實驗室電滲析裝置電極材料

① 透析，微濾，超濾，納濾，反滲透，電滲析，滲透氣化等膜分離技術各自的特點

1.透析（dialysis）是通過小分子經過半透膜擴散到水（或緩沖液）的原理；
2.微濾適用專於細胞、細菌屬和微粒子的分離，在生物分離中，廣泛用於菌體的分離和濃縮，目標物質的大小范圍為0.01-10 μm，一般用於預處理；
3.超濾技術的優點是沒有相的轉變，無需添加任何強烈的化學物質，可以在低溫下操作，過濾速度較快，便於無菌處理等，一般用於預處理；
4.納濾 特點是能截留小分子的有機物並可同時透析出鹽，集濃縮與透析於一體；
操作壓力低，因為無機鹽能通過納米濾膜而透析，使得納米過濾的滲透壓遠比反滲透為低，所以納米過濾所需的外加壓力比反滲透低得多；
5.反滲透法具有設備構型緊湊，佔地面積小、單位體積產水量及能量消耗少等優點；
6.電滲析的特點時可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用、可以用於蔗糖等非電解質的提純，以除去其中的電解質、在原理上，電滲析器是一個帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高；
7.滲透氣化對共沸物系和近沸物系等難分物系的分離, 顯示特有的優越性。

② 電滲析法的電滲析器

利用電滲析原理進行脫鹽或處理廢水的裝置，稱為電滲析器。
(1)電滲析器的構造它由膜堆、極區和壓緊裝置三大部分構成。
1)膜堆：其結構單元包括陽膜、隔板、陰膜，一個結構單元也叫一個膜對。一台電滲析器由許多膜對組成，這些膜對總稱為膜堆。隔板常用l～2mm的硬聚氯乙烯板製成，板上開有配水孔、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，構成流水通道，並起配水和集水的作用。
2)極區：極區的主要作用是給電滲析器供給直流電，將原水導入膜堆的配水孔，將淡水和濃水排出電滲析器，並通入和排出極水。極區由托板、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出水接管，常用厚的硬聚氯乙烯板製成。電極的作用是接通內外電路，在電滲析器內造成均勻的直流電場。陽極常用石墨、鉛、鐵絲塗釘等材料；陰極可用不銹鋼等材料製成。極框用來在極板和膜堆之間保持一定的距離，構成極室，也是極水的通道。極框常用厚5～7mm的粗網多水道式塑料板製成。墊板起防止漏水和調整厚度不均的作用，常用橡膠或軟聚氯乙烯板製成。
3)壓緊裝置：其作用是把極區和膜堆組成不漏水的電滲析器整體。可採用壓板和螺栓拉緊，也可採用液壓壓緊。(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。在實踐電通常用「級」、「段」和「系列」等術語來區別各種組裝形式。電滲析器內電極對的數目稱為「級」，凡是設置一對電極的叫做一級，兩對電極的叫二級，依此類推。電滲析器內，進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"的數目就增加l。

③ 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

④ 電滲析的方法特點

①可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用；
②可以用於蔗糖等非電解質的提純，以除去其中的電解質；
③在原理上，電滲析器是一個帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高。
四、在電滲析過程中，也進行以下次要過程
①同名離子的遷移，離子交換膜的選擇透過性往往不可能是百分之百的，因此總會有少量的相反離子透過交換膜；
②離子的濃差擴散，由於濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差，總會有少量的離子由濃縮室向淡化室擴散遷移，從而降低了滲析效率；
③水的滲透，盡管交換膜是不允許溶劑分子透過的，但是由於淡化室與濃縮室之間存在濃度差，就會使部分溶劑分子（水）向濃縮室滲透；
④水的電滲析，由於離子的水合作用和形成雙電層，在直流電場作用下，水分子也可從淡化室向濃縮室遷移；
⑤水的極化電離，有時由於工作條件不良，會強迫水電離為氫離子和氫氧根離子，它們可透過交換膜進入濃縮室；
⑥水的壓滲，由於濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別，迫使水分子由壓力大的一側向壓力小的一側滲透。顯然，這些次要過程對電滲析是不利因素，但是它們都可以通過改變操作條件予以避免或控制。