電滲析實驗裝置操作說明

1. 滲析的原理和操作

電滲析法是在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的選擇透過性（即陽膜只允許陽離子透過，陰離子只允許陰離子透過），使陰、陽離子作定向遷移，從而達到離子從水中分離的一種物理化學過程。

2. 實驗室模擬電滲析處理工藝

離子交換膜，電極，電滲析池（這個要自己加工） ，組成一個三室電解槽 ，當然兩室的也行，看你的目的了

3. 簡答題!！電滲析的基本原理!！！急！

一、電滲析的工作原理

電滲析是在直流電場作用下，溶液中的帶電離子選擇性地通過

離子交換膜的過程。主要用於溶液中電解質的分離。圖7-1是電滲析工作原理示意圖。 流程說明:在淡化室中通入含鹽水，接上電源，溶液中帶正電荷的陽離子，在電場的作用下，向陰極方向移動到陽膜，受到膜上帶負電荷的基團的異性相吸引的作用而穿過膜，進入右側的濃縮室。帶負電荷的陰離子，向陽極方向移動到陰膜，受到膜上帶正電荷的基團的異性相吸引的作用而穿過膜，進入左側的濃縮室。淡化室鹽水中的氯化鈉被不斷除去，得到淡水，氯化鈉在濃縮室中濃集。

圖7-1 電滲析工作原理示意圖

-2所示的其它遷移過程: 電滲析過程除我們希望的反離子遷移外，還可能發生如圖7

(1) 同名離子遷移

同名離子指與膜的固定活性基所帶電荷相同的離子。根據唐南(Donnan)平衡理論，離子交換膜的選擇透過性不可能達到100,，再加上膜外溶液濃度過高的影響，在陽膜中也會進入個別陰離子，陰膜中也會進入個別陽離子，從而發生同名離子遷移。 (2) 電解質的濃差擴散

也稱為滲析，指電解質離子透過膜的現象。由於膜兩側溶液濃度不同，受濃度差的推動作用，電解質由濃水室向淡水室擴散，其擴散速度隨兩室濃度差的提高而增加。(3) 水的滲透

淡水室的水，由於滲透壓的作用向濃縮室滲透，滲透量隨濃度差的提高而增加。



(4) 水的電滲透

反離子和同名離子，實際上都是水合離子，由於離子的水合作

用，在反離子和同名離子遷移的同時，將攜帶一定數量的水分子遷移。

(5) 壓差滲漏

溶液透過膜的現象。當膜的兩側存在壓差時，溶液由壓力大的一側向壓力小的一側滲漏。因此在操作中，應使膜兩側壓力趨向平衡，以減小壓差滲漏損失。

(6) 水的解離

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也稱為極化。是指在一定電壓作用下，溶液中離子未能及時補充到膜表面時，膜表面

——++的水分子解離成H和OH的現象。當中性的水解離成H和OH以後，它們會透過膜發生

遷移，從而擾亂濃、淡水流的中性性質。這是電滲析裝置的非正常運行方式，應盡力避免。

4. 電滲析器運行中應控制哪些參數操作中應特別注意哪些方面

應控制的運行參數為：
(1)
進、出水水質：對原水進行預處理，控制其水質符合進水要求。
(1)

壓力和流量：壓力過高流量過大易造成設備漏水和變形，流量過小可能引起極化結垢和懸浮物沉積。
(3)電流和電壓：先確定工作電流在極限電流以下，然後控制電壓在一定壓力下運行。(4)倒極和酸洗。(5)水的回收率：為了降低水的排廢率，提高回收率，濃、淡水應按規定的比值進行控制，或採用濃水循環，但要注意控制其濃縮倍率，以免產生沉澱，影響運行。

運行操作要點為：
(1)開機時先通水後通電，停機時先停電後停水，以免極化過度損壞設備。
(2)

開機或停機時，要同時緩慢開啟或關閉淡水和濃水閥門，以使膜兩側壓力相等或接近。
(3)

濃、淡水壓力要稍高於極水壓力，一般要高0.01—0.02MPa；淡水壓力要稍高於濃水壓力，一般要高0.01MPa。
(4)

開、關閥門要緩慢，防止突然升壓或降壓致使膜堆變形。
(5)

進電滲析器濃、淡水的壓力不大於0.3MPa。
(6)

電滲析器通電後膜上有電，應防止觸電。在膜堆上禁放金屬工具和雜物，防止短路損壞膜堆。

5. 電滲析法的簡介

電滲析法（electrodialysis【ED】）是利用離子交換膜進行海水淡化的方法。離子交換膜是一種功能性膜，分為陰離子交換膜和陽離子交換膜，【簡稱陰膜和陽膜】。陽膜只允許陽離子通過陰膜只允許陰離子通過，這就是離子交換膜的選擇透過性。在外加電場的的作用下，水溶液中的陰，陽離子會分別向陽極和陰極移動，如果中間再加上一種交換膜，就可能達到分離濃縮的目的。電滲析法就是利用了這樣的原理。
電滲析離子交換膜
一.用途：
聚乙烯異相離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對溶液中離子具有一定的選擇透過性和導電性，廣泛應用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制備無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐用水的軟化脫鹽，冶金、煤炭、電子、醫葯、化工、食品等工業品處理。
二.外觀：
聚乙烯異相離子交換膜應平整均勻，無明顯的機械損傷(折傷)，無脫網軋皺、不允許有影響質量的雜質存在。
三.規格：3361BW陽膜外觀為棕黃色，3362BW陰膜為蘭色。
聚乙烯異相離子交換膜外型尺寸規格如下：
厚度：0.42mm
厚度允許公差：土0.04mm(干態)
有效面積：≥800mm×1600mm
離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對各種離子具有一定的選折性和導電率，廣泛應用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制借無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐水的軟化脫鹽，電子、醫葯、化工、食品、煤炭，冶金等工業品處理。
四、使用說明：
1、貯運過程中不應受到日曬雨淋及機械損傷，貯存庫房應清潔陰涼，乾燥通風。
2、陰離子、陽離子交換膜在裁剪前必須分別在規定的溶液中浸泡48小時，即根據需處理的原水水質分析資料，配製成原水濃度溶液為陽膜浸泡液;配製成相當於電滲析出口淡水濃度為陰膜浸泡液。
3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面積應略小於隔板面積。
由於使用後陽膜稍有收縮性，陰膜仍有膨脹性，故可將在清水中浸泡的膜再作進一步處理⑴陰膜可再浸入水質較淡或純水中再收縮。
⑵陽膜浸泡膨脹後再浸入食鹽水中再收縮。
4、酸洗應根據膜面結垢的程度而定，鹽酸濃度不宜超過3%，開始酸洗時如鹽酸消耗較快，須補充鹽酸，直至不再消耗鹽酸為止(約1~2小時)酸洗完畢，用原水沖至出水PH=4~5(約10分鍾)後，可投入運行(淡水、濃水、極水三個系統應及時清洗)。
5、打孔膜應及早裝入電滲器，濕膜應清洗晾乾用塑料袋包裝後貯存。
6、電滲析器進水要求：
⑴濁度≤0.3ppm
⑵耗氧量<2ppm
⑶游離氯<0.2ppm
⑷含鐵量<0.3ppm
⑸含錳量<0.1ppm
⑹水溫5~40℃
⑺硬度超過900ppm應要軟化處理
⑻污染指數SDI<5

6. 海水淡化方法中的:電滲析法及離子交換法的流程

電滲析法：水中的離子在直流電場的作用下，可通過半透膜。最初的惰性半透膜電滲析法，主要用於溶膠的提純，電流效率很低。到了20世紀50年代初，由於選擇性離子交換膜向世，才能夠用電滲析法淡化海水或苦鹹水。脫鹽用的選擇性離子交換膜有兩種：①陽膜，只允許陽離子透過的陽離子交換膜；②陰膜，只允許陰離子透過的陰離子交換膜。使陰膜和陽膜交替排列，中間襯以隔板（其中有水流通道），夾緊之後，在兩端加上電極,就成電滲析脫鹽裝置。 電滲析法原理圖 點擊此處查看全部新聞圖片 當海水流經電滲器時，在直流電場的作用下，陰離子透過陰膜向陽極方向遷移，途中被陽膜擋住去路，被水流沖洗而出；陽離子透過陽膜向陰極方向遷移，途中被陰膜擋住，也被水流沖出。透過陽膜或陰膜的水為淡水。結果，從大約一半的夾層流出的水為淡水，從另一半流出的則為濃縮的海水。 電滲析脫鹽所用的半透膜，除要求電阻低、透過的選擇性高、交換容量大和水的電滲小之外，還要求有一定的機械強度、尺寸不變和化學穩定性高等。 在電滲析脫鹽過程中，反離子（電荷與膜內交換基團相反的離子）在膜內的遷移速度比在溶液里大，致使淡化夾層的內膜半身，溶液界面上的離子濃度低於主體溶液濃度而形成濃度差。當電流升至某值時，擴散遷移的離子不足以補充界面上離子的缺額，而使界面濃度趨近於零，這時的電流稱為極限電流。如再增加電流，就會迫使界面上的水分子解離,由解離出的H和OH來承擔超過極限值那部分電流的輸送。這種現象稱為極化現象。這不僅使電流白白消耗在無助於脫鹽的 H和OH的遷移上，而且會引起溶液的pH值發生變化，使鈣鹽鎂鹽之類的離子濃度的乘積超過溶度積，而在濃縮海水夾層的陰膜和陽膜的表面沉澱，阻塞水流通道，甚至被迫停機拆洗。防止極化沉澱的根本措施，是設法增加夾層溶液的攪拌作用和布水的均勻性，並把操作電流控制在極限電流之下。此外，定期倒換電極的極性，在濃縮海水夾層中加酸和進行不拆裝的化學清洗等，均能延長運轉周期。

7. 滲析、過濾、萃取、加熱詳細的化學操作步驟分別是什麼

• 滲析：外加直流電場常常可以加速小離子自膜內向膜外的擴散，為電滲析。利用半透膜的選擇透過性分離不同溶質的粒子的方法。在電場作用下進行溶液中帶電溶質粒子（如離子、膠體粒子等）的滲析稱為電滲析。

• 過濾：操作要點：（1）對折法折疊濾紙後緊貼漏斗壁，用水打濕不出氣泡為止，濾紙邊緣低於漏斗；過濾時加入漏斗的溶液面低於濾紙邊緣，即「一貼兩低三靠」。
  （2）過濾時：燒杯嘴與玻璃棒接觸；玻璃棒與三層濾紙處相接觸；漏鬥嘴緊靠玻璃燒杯壁。
  （3）加水，水面高於沉澱，浸洗三次，達到凈化沉澱。
• 萃取：（1）.組裝鐵架台;（2）.根據要分離的物質選擇適當的溶劑(萃取劑);（3）.先將要分離的物質的溶液倒入分液漏斗中,然後注入萃取劑;（4）.振盪後靜置,當液體分成清晰的兩層後,打開旋塞,將下層液體放出,然後關閉旋塞,將上層液體從上口倒出
• 加熱：1）加熱固體：往往有水汽產生（反應過程中生成的水或葯品中的濕存水），因此試管口必須微向下傾斜。加熱前需先將試管外壁擦乾，以防止加熱時試管炸裂。加熱時應先使試管均勻受熱，將試管在酒精燈上移動。如果試管已固定在鐵架台上，則可用手持酒精燈在試管下移動，以保證試管受熱均勻。待試管均勻受熱後，將酒精燈火焰固定在試管中放有固體葯品的部位，使固體葯品充分受熱，以利於反應的順利進行。在整個加熱過程中，不要使試管跟燈芯接觸，以免試管炸裂。2）給試管里的液體葯品加熱時，要用試管夾夾住試管，或將試管用鐵夾固定在鐵架台上。試管中液體葯品的體積不要超過試管容積的三分之一，以防在加熱過程中或液體沸騰時，有液體葯品從試管中逸出。加熱前需先將試管外壁擦乾，以防加熱時試管炸裂。加熱時，試管要傾斜，傾斜角度應為與桌面成45°角為適宜。加熱時，應先使試管均勻受熱，然後小心地給試管里的液體的中下部位加熱，並且不時地上下移動試管。當試管被固定在鐵架台上，則手持酒精燈，在試管盛放液體的中下部位處，不時地上下移動酒精燈。在整個加熱過程中，不要使試管跟燈芯接觸，以免試管炸裂。為避免試管里液體沸騰噴出傷人，加熱時切不可使試管口對著自己或旁人。

8. 「電滲析法淡化海水」是什麼原理

原理：電滲析器中交替排列著許多陽膜和陰膜，分隔成小水室。當原水進入這些小室時，在直流電場的作用下，溶液中的離子就作定向遷移。

陽膜只允許陽離子通過而把陰離子截留下來；陰膜只允許陰離子通過而把陽離子截留下來。結果使這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室，出水稱為淡水。

而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水。從而使離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。

(8)電滲析實驗裝置操作說明擴展閱讀

現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法、以及碳酸銨離子交換法，目前應用反滲透膜法及蒸餾法是市場中的主流。

海水淡化即利用海水脫鹽生產淡水。 是實現水資源利用的開源增量技術，可以增加淡水總量，且不受時空和氣候影響，水質好、價格漸趨合理，可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。 從海水中取得淡水的過程謂海水淡化。

海水淡化主要是為了提供飲用水和農業用水，有時食用鹽也會作為副產品被生產出來。海水淡化在中東地區很流行，在某些島嶼和船隻上也被使用。

9. 1、電滲析是治療腎臟病人的重要手段，請具體闡述電滲析操作原理以及存在的濃度極化問題

電滲析利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質粒子（如離子）的方法稱為滲析。在電場作用下進行滲析時，溶液中的帶電的溶質粒子（如離子）通過膜而遷移的現象稱為電滲析。利用電滲析進行提純和分離物質的技術稱為電滲析法，它是20世紀50年代發展起來的一種新技術，最初用於海水淡化，現在廣泛用於化工、輕工、冶金、造紙、醫葯工業，尤以制備純水和在環境保護中處理三廢最受重視，例如用於酸鹼回收、電鍍廢液處理以及從工業廢水中回收有用物質等。
電滲析與近年引進的另一種膜分離技術反滲透相比，它的價格便宜，但脫鹽率低。當前國產離子交換膜質量亦很穩定，運行管理也很方便，自動控制頻繁倒極電滲析（EDR），運行管理更加方便。原水利用率可達80%，一般原水回收率 在45-70%之間。電滲析主要用於水的初級脫鹽，脫鹽率在45-90%之間。它廣泛被用於海水與苦鹹水淡化；制備純水時的初級脫鹽以及鍋爐、動力設備給水的脫鹽軟化等。
實質上，電滲析可以說是一種除鹽技術，因為各種不同的水（包括天然水、自來水、工業廢水）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，由於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，鹽的濃度就會因為離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，最後在中間的淡化室內達到脫鹽的目的。
實際應用中，一台電滲析器並非由一對陰、陽離子交換膜所組成（因為這樣做效率很低），而是採用一百對，甚至幾百對交換膜，因而大大提高效率。

10. 電滲析水處理

電滲析是什麼？

EDI，又稱連續電除鹽技術，它是將傳統電滲析技術和離子交換技術相結合專，在電場力的屬作用下，通過陽、陰離子膜對陽、陰離子的選擇透過性作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用，使水中離子作定向遷移，從而實現水的深度凈化除鹽。水電解產生的氫離子和氫氧根離子對樹脂進行連續再生，因此EDI模塊制水過程不需要酸鹼化學再生即可連續製取高品質超純水。

EDI模塊有哪些特點？

1、產水穩定安全，可以進行隨時監測保證水質是一直合格的。

2、系統自動化程度高，操作控制簡單方便，可以無人化生產，減少了勞動力。

3、連續穩定產水，再生時不需要對設備停機，更加方便快捷。

4、無污染，在生時不需要對其投加化學試劑，因此減少了對環境的污染。

5、成本低。設備經過合理的設計，運行穩定並有效節約了成本。

6、裝置結構緊湊減少了佔地面積，節省了空間，間接的減少了運行成本。

7、原水利用率高，幾乎沒有廢水的排放。