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1、 电渗析技术及其应用 小组成员 201213215杜浩201213221姚依梅201213230程雪 电渗析简介 1 常见电渗析技术 2 电渗析的应用 3 电渗析前景 4 CONTENTS 目录 1 电渗析简介 电渗析简介 电渗析 ED 是在直流电场作用下 利用离子交换膜的选择透过性 带电离子透过离子交换膜定向迁移 从水溶液和其他不带电组分中分离出来 从而实现对溶液的浓缩 淡化 精制和提纯的目的 2 常见电渗析技术 1 无极水电渗析 无极水电渗析的主要特点是取消了传统电渗析的极室和极水 原水利用率可达70 以上 吨水耗电较常规电渗析节省1 3左右 该装置在运行方式上采用频繁倒极 全自动操作 单
2、台多级多段配置 脱盐率可达99 以上 2 无隔板电渗析 电渗析器自发明以来 一直采用浓淡水隔板 离子交换膜和电极等部件组装而成 无隔板电渗析器 由JM离子交换网膜和电极为主要部件组装而成的新型电渗析器 相同条件下与有隔板的电渗析器比较 脱盐速率快 电耗可降低20 以上 3 卷式电渗析 卷式电渗析器是一种类似卷式反渗透组件结构的电渗析器 它的阴阳离子交换膜都放在同心圆筒内 并卷成螺旋状 卷式电渗析器结构的优点是能够使用像布匹那样长的离子交换膜 可把膜组装成受厂商和用户欢迎的箱式组件 其主要缺点是螺旋膜堆难以密封 特别是圆筒中心管既作电极用 又要作集水管用 由于存在电极反应 使得离子交换膜与中心管
3、粘结的部分不易密封 4 填充床电渗析 EDI 填充床电渗析 国外称为电去离子 EDI 是将离子交换膜与离子交换树脂有机地结合在一起 在直流电场的作用下实现去离子过程的一种新分离技术 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 5 双极膜电渗析 EDMB 双极膜是一种新型离子交换复合膜 它一般由阴离子交换树脂层和阳离子交换脂层及中间界面亲水层组成 在直流电场作用下 从膜外渗透入膜间的水分子即刻分解成H 和OH 可作为H 和OH 的供应源 利用双极膜电渗析法生产NaOH的成本仅为传统电解过程的1 3 2 3 3 电渗析的应用
4、1 水处理 电渗析可用于电镀废水 重金属废水等的处理 提取废水中的金属离子等 既能回收利用水和有用资源 又减少了污染排放 万诗贵等自制离子膜电解槽研究了铜生产过程中钝化液处理的可行性 结果发现 不仅可以回收其中的铜和锌 而且将Cr3 氧化成Cr6 再生了钝化液 1 K N Njau则利用膜电解从镀镍废液中电沉积出镍 电渗析法与离子交换法结合从酸洗废液中回收重金属和酸的工艺已在工业上应用 王方 3 设计的以阳树脂为主的阴 阳树脂分层填充的电去离子装置 对重金属废水进行处理 可以实现重金属废水的回收和利用 达到闭路循环和零排放 电渗析还可以用于碱性废水及有机废水的处理 1 万诗贵 肖心良 彭希仁
5、铜钝化废液的再生回收与循环利用 J 南昌航空工业学院学报 1997 11 2 67 72 2 NjauKN Electrochemicalremovalofnickelionsfromindustrialwastewater J ChemEngJ 2000 79 3 187 195 3 王方 回收重金属废水用电去离子技术研究进展 J 工业废水处理 2008 12 28 12 1 4 1 1工业废水 我国在西南地区采用电渗析法将盐泉卤水制盐 使NaCl的含量稳定提高到120g L 与原来采用的单纯熬盐法相比 产量增加而成本降低 山东铝矿业公司生活饮用水采用浓水频繁倒极电渗析处理 处理后的水质为
6、总硬度H0 174 75mg L 溶解性总固体为255 0mg L 总铁量 0 3mg L 山西某发电厂亚临界锅炉补给水系统采用了EDI技术锅炉补给水电导率 0 06 SiO2为3 g L Grabowski 4 等以反渗透出水为进水 采用双极膜电渗析制造出电导率为0 056 s cm高纯水 4 GrabowskiA ZhangGQ StrathmannH etal Theproductionofhighpuritywaterbycontinuouselectrodeionizationwithbipolarmembranes Influenceoftheanion exchangemembr
7、anepermselectivity J JournalofMembraneScience 2006 281 297 306 1 2饮用水及过程水 2 食品和化学工业应用 在白酒生产中把握质量最关键的一环是勾兑 而勾兑用水的质量是很重要的 它不仅影响白酒的内在质量 还影响白酒的外观质量 使用电渗析法处量勾兑用水 可使水质明显改善 达到国家标准 用电渗析法祛除葡萄酒中的酒石酸盐比传统冷冻法更高效 更加节约能源资源 葡萄酒的感官质量得到提高 有研究人员采用国产离子交换膜运用电渗析技术进行酱油脱盐的可行性试验 26 证明了电渗析对酱油的脱盐是切实可行的分离方法 采用电渗析技术可一步实现维生素C钠盐脱
8、盐目的 转化率高达99 平均电流效率约70 其副产品NaOH稀溶液也可被有效利用 2 1食品行业 赵婧 5 等进行了电渗析脱盐分离发酵液中氨基酸的研究 周静 6 等采用高性能离子交换膜 应用电渗析脱盐法 分离提纯N 乙酰 L 半胱氨酸 取得了较为满意的效果 根据双极性膜电渗析系统的特点 即双极性膜的阳膜析出H 阴膜析出OH 可以把双极性膜电渗析技术应用于大豆蛋白质的分离 其有有很多优点 整个生产过程不需要添加酸和碱 资源可以循环利用 耗水少 分离出的蛋白质中盐含量明显减少 5 赵婧 冯骉 电渗析脱盐分离发酵液中氨基酸的研究 J 食品与发酵工业 2006 32 9 32 36 6 周静 张关永
9、电渗析法分离提纯N 乙酰 L 半胱氨酸研究 J 氨基酸和生物资源 1999 21 2 1 3 2 2生化行业 4 电渗析前景 电渗析前景 电渗析技术在膜分离技术领域里是一项比较成熟的技术 由于其在技术上的先进性和其他分离方法所不能替代的若干优异特点 广泛地用于食品 医药和化工等领域 近年来 随着对传统电渗析过程的改进 尤其是双极膜电渗析技术和填充床电渗析技术的发展 使电渗析技术成为新的热门研究领域 随着科学技术的发展 电渗析技术的应用将更多地被研究出来 如电渗析系统有可能代替氯气 成为水处理一种新型实用灭菌方法 此外 电渗析技术在皮肤给药 电渗析排毒仪 海藻中提取碘 络合酮脱盐 人工肾 氧化钛颜料脱色 同价离子分离 电泳涂漆 铀电解还原 碱性氧化铝的制备 甲基丙烯聚合等方面的应用也已经开始研究和应用 因此 电渗析技术的应用前景是十分广阔的 THANKS
