電滲析/雙極膜工程設備

       電滲析，簡稱ED技術，是電化學過程和滲析擴散過程的結合，在外加直流電場的驅動下，以電位差為動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來，陰、陽離子分別向陽極和陰極移動，從而實現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純等目的。

一、電滲析設備技術分類

     根據所采用的離子選擇性通過膜的種類及操作模式的不同，電驅動膜分離過程可分為普通電滲析(CED)、雙極膜電滲析(BMED)、電解電滲析(EED)、選擇性電滲析(SED)、填充床電滲析子(EDI)等，其中普通電滲析和雙極膜電滲析是電驅動過程常見的兩種膜分離工藝。能夠實現(xiàn)目標溶液的脫鹽和濃縮過程稱為CED；采用了雙極膜及普通的陰/陽離子交換膜，并能夠實現(xiàn)目標料液產酸和產堿的過程稱為BMED；采用具有一多價離子選擇能力的離子選擇性通過膜，實現(xiàn)溶液中具有不同電荷數的離子之間分離的過程稱為SED；采用了具有耐酸耐堿性的陰/陽離子交換膜，能夠通過電極反應實現(xiàn)產酸產堿的過程稱為EED；采用普通的陰/陽離子交換膜，并利用能夠輔助離子遷移的離子交換樹脂來實現(xiàn)溶液的高效脫鹽，從而得到超純水的過程稱為EDI。

（一）、電滲析   

    電滲析是指溶液中溶質通過半透膜的現(xiàn)象。自然滲析的推動力是半透膜兩側溶質的濃度差。在直流電場的作用下，離子透過選擇性離子交換膜的現(xiàn)象稱為電驅動膜分離器。    離子交換膜是由高分子材料制成的對離子具有選擇透過性的薄膜。主要分陽離子交換膜（CM，簡稱陽膜）和陰離子交換膜（AM，簡稱陰膜）兩種。陽膜由于膜體固定基帶有負電荷離子，可選擇透過陽離子；陰膜由于膜體固定基帶有正電荷離子，可選擇透過陰離子。陽膜透過陽離子，陰膜透過陰離子的性能稱為膜的選擇透過性。電驅動膜分離器過程基本的工作單元稱為膜對。一個膜對構成一個脫鹽室和一個濃縮室。一臺實用電驅動膜分離器由數個膜對組成。圖1簡明地示出電驅動膜分離器工作原理。

                     圖1  電驅動膜分離器工作原理示意圖

      電驅動膜分離器的主要部件為陰、陽離子交換膜，隔板與電極三部分。隔板構成的隔室為液流經過的通道。淡水經過的隔室為脫鹽室，濃水經過的隔室為濃縮室。若把陰、陽離子交換膜與濃、淡水隔板交替排列，重復疊加，再加上一對端電極，就構成了一臺實用電驅動膜分離器。  若電驅動膜分離器各系統(tǒng)進液都為NaCl溶液，在通電情況下，淡水隔室中的Na+向陰極方向遷移，Cl－向陽極方向遷移，Na+與Cl－就分別透過CM與AM遷移到相鄰的隔室中去。這樣淡水隔室中的NaCl溶液濃度便逐漸降低。相鄰隔室，即濃水隔室中的NaCl溶液濃度相應逐漸升高，從電驅動膜分離器中就能*地流出淡化液與濃縮液。    淡水水路系統(tǒng)、濃水水路系統(tǒng)與極水水路系統(tǒng)的液流由水泵供給，互不相混，并通過特殊設計的布、集水機構使其在電驅動膜分離器內部均勻分布，穩(wěn)定流動。    從供電網供給的交流電，經整流器變?yōu)橹绷麟?，由電極引入電驅動膜分離器。經過在電極溶液界面上的電化學反應，完成由電子導電轉化為離子導電的過程。    用夾緊板緊固在一起的膜堆部分稱為電驅動膜分離器。電驅動膜分離器要進行工作，必須有水泵、整流器等輔助設備，還必須有進水預處理設施。通常把電驅動膜分離器及輔助設備總稱為電驅動膜分離器裝置。 

      雙極膜是把陰離子交換層和陽離子交換層黏貼在一起的離子交換膜。在此膜的兩側，印壓帶有水理論分裂電壓的0.83V以上的電壓，膜內的水分解成酸（H+）和堿（OH-）

（二）、雙極膜工藝流程圖（下圖）：

       雙極膜電滲析設備是由雙極膜、陰膜和陽膜組成的3室式電滲析設備，通過供給無機鹽（Na2SO4），陰離子（SO42-）透過陰離子交換膜和在雙極膜分解成的H離子（H+）結合成酸（H2SO4），另一方面，陽離子（Na+）透過陽離子交換膜和在雙極膜分解成的OH離子（OH-）結合成堿（NaOH）（進行中和逆反應）。

三、電滲析/雙極膜工程設備應用

1、工業(yè)廢水（電鍍廢水、RO濃水、高含鹽廢水）脫鹽濃縮

2、左旋肉堿、牛磺酸等醫(yī)藥的脫鹽純化

3、化工中間體脫鹽純化

4、植物提取液脫鹽純化

5、乳清的脫鹽純化

6、氨基酸的脫鹽純化

7、甜菜堿的脫鹽純化

8、有機酸鹽的脫鹽純化

9、醬油等調味液的脫鹽純化

10、低聚果糖、木糖醇、低聚木糖等糖類脫鹽純化

11、果汁的脫鹽純化絲蛋白分解、肽制造工藝中的脫鹽純化