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电渗析法海水淡化的原理

2016-02-04

 海水淡化的方法有很多,电渗析法海水淡化技术从上个世纪就已经被应用了,目前已经逐渐的成熟,那么电渗析法海水淡化设备的原理有哪些?让来给大家介绍一下:

电渗析法:水中的离子在直流电场的作用下,可通过半透膜。最初的惰性半透膜电渗析法,主要用于溶胶的提纯,电流效率很低。到了20世纪50年代初,由于选择性离子交换膜向世,才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。脱盐用的选择性离子交换膜有两种:①阳膜,只允许阳离子透过的阳离子交换膜;②阴膜,只允许阴离子透过的阴离子交换膜。使阴膜和阳膜交替排列,中间衬以隔板(其中有水流通道),夹紧之后,在两端加上电极,就成电渗析脱盐装置。

海水淡化设备.jpg

当海水流经电渗器时,在直流电场的作用下,阴离子透过阴膜向阳极方向迁移,途中被阳膜挡住去路,被水流冲洗而出;阳离子透过阳膜向阴极方向迁移,途中被阴膜挡住,也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果,从大约一半的夹层流出的水为淡水,从另一半流出的则为浓缩的海水。

电渗析脱盐所用的半透膜,除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外,还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。

在电渗析脱盐过程中,反离子(电荷与膜内交换基团相反的离子)在膜内的迁移速度比在溶液里大,致使淡化夹层的内膜半身,溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。当电流升至某值时,扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额,而使界面浓度趋近于零,这时的电流称为极限电流。如再增加电流,就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。这种现象称为极化现象。这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的 H和OH的迁移上,而且会引起溶液的pH值发生变化,使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积,而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀,阻塞水流通道,甚至被迫停机拆洗。防止极化沉淀的根本措施,是设法增加夹层溶液的搅拌作用和布水的均匀性,并把操作电流控制在极限电流之下。此外,定期倒换电极的极性,在浓缩海水夹层中加酸和进行不拆装的化学清洗等,均能延长运转周期。

海水淡化设备.jpg

采用高温电渗析,可明显地提高极限电流,防止极化沉淀和降低耗能量。例如:75C时的极限电流为25C时的2.5倍,而耗电量仅为25C时的50%。

电渗析脱盐是离子在电场中迁移的结果,用于含盐量高的海水淡化时,单位产量的耗电量大,很不经济,故多用于淡化苦咸水,或结合离子交换技术制造工业纯水,很少单独用于淡化含盐量高的海水。

以上就是电渗析法海水淡化原理的介绍,希望对大家有所帮助。如果您有什么疑问,欢迎您咨询广州水处理设备公司,这里的每一位专业的水处理技术人员会为您的疑问做出解答。

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