YASA ET 亚沙环境丨电渗析:水净化背后的技术

来源: | 作者:YASA ET | 亚沙环境 | 发布时间: 2023-05-13 | 1159 次浏览 | 分享到:
在本文中,我们将探讨关于这项技术最常见的问题:电透析是什么,它如何工作,它的优缺点,以及它的潜在应用。

YASA ET | 电渗析:水净化背后的技术





在当今世界,获得清洁和安全的饮用水是每个人都应该拥有的一项基本权利。不幸的是,不断增长的人口,加上气候变化,使这一基本权利对一些人来说成为一种奢侈品。然而,电渗析技术已经得到了作用,提供了一种可持续的净化水的方式。 在本文中,我们将探讨关于这项技术最常见的问题:电透析是什么,它如何工作,它的优缺点,以及它的潜在应用。

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简单地说,什么是电渗析?

电渗析是一种利用电场从溶液中分离离子的技术。简单地说,这是一个利用电场净化水的过程。这项技术使用离子交换膜,选择性地允许具有特定电荷的离子通过。这个过程包括使用一堆交替的阴离子和阳离子交换膜,它们被放置在两个电极之间。当施加电场时,离子根据它们的电荷向各自的膜移动,并从膜之间的空间获得纯水。

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电透析的类型

电渗析有两种类型,即阳离子交换膜电渗析(CEM)和阴离子交换膜电渗析(AEM)。在CEM中,阳离子被选择性地允许通过膜,而在AEM中,阴离子被允许通过。CEM和AEM的结合被称为双极电渗析(BPED),用于海水淡化。

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电透析是如何工作的?

电渗析过程包括使用一堆交替的阴离子和阳离子交换膜。堆栈被放置在两个电极,阳极和阴极之间。当施加电场时,离子根据它们的电荷向各自的膜移动。

阳离子向阴极移动,而阴离子向阳极移动。 然后从溶液中除去离子,从膜之间的空间获得纯水。该过程是连续的,并且可以连续地从系统中收集净化水。

 因此,溶液被分成两条流,一个包含所需的离子,另一个包含不需要的离子。然后分别收集这两条溪流,从膜之间的空间获得纯水。

图3.1:电渗析原理

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电渗析的优点

与其他净化方法相比,电透析有几个优点,包括:

 这是一种可持续的和环保的净化水的方法,因为它不需要任何化学物质。 

它可以用于净化高盐浓度的水,使其适合用于海水淡化。 

该工艺是连续的,适合于大规模的水净化。

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电透析的缺点

电渗析法也有一些缺点,包括: 

它需要大量的能源来运行,使得高盐度水域成本昂贵。

 不适合用于含有机物或细菌的水的净化。

 然而,尽管有这些限制,电透析与其他水净化方法相比有几个优点。

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电泳透析的效果如何?

电渗析是一种有效的净化方法,特别是海水淡化和工业废水离子的去除。该技术效率高,回收率高,比其他方法更能生产出更多的纯化水。

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电渗析和反渗透也一样吗?

   不,电渗析和反渗透都不一样了。虽然这两种方法都用于水净化,但它们使用不同的机制。电渗析利用电场来分离离子,而反渗透利用压力来从水中分离溶解的固体。

图7.1:电渗析装置示意图

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电解和电透析有什么区别?

电解和电渗析的主要区别在于它们的工作机制。电解是利用电流驱动非自发化学反应。相反,电渗析涉及到使用电场来选择性地从溶液中分离离子。电解法主要用于化学品和金属的生产,而电渗析法用于净化水和去除工业废水中的离子。

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电透析的应用

电渗析是一种具有广泛应用和应用的通用技术。这里列出了电透析最常见的应用: 海水淡化:电渗析法用于去除海水或微咸水中的盐,使其适合于饮用、灌溉和其他用途。

 工业废水处理:电渗析可用于去除工业废水中的金属、酸等污染物,使其适合排放或再利用。

 食品和饮料加工:电渗析法用于去除葡萄酒、啤酒和果汁等食品和饮料产品中的矿物质和其他杂质。 

乳制品:电透析用于去除乳清和牛奶,允许生产奶酪、酸奶和其他乳制品。

 制药工业:电透析可用于纯化药物和其他药品。

采矿业:采用电渗析法从采矿废水中回收金属和其他有价值的材料。

 化学工业:电渗析法用于生产酸、碱和其他化学品。 

电镀工业:电渗析用于去除电镀浴液中的杂质,允许生产高质量的电镀产品。

油气工业:电渗析可用于去除气田水中的盐等杂质,适合再利用或排放。

 电子工业:电渗析法用于净化用于生产半导体和其他电子元件的水。

 农业:电渗析法用于去除灌溉水中的盐类和其他杂质,使作物能够在干旱和盐渍土壤中生长。  

纺织工业:电渗析法用于净化纺织印染过程中使用的水。

造纸和纸浆工业:电渗析法用于去除造纸厂废水中的杂质,允许水的再利用或排放。 

发电工业:电渗析法用于去除冷却水中的杂质,使电厂能够高效运行。

 环境修复:电透析可用于去除地下水和土壤中的污染物,允许对污染场地进行修复。

 锂离子回收率:电渗析可用于选择性地从盐水溶液中去除和浓缩锂离子,从而能够有效地回收这种有价值的元素。

图9.1: 电渗析膜堆的组成

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结论

电渗析技术在提供一种可持续的净化用水方式方面取得了巨大的进步。这是一种环保的方法,与其他水净化方法相比有几个优点。

然而,它也有一些缺点需要解决。 电渗析的潜在应用是巨大的,随着进一步的研究和发展,它有潜力彻底改变水工业。

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