
電滲析的基本原理
電滲析是一種利用離子交換膜和直流電場的作用,從水溶液中分離出離子的技術。它基于離子在電場下的定向遷移。在電滲析裝置中,有陰、陽離子交換膜交替排列在直流電場中。陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。在電場作用下,溶液中的陽離子向陰極遷移,陰離子向陽極遷移,從而實現離子的分離和濃縮。
電滲析的應用領域
海水淡化:將海水中的鹽分去除,生產出淡水。通過電滲析過程,可以有效地分離海水中的鈉離子、氯離子等,降低海水的鹽度,使其達到生活用水或工業用水的標準。
工業廢水處理:對于含有重金屬離子、酸根離子等的工業廢水,可以利用電滲析進行處理。例如,從電鍍廢水中回收重金屬,減少廢水對環境的污染,同時回收有價值的金屬資源。
食品工業:在食品加工中用于脫鹽、濃縮等操作。比如在乳清蛋白的生產過程中,通過電滲析去除乳清中的鹽分,提高乳清蛋白的純度和質量;或者對果汁進行濃縮,保留果汁中的營養成分和風味物質。
電滲析裝置的組成部分
離子交換膜:這是電滲析裝置的核心部件,其性能直接影響電滲析的效果。離子交換膜的選擇性、導電性、穩定性等都是重要的性能指標。
電極:包括電滲析用鈦陽極和陰極,鈦陽極的性能對電滲析過程中的電流效率、能耗等有重要影響。
隔板:用于分隔各個膜室,同時起到支撐離子交換膜和促進溶液流動的作用。隔板的設計和材料選擇會影響溶液的流動狀態和傳質效率。
電滲析用鈦陽極具有以下特點和優勢
材料特性方面
穩定性好:鈦金屬本身具有良好的耐腐蝕性,在電滲析過程中能夠承受復雜的化學環境,不易被電解液腐蝕,從而保證電極的長期穩定性和使用壽命。
導電性高:鈦具有相對較高的導電性能,能夠有效地傳導電流,確保電滲析過程中電場的均勻分布,提高電滲析的效率。
在電滲析中的作用
離子遷移促進:作為陽極,它在電場作用下可以吸引陰離子向其遷移,從而推動電滲析過程中離子的分離和濃縮。例如在海水淡化、工業廢水處理等過程中,幫助去除或濃縮特定的離子成分。
減少極化現象:有助于減少電極表面的極化,極化現象會增加能耗并降低電滲析效率,鈦陽極能使電極反應更高效地進行。
