
三、反滲透脫鹽構造及組裝方式
1.構造：電滲析器由膜堆、極區和壓緊裝置三部分構成。
(1)膜塊：是由相當數量的膜對組裝而成的。膜對：是由一張陽離子交換膜，一張隔板甲(或乙)；一張陰膜，一張隔板乙(或甲)組成。離子交換膜：是電滲析器的關鍵部件，本廠採用上海化工廠產的異相膜。隔板：分濃、淡水隔板，交替放在陰陽膜之間，使陰膜和陽膜之間保持一定的間隔，沿著隔板平面通過水流，垂直隔板平面通過電流。隔板厚離0.9毫米。
(2)極區包括電極、極框和導水板。電極：為連接電源所用，本廠電極採用鈦塗釕。極框：放置在電極和膜之間，以防膜帖到電極上去，起支撐作用。
(3)壓緊裝置：是用來壓緊電滲析器，使膜堆、電極等部件形成一個整體，不致漏水。
2、組裝方式：電滲析器的組裝是用「級」和「段」來表示，一對電極之間的膜堆稱為「一級」。水流同向的每一個膜稱為「一段」。增加段數就等於增加脫鹽流程，也就是提高脫鹽效率，增加膜對數，可提高水處理量。電滲析器的組裝方式可根據淡水產量和出水水質的不同要求而調整，一般有以下幾種組裝形式：一級一段；一級多段；多段一段；多級多段。

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㈥ 電滲析法的基本原理

電滲析器來中交替排列著許多陽膜和源陰膜，分隔成小水室。當原水進入這些小室時，在直流電場的作用下，溶液中的離子就作定向遷移。陽膜只允許陽離子通過而把陰離子截留下來；陰膜只允許陰離子通過而把陽離子截留下來。結果使這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室，出水稱為淡水。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水。從而使離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。
電滲析和離子交換相比，有以下異同點：
（1）分離離子的工作介質雖均為離子交換樹脂，但前者是呈片狀的薄膜，後者則為圓球形的顆粒；
（2）從作用機理來說，離子交換屬於 離子轉移置換，離子交換樹脂在過程中發生離子交換反應。而電滲析屬於離子截留置換，離子交換膜在過程中起離子選擇透過和截阻作用。所以更精確地說，應該把離子交換膜稱為離子選擇性透過膜；
（3）電滲析的工作介質不需要再生，但消耗電能；而離子交換的工作介質必須再生，但不消耗電能。

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一、電滲析的工作原理

電滲析是在直流電場作用下，溶液中的帶電離子選擇性地通過

離子交換膜的過程。主要用於溶液中電解質的分離。圖7-1是電滲析工作原理示意圖。 流程說明:在淡化室中通入含鹽水，接上電源，溶液中帶正電荷的陽離子，在電場的作用下，向陰極方向移動到陽膜，受到膜上帶負電荷的基團的異性相吸引的作用而穿過膜，進入右側的濃縮室。帶負電荷的陰離子，向陽極方向移動到陰膜，受到膜上帶正電荷的基團的異性相吸引的作用而穿過膜，進入左側的濃縮室。淡化室鹽水中的氯化鈉被不斷除去，得到淡水，氯化鈉在濃縮室中濃集。

圖7-1 電滲析工作原理示意圖

-2所示的其它遷移過程: 電滲析過程除我們希望的反離子遷移外，還可能發生如圖7

(1) 同名離子遷移

同名離子指與膜的固定活性基所帶電荷相同的離子。根據唐南(Donnan)平衡理論，離子交換膜的選擇透過性不可能達到100,，再加上膜外溶液濃度過高的影響，在陽膜中也會進入個別陰離子，陰膜中也會進入個別陽離子，從而發生同名離子遷移。 (2) 電解質的濃差擴散

也稱為滲析，指電解質離子透過膜的現象。由於膜兩側溶液濃度不同，受濃度差的推動作用，電解質由濃水室向淡水室擴散，其擴散速度隨兩室濃度差的提高而增加。(3) 水的滲透

淡水室的水，由於滲透壓的作用向濃縮室滲透，滲透量隨濃度差的提高而增加。



(4) 水的電滲透

反離子和同名離子，實際上都是水合離子，由於離子的水合作

用，在反離子和同名離子遷移的同時，將攜帶一定數量的水分子遷移。

(5) 壓差滲漏

溶液透過膜的現象。當膜的兩側存在壓差時，溶液由壓力大的一側向壓力小的一側滲漏。因此在操作中，應使膜兩側壓力趨向平衡，以減小壓差滲漏損失。

(6) 水的解離

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也稱為極化。是指在一定電壓作用下，溶液中離子未能及時補充到膜表面時，膜表面

——++的水分子解離成H和OH的現象。當中性的水解離成H和OH以後，它們會透過膜發生

遷移，從而擾亂濃、淡水流的中性性質。這是電滲析裝置的非正常運行方式，應盡力避免。

㈧ 純水設備工作原理都是什麼

應用領域:電廠化學水處理、電子、半導體、精密機械行業、超純水食品、飲料、飲用水的制備、小型純水站，團體飲用純水、精細化工、精尖學科用水、其他行業所需的高純水制備、制葯工業工藝用水、海水、苦鹹水的淡化。透水量大，脫鹽率高。正常情況下≥98%、對有機物，膠體、微粒、細菌、病毒、熱源等有很高的截留去除作用。能耗小，水利用率高，運行費用低於其它脫鹽設備。分離過程沒有相變，具有可靠穩定性。設備體積小，操作簡單、容易維護，適應性強，使用壽命長。