滲析膜技術(shù):各種滲析膜技術(shù)原理
滲析是最早被發(fā)現(xiàn)并研究的膜分離技術(shù)，但因?yàn)槭艿奖旧眢w系的限制，滲析過程進(jìn)行緩慢，效率低下，滲析過程的選擇性不高，純水設(shè)備因此滲析過程主要用于脫除含有多種溶質(zhì)溶液中的低分子量組分，如血液滲析，即以滲析膜代替腎來去除尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒癥患者的病情。
（2）電滲析：電滲析(Electrodialysis，簡稱ED)是在直流電場的作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜對溶液中的陰陽離子的選擇性，把電解質(zhì)從溶液中分離出來，從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純。
（3）倒極電滲析(EDR)：倒極電滲析就是根據(jù)ED原理，每隔一定時(shí)間(一般為15～20min)，正負(fù)電極極性相互倒換，能自動(dòng)清洗離子交換膜和電極表面形成的污垢，以確保離子交換膜工作效率的長期穩(wěn)定及淡水的水質(zhì)水量。在20世紀(jì)80年代后期，倒極電滲析器的使用，大大提高了電滲析操作電流和水回收率，延長了運(yùn)行周期。EDR在廢水處理方面尤其有獨(dú)到之處，其濃水循環(huán)、水回收率最高可達(dá)95%。
（4）液膜電滲析(EDLM)：液膜電滲析是用具有相同功能的液態(tài)膜代替固態(tài)離子交換膜，其實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途褪怯冒胪覆ＡЪ垖⒁耗と芤喊瞥杀訝畹母舭?，然后裝入電滲析器中運(yùn)行。利用萃取劑作液膜電滲析的液態(tài)膜，可能為濃縮和提取貴金屬、重金屬、稀有金屬等找到高效的分離方法，因?yàn)閷ふ覍δ撤N形式離子具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率有關(guān)。提高電滲析的分離效率，直接與液膜結(jié)合起來是很有發(fā)展前途的。例如，固體離子交換膜對鉑族金屬(鋨、釕等)的鹽溶液進(jìn)行電滲析時(shí)，純水設(shè)備會(huì)在膜上形成金屬二氧化物沉淀，這將引起膜的過早損耗，并破壞整個(gè)工藝過程，應(yīng)用液膜則無此弊端。
（5）填充床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是將電滲析與離子交換法結(jié)合起來的一種新型水處理方法，它的最大特點(diǎn)是利用水解離產(chǎn)生的H+和OH-自動(dòng)再生填充在電滲析器淡水室中的混床離子交換樹脂，從而實(shí)現(xiàn)了持續(xù)深度脫鹽。它集中了電滲析和離子交換法的優(yōu)點(diǎn)，提高了極限電流密度和電流效率。填充床電滲析技術(shù)具有高度先進(jìn)性和實(shí)用性，在電子、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可望成為純水制造的主流技術(shù)。
（6）雙極性膜電滲析(EDMB)：雙極膜是一種新型離子交換復(fù)合膜，它一般由層壓在一起的陽離子交換膜組成，通過膜的水分子即刻分解成H+和OH-，可作為H+和OH-的供應(yīng)源。雙極性膜電滲析突出的優(yōu)點(diǎn)是過程簡單，能效高，廢物排放少。目前雙極性膜電滲析工藝的主要應(yīng)用領(lǐng)域在酸堿制備。例如，用雙極性膜和陽膜配成的二室膜可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉等)的轉(zhuǎn)化，同時(shí)得到堿(NaOH)，但濃度(酸最大濃度2mol·L-1，堿最大濃度6mol·L-1)和純度兩方面都受到限制?，F(xiàn)在開發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域還有廢氣脫硫、離子交換樹脂再生、鉀鈉的無機(jī)過程等。
（7）無極水電滲析：無極水電滲析是傳統(tǒng)電滲析的一種改進(jìn)形式，它的主要特點(diǎn)是除去了傳統(tǒng)電滲析的極室和極水。例如在裝置的電極緊貼一層或多層離子交換膜，它們在電氣上都是相互聯(lián)接的，這樣既可以防止金屬離子進(jìn)入離子交換膜，同時(shí)又防止極板結(jié)垢，延長電極的使用壽命。由于取消了極室，無極水排放，大大提高了原水的利用率。無極水電滲析于1991年問世，在應(yīng)用過程中技術(shù)不斷改善，純水設(shè)備現(xiàn)裝置在運(yùn)行方式上多采用頻繁倒極的形式。目前,無極水全自動(dòng)控制電滲析器已在國內(nèi)20個(gè)省、市使用，近來還遠(yuǎn)銷東南亞。
2、滲析膜的應(yīng)用
（1）工業(yè)廢水處理
電滲析可用于電鍍廢水、重金屬廢水等的處理，提取廢水中的金屬離子等，既能回收利用水和有用資源，又減少了污染排放。萬詩貴等自制離子膜電解槽研究了銅生產(chǎn)過程中鈍化液處理的可行性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不僅可以回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+，再生了鈍化液。電滲析法與離子交換法結(jié)合從酸洗廢液中回收重金屬和酸的工藝已在工業(yè)上應(yīng)用。
（2）飲用水及過程水處理
我國在西南地區(qū)采用電滲析法將鹽泉鹵水制鹽，使NaCl的含量穩(wěn)定提高到120g/L，與原來采用的單純熬鹽法相比，產(chǎn)量增加而成本降低。
（3）食品工業(yè)
在白酒生產(chǎn)中把握質(zhì)量最關(guān)鍵的一環(huán)是勾兌，而勾兌用水的質(zhì)量是很重要的，它不僅影響白酒的內(nèi)在質(zhì)量，還影響白酒的外觀質(zhì)量，使用電滲析法處量勾兌用水，可使水質(zhì)明顯改善，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
（4）生化行業(yè)
采用高性能離子交換膜，應(yīng)用電滲析脫鹽法，純水設(shè)備分離提純N-乙酰-L-半胱氨酸，取得了較為滿意的效果。根據(jù)雙極性膜電滲析系統(tǒng)的特點(diǎn)，即雙極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可以把雙極性膜電滲析技術(shù)應(yīng)用于大豆蛋白質(zhì)的分離，其有有很多優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)生產(chǎn)過程不需要添加酸和堿，資源可以循環(huán)利用，耗水少，分離出的蛋白質(zhì)中鹽含量明顯減少。純水設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備，濟(jì)南水處理設(shè)備，濟(jì)南去離子水設(shè)備。 濟(jì)南純水設(shè)備，醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。半導(dǎo)體純水設(shè)備。
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