離子交換膜在水處理中的應(yīng)用

1、膜分離技術(shù)專業(yè)：化學(xué)工程姓名：學(xué)號離子交換膜技術(shù)簡介離子交換膜技術(shù)簡介電滲析（電滲析（EDED）電去離子技術(shù)（電去離子技術(shù)（EDIEDI）雙極膜電滲析（雙極膜電滲析（BMEDBMED）在直流電場的作用下在直流電場的作用下 , ,以電位差為動力以電位差為動力 , ,離子透離子透過選擇性離子交換膜而遷移過選擇性離子交換膜而遷移 , ,從而使電解質(zhì)離子自從而使電解質(zhì)離子自溶液中部分分離出來溶液中部分分離出來 , ,達(dá)到提純精制或參加反應(yīng)的達(dá)到提純精制或參加反應(yīng)的目的目的 , ,此過程稱為離子膜法技術(shù)。其關(guān)鍵是要采用合此過程稱為離子膜法技術(shù)。其關(guān)鍵是要采用合適的離子交換膜。它是一種具有離子交換基團的網(wǎng)

2、狀立體結(jié)構(gòu)適的離子交換膜。它是一種具有離子交換基團的網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的高分子膜的高分子膜 , ,離子可以有選擇地透過膜離子可以有選擇地透過膜 , ,陽離子交換膜選擇性透陽離子交換膜選擇性透過陽離子而截留陰離子過陽離子而截留陰離子 , ,陰離子交換膜則正相反。陰離子交換膜則正相反。a. a.膜對離子的選擇性要高，一般要求遷移數(shù)膜對離子的選擇性要高，一般要求遷移數(shù)0.90.9b. b.膜的導(dǎo)電性能好，電阻低，膜的電阻不應(yīng)大于溶液的電阻膜的導(dǎo)電性能好，電阻低，膜的電阻不應(yīng)大于溶液的電阻c. c.適宜的離子交換容量適宜的離子交換容量d. d.較小的鹽擴散系數(shù)（離子的反擴散系數(shù)?。┹^小的鹽擴散系數(shù)（離子的反

3、擴散系數(shù)小）e. e.較低的滲水性較低的滲水性f. f.具有良好的物化穩(wěn)定性具有良好的物化穩(wěn)定性g. g.膜的外觀平整，厚度均勻，沒有針孔膜的外觀平整，厚度均勻，沒有針孔倒極電滲析倒極電滲析電去離子技電去離子技術(shù)（術(shù)（EDI）電解電電解電滲析滲析電離子電離子置換置換雙極膜電滲雙極膜電滲析析最基本應(yīng)用：從鹽溶液制備相應(yīng)的酸堿通過自動倒換電極來克服因濃差極化引起的膜堆內(nèi)部沉淀結(jié)垢的問題廣泛的應(yīng)用于純水和超純水的制備上述幾種電膜過程在水處理中應(yīng)用較為廣泛的有：電滲析、雙極膜電滲析、電電滲析、雙極膜電滲析、電去離子技術(shù)（去離子技術(shù)（EDI）、倒極）、倒極電滲析電滲析電滲析Title in here液膜

4、電液膜電滲析滲析 電滲析分離原理圖+濃淡濃淡濃淡陽陽陰陰陽陽陰陰陽陽陰陰陽陽濃水淡水原原水水極水極 室極 室陽陽極極陰陰極極與離子交換水處理相比，優(yōu)點：a.能量消耗少b.藥劑耗量少，環(huán)境污染小c.設(shè)備簡單，操作方便d.設(shè)備規(guī)模和脫鹽濃度范圍的適應(yīng)性大e.以電為動力，運行成本較低缺點：a.難以除去解離度較小的鹽類及不解離的物質(zhì)b.電滲析器由幾十至幾百張較薄的隔板和膜組成部件多，組裝技術(shù)要求高c.易產(chǎn)生極化結(jié)垢和中性擾亂現(xiàn)象d.耗水量較大e.對原水凈化處理要求較高，需增加精過濾設(shè)備電滲析裝置示意動畫電滲析裝置示意動畫（1）海水、苦咸水的淡化（2）電廠和其他工業(yè)鍋爐用水的制備（3）生產(chǎn)工藝用水的除鹽

5、、初級純水的制備（4）純水、超純水的制備（5）廢水（造紙、重金屬、電鍍廢水、放射性廢水、醫(yī)藥廢水）處理（6）海水濃縮制鹽O3HBOHBHOHBHOHBOHOHOH22232 雙極膜電滲析技術(shù)有一顯著的特點:在直流電場中,雙極膜中間層能發(fā)生水解離,產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子。因此雙極膜電滲析技術(shù)用于處理化工廢水,可以使廢水中的鹽轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的酸和堿,回收的酸和堿又可以用于化工生產(chǎn)過程的中和工藝,同時處理后的廢水又可以達(dá)標(biāo)排放。另外由于借助于電滲析提供H+和OH-離子而不產(chǎn)生副產(chǎn)品H2和O2 ，因此能耗大大降低浸泡液電滲析池雙極膜電滲析池過濾中和槽鋼HF/HNO3M(OH)n稀鹽溶液淡化液濃縮液鹽PH9

6、酸+MXnKOH沖洗濾餅用雙極膜電滲析循環(huán)利用含HF/HNO3的鋼鐵浸泡液污染控制/資源回收具體應(yīng)用HF/混酸的回收不銹鋼浸蝕的回收廢鋁電解電池中HF/NaOH的回收氟硅酸轉(zhuǎn)化為HF，SiO2化工中氟化物的可控排放烷基化中KF的轉(zhuǎn)化鹽的回收蓄電池酸液的回收廢硫酸鈉的轉(zhuǎn)化鈾加工中硝酸鋁的轉(zhuǎn)化堿的回收/（胺）的回收鋁鑄件模型生產(chǎn)中用于固化環(huán)氧樹脂的催化劑的回收高純水的生產(chǎn)雙極膜EDI生產(chǎn)超純水 電去離子(Electrodeinization，簡稱EDI)技術(shù)是將電滲析和混床離子交換有機結(jié)合形成的新型分離過程，具有無污染、能連續(xù)生產(chǎn)超純水的優(yōu)點，已經(jīng)成為制備超純水的主流工藝。優(yōu)點： 在淡室里填充混合離子交換樹脂，既克服了電滲析過程離子含量很低時導(dǎo)電性差的缺點，又克服了離子交換過程中樹脂需要不斷再生的缺點。其工作原理包括：除鹽和再生。除鹽：（1）電滲析本身的脫鹽作用 （2）樹脂對離子的吸附作用 （3）離子沿樹脂的遷移作用 從而實現(xiàn)了水質(zhì)的深度脫鹽。再生：水解離生成的H+和OH-可以再生離子交換樹脂與常規(guī)混床EDI相比，雙極膜EDI過程優(yōu)點：（1）更高的電流效率（2）更高樹脂再生度