電滲析利用半透膜的選擇透過(guò)性來(lái)分離不同的溶質(zhì)粒子(如離子)的方法稱為滲析。在電場(chǎng)作用下進(jìn)行滲析時(shí),溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子(如離子)通過(guò)膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析。
電滲析過(guò)程是電化學(xué)過(guò)程和滲析擴(kuò)散過(guò)程的結(jié)合;在外加直流電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性(即陽(yáng)離子可以透過(guò)陽(yáng)離子交換膜,陰離子可以透過(guò)陰離子交換膜),陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極移動(dòng)。離子遷移過(guò)程中,若膜的固定電荷與離子的電荷相反,則離子可以通過(guò);如果它們的電荷相同,則離子被排斥,從而實(shí)現(xiàn)溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的。
利用電滲析原理進(jìn)行脫鹽或處理廢水的裝置,稱為電滲析器。
(1)電滲析器的構(gòu)造它由膜堆、極區(qū)和壓緊裝置三大部分構(gòu)成。
1)膜堆:其結(jié)構(gòu)單元包括陽(yáng)膜、隔板、陰膜,一個(gè)結(jié)構(gòu)單元也叫一個(gè)膜對(duì)。一臺(tái)電滲析器由許多膜對(duì)組成,這些膜對(duì)總稱為膜堆。隔板常用l~2mm的硬聚氯乙烯板制成,板上開(kāi)有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。隔板的作用是使兩層膜間形成水室,構(gòu)成流水通道,并起配水和集水的作用。
2)極區(qū):極區(qū)的主要作用是給電滲析器供給直流電,將原水導(dǎo)入膜堆的配水孔,將淡水和濃水排出電滲析器,并通入和排出極水。極區(qū)由托板、電極、極框和彈性墊板組成。電極托板的作用是加固極板和安裝進(jìn)出水接管,常用厚的硬聚氯乙烯板制成。電極的作用是接通內(nèi)外電路,在電滲析器內(nèi)造成均勻的直流電場(chǎng)。陽(yáng)極常用石墨、鉛、鐵絲涂釘?shù)炔牧?;陰極可用不銹鋼等材料制成。極框用來(lái)在極板和膜堆之間保持一定的距離,構(gòu)成極室,也是極水的通道。極框常用厚5~7mm的粗網(wǎng)多水道式塑料板制成。墊板起防止漏水和調(diào)整厚度不均的作用,常用橡膠或軟聚氯乙烯板制成。
3)壓緊裝置:其作用是把極區(qū)和膜堆組成不漏水的電滲析器整體??刹捎脡喊搴吐菟ɡo,也可采用液壓壓緊。
(2) 電滲析器的組裝 電滲析器的基本組裝形式如圖17-4所示。在實(shí)踐電通常用“級(jí)”、“段”和“系列”等術(shù)語(yǔ)來(lái)區(qū)別各種組裝形式。電滲析器內(nèi)電極對(duì)的數(shù)目稱為“級(jí)”,凡是設(shè)置一對(duì)電極的叫做一級(jí),兩對(duì)電極的叫二級(jí),依此類推。電滲析器內(nèi),進(jìn)水和出水方向一致的膜堆部分稱為“一段”,凡是水流方向每改變一次, "段"的數(shù)目就增加l。
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