电渗析

电渗析水处理技术的优点和不足

电渗析水处理技术的优点和不足 1、能量消耗少： 电渗析器在运行中，不发生相的变化，只是用电能来迁移水中已解离的离子。它耗用的电能一般是与水中含盐量成正比的。大多数人认为，对含盐量4000～5000mg/L以下的苦咸水的变化，电渗析技术是耗能少的较经济的技术。 2、药剂耗量少，环境污染小： 离子交换技术在树脂交换失效后要用大量酸、碱进行再生，水洗时有大量废酸、碱排放，而电渗析系统仅酸洗时需要少量酸。 3、设备简单，操作方便： 电渗析器是用塑料隔板与离子交换膜剂电极板组装而成的，它的主体配套设备都比较简单，而且膜和隔板都是高分子材料制成，因此，抗化学污染和抗腐蚀性能均较好。在运行时通电即可得淡水，不需要用酸碱进行繁复的再生处理。 4、设备规模和除盐浓度适应性大： 电渗析水处理设备可以从每日几吨的小型生活饮用水淡化水站到几千吨的大、中型淡化水站。 5、用电较易解决、运行成本较低：电渗析技术也存在以下不足：

1、对离解度小的盐类及不离解的物质难以去除，例如，对水中的硅酸和不离解的有机物就不能去除掉，对碳酸根的迁移率就小一些。 2、电渗析器是由几到几百张较薄的隔板和膜组成。部件多，组装要求较高，组装不好，会影响配水均匀。 3、电渗析设备是使水流在电场中流过，当施加一定电压后，靠近膜面的滞留层中电解质的盐类含量较少。此时，水的离解度增大，易产生极化结垢和中性扰乱现象，这是电渗析水处理技术中较难掌握又必须重视的问题。 4、电渗析器本身耗水量还是较大的。虽然采取极水全部回收，浓水部分回收或降低浓水进水比例等措施，但本身的耗水量仍达20%～40%。因此，缺水地区，应用电渗析水处理技术会受到一定限制。 5、电渗析水处理对原水净化处理要求较高，需增加精密过滤设备。

电渗析技术

电渗析技术的发展及应用 08食科汪强 20080808132 摘要：电渗析技术属于膜分离技术, 广泛应用于食品、化工、废水处理等行业的分离纯化的生产过程中, 有效率高、清洁卫生及经济节能等优点。本文简述了电渗析技术的类型, 重点论述了电渗析技术的原理, 介绍了电渗析技术在食品行业以及在废水处理中应用研究, 并对其发展前景进行了展望。 关键词:电渗析;膜;应用 电渗析是在外加直流电场的作用下, 利用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。电渗析器, 就是利用多层隔室中的电渗析过程达到除盐的目的。电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。阳膜只允许通过阳离子, 阻止阴离子通过, 阴膜只允许通过阴离子, 阻止阳离子通过。在外加直流电场的作用下, 水中离子作定向迁移。由于电渗析器是由多层隔室组成, 故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去, 从而使含盐水淡化。在食品及医药工业, 电渗析可用于从有机溶液中去除电解质离子, 在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得都比较成功[ 1] 。电渗析作为一种新兴的膜法分离技术, 在天然水淡化, 海水浓缩制盐, 废水处理等[ 2] 方面起着重要的作用, 已成为一种较为成熟的水处理方法。 1 .电渗析技术的类型 1.1倒极电渗析( EDR) 倒极电渗析就是根据ED 原理,每隔一定时间(一般为15～20 min) ,正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。 1.2液膜电渗析( EDLM) 液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜[3 ] ,其实验模型就是用半透玻璃纸将液膜溶液包制成薄层状的隔板,然后装入电渗析器中运行。利用萃取剂作液膜电渗析的液态膜,可能为浓缩和提取贵金属、重金属、稀有金属等找到高效的分离方法,因为寻找对某种形式离子具有特殊选择性的膜与提高电渗析的提取效率有关。提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。 1.3填充床电渗析( EDI) 填充床电渗析( EDI) 是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法,它的最

电渗析法综述

电渗析技术综述 摘要：电渗析技术属于膜分离技术，广泛应用于食品、化工、废水处理等行业的分离纯化的生产过程中，有效率高、经济节能等优点。本文重点介绍电渗析技术的原理和分类，还有电渗析技术在食品行业中的应用及对其发展的展望。 关键词：电渗析原理分类应用展望 1、电渗析 电渗析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。目前电渗折技术己发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位。广泛应用于化工脱盐，海水淡化，食品医药和废水处理等领域，在某些地区已成为饮用水的主要生产方法，具有能量消耗少，经济效益显著；装置设计与系统应用灵活，操作维修方便，不污染环境，装置使用寿命长，原水的回收率高等优点。[1] 2、电渗析技术的发展简介 电渗析技术的研究始于20世纪初的德国，1903年，Morse和Pierce把两根电极分别置于透析袋内部和外部的溶液中发现带点杂质能迅速地从凝胶中除去；1924年，Pauli采用化工设计的原理，改进了Morse的试验装置，力图减轻极化，增加传质速率，直至20世纪50年代离子交换膜的制造进入工业化生产后，电渗析技术才进入实用阶段。其中经历了三大革新：一是具有选择性离子交换膜的应用，二是设计出多层电渗析的组件，三是采用倒换电极的操作式。目前电渗析技术已发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位。电渗析技术的分类 3.1、倒极电渗析 倒极电渗析就是根据电渗析原理,每隔一定时间(一般为15～20min),正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。在20世纪80年代后期,倒极电渗析器的使用,大大提高了电渗析操作电流和水回收率,延长了运行周期。EDR在废水处理方面尤其有独到之处,其浓水循环、水回收率最高可达95%。 3.2、液膜电渗析 液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜,其实验模型就是用半透玻璃纸将液膜溶液包制成薄层状的隔板,然后装入电渗析器中运行。利用萃取剂作液膜电渗析的液态膜,可能为浓缩和提取贵金属、重金属、稀有金属等找到高效的分离方法,因为寻找对某种形式离子具有特殊选择性的膜与提高电渗析的提取效率有关。提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。例如,固体离子交换膜对铂族金属(锇、钌等)的盐溶液进行电渗析时,会在膜上形成金属二氧化物沉淀,这将引起膜的过早损耗,并破坏整个工艺过程,应用液膜则无此弊端。 3.3、填充床电渗析 填充床电渗析是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法,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。它集中了电渗析和离子交换法的优点,提高了极限电流密度和电流效率。1983年Ke2dem.o.及其同事们提出了填充混合离子交换树脂电渗析过程除去离子的思想,1987年,Mlillpore公司推出了这一产品。填充床电渗析技术具有高度先进性和实用性,在电子、医药、能源等领域具有广阔的应用前景,可望成为纯水制造的主流技术。 3.4、双极性膜电渗析

反渗透、电渗析技术比较

反渗透、电渗析、电吸附技术比较 一、原理比较 1、反渗透（RO）除盐原理 当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透处理的基本原理。 2、电渗析除盐原理 电渗析是膜分离技术的一种，是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能，在外加直流电场力的作用下，使阴、阳离子定向迁移透过选择性离子交换膜，从而使电介质离子自溶液中分离出来的过程。 除盐原理如图所示，电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。

二、反渗透、电渗析在污水回用领域的技术特点比较 序号项目电渗析反渗透RO(双膜法) 1 除盐原理利用离交换膜和直流电场，使 水中电解质的离子产生选择 性迁移，从而达到使水淡化的 装置。 以分子扩散膜为介质，以静 压差为推动力将溶剂从溶 液中取出 2 透过物溶质，盐溶剂，水 3 截留物溶剂，水溶质，盐 4 膜类型离子膜不对称膜，复合膜 5 除盐率60%－90%80%－95%（废水）6 处理污水膜通量与 处理净水膜通量比 10.5－0.7 7 经济回收率45%－70%60%－75% 8 工作温度大于5℃小于40℃大于4℃小于40℃ 9 随温度降低通量衰 减无 每降低1℃膜通量下降 2-3%

电渗析技术说明

电渗析技术说明 在外加直流电场的作用下利用阴离子膜和阳离子交换膜的选择透水性，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中，从而使一部分淡化使另一部分浓缩的过程。电渗析利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）。在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。 电渗析与反渗透相比，它的价格便宜，但脱盐率低。当前国产离子交换膜质量亦很稳定，运行管理也很方便，自动控制频繁倒极电渗析（EDR），运行管理更加方便。原水利用率可达80%，一般原水回收率在45%～70%之间。电渗析主要用于水的初级脱盐，脱盐率在45%～80%之间。它广泛被用于海水与苦咸水淡化;制备纯水时的初级脱盐以及锅炉、动力设备给水的脱盐软化等。 基本性能∶操作压力0.5～3.0kg/em2;操作电压100～250V，电流1～3A;本体耗电量每吨淡水0.2～2.0kW·h。 电渗析法的特点为∶ a.可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用; b.可以用于蔗糖等非电解质的提纯，以除去其中的电解质; c.在原理上，电渗析器是一个带有隔膜的电解池，可以利用电极 上的氧化还原，效率高。 在电渗析过程中也进行以下次要过程∶ a.同名离子的迁移，离子交换膜的选择透过性往往不可能是百分

之百的，因此总会有少量的相反离子透过交换膜; b.离子的浓差扩散，由于浓缩室和淡化室中的溶液中存在着浓度差，总会有少量的离子由浓缩室向淡化室扩散迁移，从而降低了渗析效率; c.水的渗透，尽管交换膜是不允许溶剂分子透过的，但是由于淡化室与浓缩室之间存在浓度差，就会使部分溶剂分子（水）向浓缩室渗透; d.水的电渗析，由于离子的水合作用和形成双电层，在直流电场作用下，水分子也可从淡化室向浓缩室迁移; e.水的极化电离，有时由于工作条件不良，会强迫水电离为氢离子和氢氧根离子，它们可透过交换膜进入浓缩室; f.水的压渗，由于浓缩室和淡化室之间存在流体压力的差别，迫使水分子由压力大的一侧向压力小的一侧渗透。显然，这些次要过程对电渗析是不利因素，但是它们都可以通过改变操作条件予以避免或控制。

电渗析设备

电渗析设备 一、概况 淡水化一般指将高盐量的水经过除盐处理后。变成能满足首页那个馋和的生活饮用的淡水。因为是部分除盐，故称之为淡化。 给水淡化处理中最常用的方法有：电渗析法，反渗透法，离子交换法，而电渗析法在海水和苦咸水淡化或初级除盐中，既能制取满足生产和生活用水要求，而且设备简单，运行管理方便，因此备受推广使用。 二、工作原理 电渗析是利用离子交换膜对溶液中阴阳例子的选择透过性，以直流电场为推动力的膜分离方法，它是使溶质和溶液分离的一种物理化学过程。 三、工艺选择及原水预处理说明 电渗析是脱盐工艺中的一个单元，可与其他脱盐技术配合，达到理想的目的。集中电渗析脱盐工艺如下： 1．原水→预处理→电渗析→脱盐水；这是制取工业用脱盐水或初级纯水的简单工艺。 2．原水→预处理→电渗析→消毒→脱盐水；由海水，苦咸水制取饮用水或从自来水制取食品，饮料用水可采取此工艺。 3．原水→预处理→电渗析→离子交换→脱盐水；此工艺用于制取纯水或高纯水。电渗析首先将水中含盐量去除80%~90%，剩余的少量盐由离子交换树脂去除，这样可以大大减轻离子交换的负担，从而可以减少酸，碱的用量，利于环境保护。此工艺应用最为广泛。 4．原水→预处理→软化→电渗析→脱盐水；此工艺适用于处理高硬度，高硫酸水，或地硬度苦咸水（可用浓水作软化再生剂）。 5．其他：还可以与反渗透，超滤相配合，制取医药，电子工

业用水。 原水经过处理后应符合电渗析器进水水质指标，电渗析技术国家标准规定：水温5~40℃；耗氧量（KmnO4）＜3mg/L，游离氯＜ 0.1mg/L，铁＜0.3mg./L，锰＜0.1mg/L，浊度＜3mg/L。 工艺中的预处理是为满足电渗析进水要求，预处理的目的是去除水中的机械杂质，悬浮物，胶体物质，有机物质，微生物，藻类和细菌以及某些对离子交换膜产生毒害作用的物质（如Fe、Mn、H2S、游离氯等）。水中的机械杂质、悬浮物极易在电渗析器内沉淀，造成水流不畅；有机物质，悬浮物质，微生物，藻类，细菌极易沉淀或吸附在膜的表面并深入膜内，造成膜的污染；水中有害重金属离子（如Fe+、Mn+等）能与膜结合，使膜中毒；水中氧化还原物质或有害气体（H2S，游离氯等）也会对膜产生氧化，分解或其他作用。 以上这些现象如果发生，将会使电渗析器的水流阻力增加，膜堆电阻增大或使膜损坏，导致工作电压上升，工作电流下降，产水量降低，脱盐率下降，电耗增加或弄淡水串流，从而电渗析处于极为恶劣的运行状况，此时不得不进行频繁的酸洗，甚至解体清洗或解体换膜。由此可见，为保证电渗析的安全稳定运行，原水预处理非常必要。预处理方法视原水水质而定。深井水一般水质透明，悬浮物较少，采用简单的过滤和精密过滤即可。但地下水硬度高或含Fe、Mn，则需采用软化，除Fe、Mn措施。自来水常含有微量的悬浮物质，有机物和游离氯，采用过滤和活性炭吸附过滤式必要的。如采用地面水为水源，一般需采用混凝沉淀或微絮凝或加氯再过滤，活性炭和精密过滤等方法。但不论采用何种水源水，在电渗析器前设置孔径为5-25μm的精密过滤器作为保安过滤器是必要的，它可以使电渗析免受各种杂志的影响，以保证其正常工作。 四、电渗析规格及设计技术参数

电渗析(ED)技术及操作简介

电渗析（ED）技术及操作简介 电渗析原理 电渗析器是在外加直流电场的作用下，当含盐分的水流经阴、阳离子交换膜和隔板组成的隔室时，水中的阴、阳离子开始定向运动，阴离子向阳极方向移动，阳离子向阴极方向移动，由于离子交换膜具有选择透过性，阳离子交换膜（简称阳膜）的固定交换基团带负电荷，因此允许水中阳离子通过而阻挡阴离子，阴离子交换膜（简称阴膜）的固定交换基团带正电荷，因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子，致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去，从而达到淡化的目的。电渗析器通电以后，电极表面发生电极反应，致使阳极水呈酸性，并产生初生态的氧O2和氧气Cl2。阴极水呈减性，当极节水中有Ca=+和Ng++时由生成CaCO3和Ng(OH)2水垢，结集在阴极上，阴极室有氧气H2排出。因此极水要畅通，不断排出电极反应产物，有利于电渗析器正常运行。 三、电渗析的结构 电渗析不论其规格怎样，形式如何，均由膜堆、电极、夹紧装臵三大部件组成。 1.膜堆 一张阳膜、一张隔膜、一张阴膜，再一张隔板组成一个膜对，一对电极之间所有的膜对之和称膜堆。它是电渗析器的心脏部件，也是电渗析器性能好、坏的关键部件。 在此简单介绍组成膜对零件的主要材料： （1）阴、阳离子交换膜：按膜中活性基团的均一程度可分为异相膜（非均质），均相膜与半均相膜。理论上讲均相膜优越，事实上由于各制膜厂技术水平不齐，生产经验不等，制出来的膜性能相关很大，即使同一家厂的产品由于批号不一样性能差别也不小。本所通过试制比较确定采用上海化工厂生产的异相膜，该膜性能相对比较稳定。 （2）隔板：本所电渗析器隔板流进均为无回路短流形式。其边框采用0.9毫米聚丙烯板冲压成型。内烫二聚丙烯丝编织网构成水流通道，有时根据用户需要选用0.5或1.2毫米聚丙烯板加工成型（一般说隔板愈薄脱盐效果越好，但对进水水质要求也愈高）。 2.电极 一般电渗析的电极采用石墨、铅、不锈钢材料，这些电极材料易得，造价低，制作方便；但电化学性能不好，寿命短。本所产品电极使用优质钛为基材、表面涂履镣、铱等稀土金属，具有电化学性能好，耐腐蚀、寿命长、形状如图四所示。 3.夹紧装臵

电渗析

1 电渗析技术概述 电渗析(ED)技术Il1是膜分离技术的一种， 1、1原理：是将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成除盐(淡化)和浓缩两个系统，在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。 1、2优点是：①能量消耗低；②药剂耗量少，环境污染小；⑧对原水含盐量变化适应性强；④操作简单，易于实现机械化、自动化；⑤设备紧凑耐用，预处理简单；⑥水的利用率高。 电渗析也有它自身的缺点：与反渗透(RO)相比，脱盐率较低。在运行过程中易发生浓差极化而产生结垢； 1、3两个基本理论-解释离子交换膜的双电层理论和应用于膜两侧大分子渗透平衡以及离子交换树脂与电解质溶液间平衡的膜平衡理论 书本p118-119（规律） 1、4 传递现象书本p119 2 电渗析技术及其应用 2．1 电渗析技术发展简述 经历了三大革新：①具有选择性离子交换膜的应用网；②设计出许多层电渗析的组件；③采用倒换电极的操作式。 目前电渗析技术已发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位。应用前景非常广阔。 2．2 几种常见的电渗析过程（6种） 2．2．1 倒极电渗析(EDR) EDR为电渗析的应用前景提供了一个重要方向[，根据ED原理，每隔一定时间(一般为15-20min)，正负电极极性相互倒换(频繁倒极)，能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。在废水处理方面的应用有其独到之处，EDR 浓水循环，水回收率最高可达95％，它的服役寿命长，管理简单，与其他方法相比更有竞争力。 2．2．2 填充电渗析(EDI) 填充床电渗析(EDI)，它是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法，它集中了电渗析和离子交换法的优点，并克服了它们各自的缺点，提高了极限电流密度和电流效率的作用。

电渗析技术的简介

电渗析技术的简介 一、电渗析技术简介及其发展背景 电渗析(eletrodialysis,简称ED) 技术是膜分离技术的一种,它将阴、 阳离子交换膜交替排列于正负电极之间,并用特制的隔板将其隔开,组成除盐(淡化)和浓缩两个系统,在直流电场作用下,以电位差为动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。 电渗析技术的研究始于德国,1903年,Morse和Pierce把2根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中,发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去;1924年,Pauli采用化工设计的原理,改进了Morse的实验装置,力图减轻极化,增加传质速率。但直到1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜后,电渗析技术才进入了实用阶段,其中经历了三大革新: (1) 具有选择性离子交换膜的应用; (2) 设计出多隔室电渗析组件; (3) 采用频繁倒极操作模式。 现在离子交换膜各方面的性能及电渗析装置结构等不断革新和改进,电渗析技术进入了一个新的发展阶段,其应用前景也更加广阔。 电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。阳膜只允许通过阳离子,阻止阴离子通过,阴膜只允许通过阴离子,阻止阳离子通过。在外加直流电场的作

用下,水中离子作定向迁移。由于电渗析器是由多层隔室组成,故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去,从而使含盐水淡化。在食品及医药工业,电渗析可用于从有机溶液中去除电解质离子, 在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得都比较成功。 电渗析作为一种新兴的膜法分离技术,在天然水淡化,海水浓缩制盐,废水处理等方面起着重要的作用,已成为一种较为成熟的水处理方法。 二、几种电渗析技术 1 倒极电渗析( EDR) 倒极电渗析就是根据ED 原理,每隔一定时间(一般为15～20 min) ,正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。在20 世纪80 年代后期,倒极电渗析器的使用, 大大提高了电渗析操作电流和水回收率,延长了运行周期。EDR 在废水处理方面尤其有独到之处,其浓水循环、水回收率最高可达95 %。 2 液膜电渗析( EDLM) 液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜,其实验模型就是用半透玻璃纸将液膜溶液包制成薄层状的隔板,然后装入电渗析器 中运行。利用萃取剂作液膜电渗析的液态膜,可能为浓缩和提取贵金属、重金属、稀有金属等找到高效的分离方法,因为寻找对某种形式离子具有特殊选择性的膜与提高电渗析的提取效率有关。提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。例如,固体离子交换膜对铂族金属

电渗析技术清洁分离纯化肌氨酸_汪耀明

2015年8月 CIESC Journal August 2015第 66卷 第8期 化 工 学 报 V ol.66 No.8 电渗析技术清洁分离纯化肌氨酸 汪耀明1，李为2，徐铜文1 （1中国科学技术大学化学与材料科学学院，安徽 合肥230026；2合肥科佳高分子材料科技有限公司，安徽 合肥 230601） 摘要：肌氨酸作为一种高附加值的精细化工产品具有广泛的应用前景。目前肌氨酸的生产过程中存在肌氨酸产品与无机盐的分离过程。传统的分离方法为分步结晶法，存在能耗高、消耗的化学试剂多、污染大等缺点。为实现肌氨酸的清洁生产，本文采用自制电渗析装置对肌氨酸进行分离纯化，考察了操作电流以及溶液起始pH 对整个分离效果的影响。结果表明，当操作电流为2 A ，起始pH 为6.5时，电渗析过程中无机盐的去除率大于99%，其产品得率为71.5%，电渗析工艺生产肌氨酸的能耗为26.4 kW ·h ·t ?1，总成本仅为311元·t ?1，大大优于传统的生产工艺。由此可见，电渗析工艺可实现肌氨酸产品的节能、环保生产。 关键词：离子交换膜；电渗析；肌氨酸；清洁生产 DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157.20150701 中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2015）08—3137—07 Electrodialysis for cleaner separation and purification of sarcosine WANG Yaoming 1, LI Wei 2, XU Tongwen 1 (1School of Chemistry and Material Science , University of Science and Technology of China , Hefei 230026, Anhui , China ; 2 Hefei ChemJoy Polymer Materials Co ., Ltd , Hefei 230601, Anhui , China ) Abstract : Sarcosine is a high-value fine chemical which has many significant applications. Now there is a separation process to remove the inorganic salts from the target product during the production of sarcosine. Multistage fractional crystallization is the conventional separation technology for sarcosine production which has many drawbacks such as high energy consumption, large consumption of chemicals and environmental pollution. To achieve cleaner production of sarcosine, a self-made electrodialysis stack was used in the separation and purification of the target product. The influences of current density and initial pH value in the feed solution on the production of sarcosine were investigated. Results indicated that salt removal rates higher than 99% and a product recovery ratio of 71.5% can be obtained at a current of 2 A and initial feed solution of pH 6.5. The total energy consumption for sarcosine production was 26.4 kW ·h ·t ?1 and the total process cost was estimated at 311 ￥·t ?1, which is much less than the conventional separation technologies. It can be seen that electrodialysis is not only energy-saving but also environment- friendly for the industrial production of sarcosine. Key words : ion exchange membrane; electrodialysis; sarcosine; cleaner production 引 言 肌氨酸，又名N -甲基甘氨酸，是合成肌酸的中 间体，传统上是作为工业用品染料稳定剂和日用化 学品氨基酸型表面活性剂[1]。同时，肌氨酸还有一些独特的生理功能，如提高人的智力、增加肌肉无 2015-05-25收到初稿，2015-06-08收到修改稿。 联系人：徐铜文。第一作者：汪耀明（1984—），男，博士，副研究员。 基金项目：国家自然科学基金项目（21276247，21476220）。 Received date : 2015-05-25. Corresponding author : Prof.XU Tongwen, twxu@https://www.wendangku.net/doc/c510149209.html, Foundation item : supported by the National Natural Science Foundation of China (21276247, 21476220).

《电渗析器》word版

电渗析器 一、 电渗析器的主要结构 电渗析器的主要由膜堆、级区及夹紧装置组成，见图7-6。 图7- 6 电渗析器的基本结构及组装形式 1-压紧板；2-垫板；3-电极；4-垫圈； 5-导水、极水板；6-阳膜；7-淡水隔板框； 8-阴膜；9-浓水隔板框—极水；—浓水；……淡水 在电渗析器中“膜对”是最小电渗析工作单元，它由阴膜、淡水隔板、阳膜和浓水隔板组成。由若干个膜对组成的总体称为“膜堆”。置于电渗析器夹紧装置内侧的电极称为“端电极”。在电渗析器膜堆内，前后两极共同的电极称为“共电极”。 电渗析器的组装方式有串联、并联及串-并联相结合的几种形式。常用“级”和“段”来表示。“级”是指电极对的数目。“段” 是指水流方向，水流通过一个膜堆后，改变方向进入后一个膜堆，即 增加一段。电渗析器的组装方式有一级一段、一级多段、多级多段等。图7-7是电渗析器的组装方式示意图。 一级一段电渗析器即一台电渗析器仅含一段膜堆，由于只有一对端电极，通过每个膜对的电流强度相等。水流通过膜堆时，是平行地向同一方向通过各膜对，实际上这样的膜堆是以并联的形式组成一段。这种电渗析器的产水量大，整台脱盐率就是1张隔板流程长度的脱盐率，多用于大、中型制水场地。国内一级一段电渗析器一般含有200~360个膜对。 一级多段电渗析器通常含有2~3段，使用一对电极，膜堆中通过每个膜对的电流强度相等。这类电渗析器段与段之间的水流方向 图7-7 电渗析器的“级”和“段”示意图 相反，内部必须装有用来改变水流方向的导向隔板，使水流从一段出来改变方向流入另一段，这种方式实际是串联组装。在级内分段是为了增加脱盐流程长度，以提高脱盐率。这种形式的电渗析器单台产水量较小，压降较大，脱盐率较高，适用于中、小型制水场地。 多级多段电渗析器使用共电极使膜堆分级。一台电渗析器含有2~3级、4~6段。将一台电渗析器分成多级多段进行组装，是为了获得更高的脱盐率，多用于小型海水淡化器和小型纯水装置。 二、电渗析器的性能指标 1． 淡水产量 Q d = 0.0036 nvdb 7-22 式中 Q d ——单台电渗析器在单位时间内的淡水产量，m 3/h ；

电渗析

电渗析是膜分离技术的一种，它是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的谈化、浓缩、精制或纯化的目的。在水处理方面，这项技术首先用于苦咸水淡化，而后逐渐扩大到海水淡化及制取饮用水和工业纯水的给水处理中，并且在里金属废水处理、放射性废水处理等工业废水处理中部巳得到应用，目前已成为一种重要的膜法水处理方法，愈来愈受到重视。 对电渗析基本概念的研究始于本世纪初，但在相当长的一段时间内，一直采用动物皮、膀肋膜或人造纤维、羊皮纸等进行实验室研究，而这些膜都没有工业应用价值‘随着合成树脂的发展，1950年w．朱达试制出具有高选择性的明、阳离子交换膜后，才奠定了电渗析技术的实用基础。1954年美、英等国将电渗析首先用于生产实践中，淡化苦咸水、制备工业用水和饮用水。此后，电渗析技术逐步引入中东和北非。自1959年起前苏联也开始研究和推广应用。日本主要利用电渗桥法浓编制盐，1969年日本国内食盐有30％是用离于交换膜电渗析法生产的，1970年才将电渗新技术用于苦咸水淡化。 目前高于交换膜的研究、生产和应用均已达到很高的水乎。电渗析技术领先的国家是美国和日本。生产离子交换膜和电渗析器最多的国家是日本，如日本的旭化成、旭硝于和德山曹达等公司。美国的Lo础c化学公司、AMF公司(机械和铸造公司)、Ionlcs(离子)公司等也都是生产离子交换膜的大企业。电渗析器的发展韧期以小型化为主，如美国、前苏联、以色列等国均制造小型电渗析器，用于提供家庭饮用水。美国还将电渗析用在人造卫星上，即将人体诽出的汗水和小便，用电渗析与活性炭床联合装置处理后再用作饮用水。而目前电渗桥装置主要向大型化、高膜堆方向发展，发展高温电渗桥，提高电导，减少电耗，发展新型电渗析装置等。同时正着重于膜的改性和特殊用途膜的开发研制，如耐高温、耐氧化、耐酸碱、耐辐射及抗有机污染等膜的研制。 我国电渗析技术的发展始于1958年*最初中国科学院化学所、上海医药工业研究院及海军某科研单位相继开展研究。首先开展了海水淡化和苦咸水谈化的研究，并以组织攻关、会战等形式，大大推动了电渗析技术的发展。到1966年上海化工厂开始工业化试生产聚乙烯异相离子交换膜，从此电渗忻技术开始进入实用化阶段。40年来离子交换膜生产已具相当规模，聚乙烯异相膜的生产量已超过20万m2／a，主要生产厂家是上海化工厂，产量居全国第一，占全国总产量的90％，其次还有南新纯水设备厂、晨光化工研究院三分厂等。全国研制的膜品种共44种，己商品生产的膜有12类19种(多数系小规模)，已具有相当水平。电渗析器的生产也得到迅猛的发展，据不完全统计，到1984年我国已有30多个厂家．历年生产电渗疥器共4000台左右．分布于全国28个省市的994个用户。仅上海市就有近500台，分布在200多个单位使用。北京市有电渗济器约600台．其中本市产450台。目前我国在世界上已成为电渗析的大用户之一。 二、电渗轿拉术的特点 电渗析技术的特点有以下几个方面： (1) 能量消耗低。电渗桥除盐过程中，只是用电能来迁移水中的盐分，而大量的水不发生相的变化，其耗电量大致与水中的台盐量成正比，尤其是对含盐量为数于”8儿的苦咸水，其耗电量更低。 (2) 药刑耗量少．环境污染小。常规的离子交换处理水时，树脂失效后密用酸、碱进行再生，再生后生成大量酸、碱再生废液，水洗时还耍诽放大量酸、碱性废水。而电诊析法处理水时，它不必再生，仅酸洗时需要少量的酸。因此*电渗析法是耗用药刑少，环境污染 小的一种除盐手段。

海水淡化电渗析法分析

海水淡化电渗析法分析 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开 源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，海水淡化设备可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。 电渗析法在海水淡化中的作用 反渗透法海水淡化与蒸馏法对比，膜法海水淡化只能利用电能，蒸馏法海水淡化利用热能和电能。所以反渗透淡化适合有电源的场合，蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。但是随着反渗透膜性能的提高和能量回收装置的问世，其吨水耗电量逐渐降低。反渗透海水淡化经一次脱盐，能生产相当于自来水水质的淡化水。虽然蒸馏法海水淡化水质较高，但反渗透技术仍具有较强的自身优势，如应用范围广，规模可大可小，建设周期短，不但可在陆地上建设，还适于在车辆、舰船、海上石油钻台、岛屿、野外等处使用。 预处理在反渗透系统中的作用

反渗透系统需要较好的预处理，才能保证出水水质。在海水淡化领域中，预处理是保证反渗透系统长期稳定运行的关键。由于海水中的硬度、总固体溶解物和其他杂质的含量均较高，在运行过程中，反渗透系统对于浊度、pH值、温度、硬度和化学物质等因素较为敏感，所以对进水的要求相对较高，如果进水水质差，产水率就非常低。因此，海水在进入反渗透膜装置之前必须进行预处理。 水是非常重要的自然资源，现在随着淡水资源越来越少，水资源不足已经成为了人们日益关切的问题。有人预言，19世纪争煤，20世纪争油，21世纪以后争水。这个预言看着都会觉得心酸，我们生活中最常见，也最重要的水居然在渐渐地离我们远去，而这一现象绝大多数取决于浪费资源。海水淡化设备充分利用了全球优势，将以前我们认为不可能食用的海水转化为淡水，大大节省了淡水资源，为水资源短缺这一现象带来希望。

电渗析课件

电渗析过程原理及应用 一、电渗析过程原理 电渗析是指在直流电场作用下，溶液中的荷电离子选择性的定向迁移，透过离子交换膜并得以去除的一种膜分离技术。 电渗析过程的原理如图所示，在正负两电极之间交替地平行放置阳离子和阴离子交换膜，依次构成浓缩室和淡化室，当两膜形成的隔室中充入含离子的溶液并接上直流电源后，溶液中带正电荷的阳离子在电场力作用下向阴极方向迁移，穿过带负电荷的阳离子交换膜，而被带正电荷的阳离子交换膜所挡住，这种与膜所带电荷相反的离子透过膜的现象被称为反离子迁移。同理，溶液中带负电荷阴离子在电场力作用下向阳极运动，透过带正电荷的阴离子交换膜，而被阻于阳离子交换膜。其结果是使第2、4浓缩室的水中离子浓度增加；而与其相间的第3淡化室的浓 在实际的电渗析系统中，电渗析器通常由100-200对阴、阳离子交换膜与特制的隔板等组装而成，具有相应数量的浓缩室和淡化室。含盐溶液从淡化室计入，在直流电场的作用下，溶液中荷电离子分别定向迁移并透过相应离子交换膜，使淡化室溶液脱盐淡化并引出，而透过离子在浓缩室中增浓排出。由此可知，采用电渗析过程脱除溶液中的离子基于两个基本条件：直流电场的作用，使溶液中正负离子分别向阴极和阳极做定向迁移；离子交换膜的选择透过性，使溶液中的荷电离子在膜上实现反离子迁移。 电渗析器, 就是利用多层隔室中的电渗析过程达到除盐的目的，电渗析器由 隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。 电渗析器中，阴阳离子交换膜交替排列是最常见的一种形式，事实上，对一定的分离要求，电渗析器也可单独由阴离子或阳离子交换膜组成。 电渗析脱盐过程与离子交换膜的性能有关，具有高选择性渗透率、低电阻力、优良的化学和热稳定性以及一定的机械强度是离子交换膜的关键。

电渗析水处理技术的优点和不足

电渗析水处理技术的优点和不足 [2014-04-29] 电渗析是以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，将带电组分的盐类与非带电组分的水分离的薄膜分离技术，这种技术利用离子交换膜的特性，使水得到淡化除盐。电渗析水处理技术首先被用于苦咸水的化，而后逐步扩大到海水淡化和制取工业纯水的应用中。 电渗析技术与离子交换技术相比，具有以下优点： 1、能量消耗少： 电渗析器在运行中，不发生相的变化，只是用电能来迁移水中已解离的离子。它耗用的电能一般是与水中含盐量成正比的。大多数人认为，对含盐量4000～5000mg/L以下的苦咸水的变化，电渗析技术是耗能少的较经济的技术。 2、药剂耗量少，环境污染小： 离子交换技术在树脂交换失效后要用大量酸、碱进行再生，水洗时有大量废酸、碱排放，而电渗析系统仅酸洗时需要少量酸。 3、设备简单，操作方便： 电渗析器是用塑料隔板与离子交换膜剂电极板组装而成的，它的主体配套设备都比较简单，而且膜和隔板都是高分子材料制成，因此，抗化学污染和抗腐蚀性能均较好。在运行时通电即可得淡水，不需要用酸碱进行繁复的再生处理。 4、设备规模和除盐浓度适应性大： 电渗析水处理设备可以从每日几十吨的小型生活饮用水淡化水站到几千吨的大、中型淡化水站。 5、用电较易解决、运行成本较低： 电渗析技术也存在以下不足： 1、对离解度小的盐类及不离解的物质难以去除，例如，对水中的硅酸和不离解的有机物就不能去除掉，对碳酸根的迁移率就小一些。 2、电渗析器是由几十到几百张较薄的隔板和膜组成。部件多，组装要求较高，组装不好，会影响配水均匀。 3、电渗析设备是使水流在电场中流过，当施加一定电压后，靠近膜面的滞留层中电解质的盐类含量较少。此时，水的离解度增大，易产生极化结垢和中性扰乱现象，这是电渗析水处理技术中较难掌握又必须重视的问题。

电渗析技术对煤气化灰水的处理

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/c510149209.html, 电渗析技术对煤气化灰水的处理 作者：张磊王海谦 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第01期 摘要：近年来，在经济高速发展和技术飞速进步的背景下，我国煤化工业在国家和政府 的支持下，通过行业人员的不断创新和发展，目前已经取得了一系列重大突破。其中，电渗析技术的发展对煤气化灰水的处理有着极其重要的意义。文章将对现如今我国煤化工业的状况进行讨论，深入剖析电渗析技术对煤气化灰水的处理方法，指出此项技术的发展前景。 关键词：电渗析技术；煤气化灰水 如今，飞快发展的社会对于资源利用提出了更加严苛的要求、而煤炭资源的大量使用却又无可避免的要伤害或者损坏我们所拥有的生活环境。这就要求提出或者创新啊更多先进的技术和方法来提高资源的利用率和处理的洁净率，在如此要求下，电渗析技术对煤气化灰水的处理取得了极其重要的成绩。 1 背景 上个世纪50年代，电渗析技术发展起来，起初人们将次技术应用于海水淡化，而在后期技术的不断发展和改进中，电渗析技术已经广泛应用于多个行业，例如化工、冶金、造纸、医药等，并且其重要性也是与日俱增。在煤化工中，灰水和黑水一般是指气流床高压粉煤气化工艺中水循环中的水，水中含细灰。由激冷室、碳洗塔、渣池出来的水浊度较大被称为黑水，经处理后由泵再打入系统的水浊度较小称为灰水。 电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。目前电渗折技术己发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位，甚至在某些地区已成为饮用水的主要生产方法。具有能量消耗少，经济效益显著；装置设计与系统应用灵活，操作维修方便，不污染环境，装置使用寿命长，原水的回收率高等优点。 2 介绍 实质上，电渗析可以说是一种除盐技术，因为各种不同的水（包括天然水、自来水、工业废水）中都有一定量的盐分，而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个，由于离子交换膜具有选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，阴离子交换膜只允许阴离子以通过，这样在两个膜的中间隔室中，盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低，而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室，最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。

电渗析器设备技术

电渗析器设备技术 电渗析技术不是过滤型的膜分离技术。对原水的水质要求相对较低，具有较强的抗污染能力。电渗析应用于饮用水、工程用水、苦咸水的脱盐。 一、电渗析器的工作原理 电渗析器是在外加直流电场的作用下，当含盐分的水流经阴、阳离子交换膜和隔板组成的隔室时，水中的阴、阳离子开始定向运动，阴离子向阳极方向移动，阳离子向阴极方向移动。由于离子交换膜具有选择透过性，阳离子交换膜(简称阳膜)的固定交换基团带负电荷，因此允许水中阳离寸通过而阻挡阴离子; 阴离子交换膜(简称阴膜)的固定交换基团带正电荷，因此允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子，致使淡水隔室中的离子迁移到浓水隔室中去，从而达到淡化的目的，见图4-18. 根据电渗原理制取淡水时，要消耗一定量的浓水和极水，为了减少水耗量可以采用浓水循环和极水循环以及减少浓水和极水的方法。由于浓水的浓度提高了，降低了膜的选择透过性，因而降低了电流效率，增加了耗电量，表4-34、表4-35。在浓浓水直，排放条件下，水量比为淡水:浓水:极水==1：1.2：0.2（或1：0.6：0.2）。这时水的利用率约45.5%~55.5%。采用浓水循环可降低水耗量。 二、电渗析器的结构 电渗析器由膜堆、极区、夹紧装置三大部件组成。电渗析器的组装型式与膜堆水流方向见图4-19。 (一)膜堆 一张阳膜、一张隔板、一张阴膜，再一张隔板组成一个膜对。一对电极之间所有的膜对之和称为膜堆，它是电渗析器性能的关键部件。 组成膜对零件的主要材料如下: (1)阴、阳离子交换膜。按膜中活性基团的均一程度可分为异相膜(非均质)、均相膜两类。异相膜是把粉状树脂与胶黏剂混合后制成的膜;均相膜是直接使离子交换树脂的合成与成膜工艺结合制成的膜，异相膜与均相膜性能比较表4-36。 (2)隔板。隔板常用1~2mm的硬聚氯乙烯板制成，板上开有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。隔板的作用是使两层膜间形成水室，构成流水通道，并起配水和集水的作用。 (二)极区 极区由托板、电极、极框和弹性垫板组成。极区的主要作用是给电渗析器供直流电，将原水导人膜堆的配水孔，将淡水和浓水排出电渗析器，并通人和排出极水。电极托板的作用是加固极板和安装进出水接管，常用厚的硬聚氯乙烯板制成。电极的作用是接通内外电路，在电渗析器内造成均匀的直流电场。阳极常用石墨，铅、铁丝涂钉等材料;阴极可用不锈秀钢等材料制成。极框用来在极板和膜堆之间保持一定的距离，构成极室，也是极水的通道。极框常用厚5~7mm的粗网多水道式塑料板制成。垫板起防止漏水和调整厚度不均的作用，常用橡胶或软聚氯乙烯板制成。电渗析器通电后，电极表面发生电才电极反应，致使阳极水