上海三及新材料科技有限公司2025-05-22
一、电渗析法浓缩氯化钠的原理
电渗析(ED)是一种利用离子交换膜和电场作用分离溶液中离子的膜分离技术,其工作原理如下:
**组件:由阳离子交换膜(阳膜,允许阳离子通过)和阴离子交换膜(阴膜,允许阴离子通过)交替排列组成膜堆,分隔成多个隔室。
工作过程:
进料液:含 NaCl 的盐水进入淡化室(相邻膜间的隔室)。
电场作用:在直流电场下,Na?向阴极移动,穿过阳膜进入浓缩室;Cl?向阳极移动,穿过阴膜进入浓缩室。
结果:淡化室中 NaCl 浓度降低,浓缩室中 NaCl 浓度升高,从而实现盐水浓缩。
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二、电渗析法的优势 高效浓缩 可将低浓度盐水(如含 NaCl 0.1%~5%)浓缩至较高浓度(可达 15%~20% 以上),具体取决于原水浓度和设备设计。 过程无相变,能耗低于传统蒸馏法(如多效蒸发),尤其适合处理中等浓度盐水。 操作简便,自动化程度高 模块化设计,可通过调整膜堆数量和电流密度灵活控制处理量和浓缩倍数。 无需添加化学药剂,避免二次污染,适合环保要求高的场景。 兼容性强 适用于含其他离子(如 Ca2?、Mg2?等)的复杂盐水,但需注意离子竞争对浓缩效率的影响。 可与其他工艺(如反渗透 RO、蒸发结晶)联用,形成集成处理系统。
三、局限性和挑战 膜污染与结垢 高浓度盐水或含悬浮物、胶体的原水易导致膜表面污染,Ca2?、Mg2?等高价离子可能与 OH?结合生成沉淀(如 CaCO?、Mg (OH)?),堵塞膜孔并降低效率。 解决措施:预处理去除悬浮物和硬度离子(如加药软化、过滤),定期酸洗或碱洗膜堆。 能耗与成本 当盐水浓度较高时(如 NaCl >10%),溶液电导率上升,导致电耗***增加,此时电渗析的经济性可能低于蒸发法。 离子交换膜和电极材料(如钛涂钌)成本较高,且膜寿命有限(通常 3~5 年),需定期更换。 浓度上限限制 受离子迁移速率和膜性能限制,电渗析难以将 NaCl 浓缩至饱和浓度(约 36%),高浓度下需结合蒸发结晶工艺进一步处理。
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