影響電滲析設(shè)備電流效率的因素

　　電滲析過程是電化學(xué)過程和滲析擴(kuò)散過程的結(jié)合；在外加直流電場的驅(qū)動下，利用離子交換膜的選擇透過性(即陽離子可以透過陽離子交換膜，陰離子可以透過陰離子交換膜)，陰、陽離子分別向陽極和陰極移動。離子遷移過程中，若膜的固定電荷與離子的電荷相反，則離子可以通過；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。
 

　　電滲析可以說是一種除鹽技術(shù)，因?yàn)楦鞣N不同的水(包括天然水、自來水、工業(yè)廢水)中都有一定量的鹽分，而組成這些鹽的陰、陽離子在直流電場的作用下會分別向相反方向的電極移動。如果在一個電滲析器中插入陰、陽離子交換膜各一個，由于離子交換膜具有選擇透過性，即陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，陰離子交換膜只允許陰離子以通過，這樣在兩個膜的中間隔室中，鹽的濃度就會因?yàn)殡x子的定向遷移而降低，而靠近電極的兩個隔室則分別為陰、陽離子的濃縮室，最后在中間的淡化室內(nèi)達(dá)到脫鹽的目的。
 

　　影響電流效率的因素很多，包括離子交換膜的性能、電滲析器的設(shè)計(jì)水平與應(yīng)用條件等方面。現(xiàn)簡單敘述如下：
 

　　(1)電滲析器本體設(shè)計(jì)不合理，造成漏液、濃淡水互漏和漏電。
 

　　從結(jié)構(gòu)上講，主要由布水槽區(qū)引起。其影響程度取決于漏液的數(shù)量級和濃度，或者說濃、淡水濃度比。對于一般低含鹽量的苦咸水脫鹽系統(tǒng)，由于濃、淡水濃度比較小，并且采用一次連續(xù)式脫鹽流程，對電流效率的影響不大，往往被人們所忽視。但對循環(huán)式脫鹽流程，以及濃、淡水濃度較大的脫鹽系統(tǒng)，濃、淡水水流反復(fù)通過布水槽區(qū)，其對電流效率的影響是明顯的。從式(7-5)不難看出，當(dāng)?shù)┤霛馑畷r，Q值減小，反之濃水漏入淡水時，脫鹽量下降，這都將導(dǎo)致電流效率下降。
 

　　(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不佳，操作工藝參數(shù)不合理
 

　　預(yù)處理設(shè)施不完善，造成膜污染或中毒，導(dǎo)致膜的物理化學(xué)性能下降，膜電阻增加，選擇透過性和脫鹽率下降，電流效率下降。另外，操作電流過高，超過極限電流，不僅造成水解離增加額外能耗，而且解離后的OH-離子遷移至濃水室，在膜內(nèi)和膜面上形成極化結(jié)垢，再次造成電流效率下降。
 

　　(3)電滲水遷移的影響
 

　　電解質(zhì)溶液中帶電荷離子和偶極水分子相互吸引形成水合離子。在電滲析過程中，水分子隨水合離子一起進(jìn)入濃水室，引起大家所熟悉的“電滲析逃水”。