电渗析实验装置操作说明

1. 渗析的原理和操作

电渗析法是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性（即阳膜只允许阳离子透过，阴离子只允许阴离子透过），使阴、阳离子作定向迁移，从而达到离子从水中分离的一种物理化学过程。

2. 实验室模拟电渗析处理工艺

离子交换膜，电极，电渗析池（这个要自己加工） ，组成一个三室电解槽 ，当然两室的也行，看你的目的了

3. 简答题!！电渗析的基本原理!！！急！

一、电渗析的工作原理

电渗析是在直流电场作用下，溶液中的带电离子选择性地通过

离子交换膜的过程。主要用于溶液中电解质的分离。图7-1是电渗析工作原理示意图。 流程说明:在淡化室中通入含盐水，接上电源，溶液中带正电荷的阳离子，在电场的作用下，向阴极方向移动到阳膜，受到膜上带负电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入右侧的浓缩室。带负电荷的阴离子，向阳极方向移动到阴膜，受到膜上带正电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入左侧的浓缩室。淡化室盐水中的氯化钠被不断除去，得到淡水，氯化钠在浓缩室中浓集。

图7-1 电渗析工作原理示意图

-2所示的其它迁移过程: 电渗析过程除我们希望的反离子迁移外，还可能发生如图7

(1) 同名离子迁移

同名离子指与膜的固定活性基所带电荷相同的离子。根据唐南(Donnan)平衡理论，离子交换膜的选择透过性不可能达到100,，再加上膜外溶液浓度过高的影响，在阳膜中也会进入个别阴离子，阴膜中也会进入个别阳离子，从而发生同名离子迁移。 (2) 电解质的浓差扩散

也称为渗析，指电解质离子透过膜的现象。由于膜两侧溶液浓度不同，受浓度差的推动作用，电解质由浓水室向淡水室扩散，其扩散速度随两室浓度差的提高而增加。(3) 水的渗透

淡水室的水，由于渗透压的作用向浓缩室渗透，渗透量随浓度差的提高而增加。



(4) 水的电渗透

反离子和同名离子，实际上都是水合离子，由于离子的水合作

用，在反离子和同名离子迁移的同时，将携带一定数量的水分子迁移。

(5) 压差渗漏

溶液透过膜的现象。当膜的两侧存在压差时，溶液由压力大的一侧向压力小的一侧渗漏。因此在操作中，应使膜两侧压力趋向平衡，以减小压差渗漏损失。

(6) 水的解离

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也称为极化。是指在一定电压作用下，溶液中离子未能及时补充到膜表面时，膜表面

——++的水分子解离成H和OH的现象。当中性的水解离成H和OH以后，它们会透过膜发生

迁移，从而扰乱浓、淡水流的中性性质。这是电渗析装置的非正常运行方式，应尽力避免。

4. 电渗析器运行中应控制哪些参数操作中应特别注意哪些方面

应控制的运行参数为：
(1)
进、出水水质：对原水进行预处理，控制其水质符合进水要求。
(1)

压力和流量：压力过高流量过大易造成设备漏水和变形，流量过小可能引起极化结垢和悬浮物沉积。
(3)电流和电压：先确定工作电流在极限电流以下，然后控制电压在一定压力下运行。(4)倒极和酸洗。(5)水的回收率：为了降低水的排废率，提高回收率，浓、淡水应按规定的比值进行控制，或采用浓水循环，但要注意控制其浓缩倍率，以免产生沉淀，影响运行。

运行操作要点为：
(1)开机时先通水后通电，停机时先停电后停水，以免极化过度损坏设备。
(2)

开机或停机时，要同时缓慢开启或关闭淡水和浓水阀门，以使膜两侧压力相等或接近。
(3)

浓、淡水压力要稍高于极水压力，一般要高0.01—0.02MPa；淡水压力要稍高于浓水压力，一般要高0.01MPa。
(4)

开、关阀门要缓慢，防止突然升压或降压致使膜堆变形。
(5)

进电渗析器浓、淡水的压力不大于0.3MPa。
(6)

电渗析器通电后膜上有电，应防止触电。在膜堆上禁放金属工具和杂物，防止短路损坏膜堆。

5. 电渗析法的简介

电渗析法（electrodialysis【ED】）是利用离子交换膜进行海水淡化的方法。离子交换膜是一种功能性膜，分为阴离子交换膜和阳离子交换膜，【简称阴膜和阳膜】。阳膜只允许阳离子通过阴膜只允许阴离子通过，这就是离子交换膜的选择透过性。在外加电场的的作用下，水溶液中的阴，阳离子会分别向阳极和阴极移动，如果中间再加上一种交换膜，就可能达到分离浓缩的目的。电渗析法就是利用了这样的原理。
电渗析离子交换膜
一.用途：
聚乙烯异相离子交换膜含有足够的固定基团和可解离的离子，对溶液中离子具有一定的选择透过性和导电性，广泛应用于电化学部门中，分离不同类型的离子。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脱盐浓缩，电解制备无机化合物以及放射性元素的回收提纯，锅炉用水的软化脱盐，冶金、煤炭、电子、医药、化工、食品等工业品处理。
二.外观：
聚乙烯异相离子交换膜应平整均匀，无明显的机械损伤(折伤)，无脱网轧皱、不允许有影响质量的杂质存在。
三.规格：3361BW阳膜外观为棕黄色，3362BW阴膜为兰色。
聚乙烯异相离子交换膜外型尺寸规格如下：
厚度：0.42mm
厚度允许公差：土0.04mm(干态)
有效面积：≥800mm×1600mm
离子交换膜含有足够的固定基团和可解离的离子，对各种离子具有一定的选折性和导电率，广泛应用于电化学部门中，分离不同类型的离子。例如海水、苦咸水的淡化，溶液的脱盐浓缩，电解制借无机化合物以及放射性元素的回收提纯，锅炉水的软化脱盐，电子、医药、化工、食品、煤炭，冶金等工业品处理。
四、使用说明：
1、贮运过程中不应受到日晒雨淋及机械损伤，贮存库房应清洁阴凉，干燥通风。
2、阴离子、阳离子交换膜在裁剪前必须分别在规定的溶液中浸泡48小时，即根据需处理的原水水质分析资料，配制成原水浓度溶液为阳膜浸泡液;配制成相当于电渗析出口淡水浓度为阴膜浸泡液。
3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面积应略小于隔板面积。
由于使用后阳膜稍有收缩性，阴膜仍有膨胀性，故可将在清水中浸泡的膜再作进一步处理⑴阴膜可再浸入水质较淡或纯水中再收缩。
⑵阳膜浸泡膨胀后再浸入食盐水中再收缩。
4、酸洗应根据膜面结垢的程度而定，盐酸浓度不宜超过3%，开始酸洗时如盐酸消耗较快，须补充盐酸，直至不再消耗盐酸为止(约1~2小时)酸洗完毕，用原水冲至出水PH=4~5(约10分钟)后，可投入运行(淡水、浓水、极水三个系统应及时清洗)。
5、打孔膜应及早装入电渗器，湿膜应清洗晾干用塑料袋包装后贮存。
6、电渗析器进水要求：
⑴浊度≤0.3ppm
⑵耗氧量<2ppm
⑶游离氯<0.2ppm
⑷含铁量<0.3ppm
⑸含锰量<0.1ppm
⑹水温5~40℃
⑺硬度超过900ppm应要软化处理
⑻污染指数SDI<5

6. 海水淡化方法中的:电渗析法及离子交换法的流程

电渗析法：水中的离子在直流电场的作用下，可通过半透膜。最初的惰性半透膜电渗析法，主要用于溶胶的提纯，电流效率很低。到了20世纪50年代初，由于选择性离子交换膜向世，才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。脱盐用的选择性离子交换膜有两种：①阳膜，只允许阳离子透过的阳离子交换膜；②阴膜，只允许阴离子透过的阴离子交换膜。使阴膜和阳膜交替排列，中间衬以隔板（其中有水流通道），夹紧之后，在两端加上电极,就成电渗析脱盐装置。 电渗析法原理图 点击此处查看全部新闻图片 当海水流经电渗器时，在直流电场的作用下，阴离子透过阴膜向阳极方向迁移，途中被阳膜挡住去路，被水流冲洗而出；阳离子透过阳膜向阴极方向迁移，途中被阴膜挡住，也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果，从大约一半的夹层流出的水为淡水，从另一半流出的则为浓缩的海水。 电渗析脱盐所用的半透膜，除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外，还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。 在电渗析脱盐过程中，反离子（电荷与膜内交换基团相反的离子）在膜内的迁移速度比在溶液里大，致使淡化夹层的内膜半身，溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。当电流升至某值时，扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额，而使界面浓度趋近于零，这时的电流称为极限电流。如再增加电流，就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。这种现象称为极化现象。这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的 H和OH的迁移上，而且会引起溶液的pH值发生变化，使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积，而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀，阻塞水流通道，甚至被迫停机拆洗。防止极化沉淀的根本措施，是设法增加夹层溶液的搅拌作用和布水的均匀性，并把操作电流控制在极限电流之下。此外，定期倒换电极的极性，在浓缩海水夹层中加酸和进行不拆装的化学清洗等，均能延长运转周期。

7. 渗析、过滤、萃取、加热详细的化学操作步骤分别是什么

• 渗析：外加直流电场常常可以加速小离子自膜内向膜外的扩散，为电渗析。利用半透膜的选择透过性分离不同溶质的粒子的方法。在电场作用下进行溶液中带电溶质粒子（如离子、胶体粒子等）的渗析称为电渗析。

• 过滤：操作要点：（1）对折法折叠滤纸后紧贴漏斗壁，用水打湿不出气泡为止，滤纸边缘低于漏斗；过滤时加入漏斗的溶液面低于滤纸边缘，即“一贴两低三靠”。
  （2）过滤时：烧杯嘴与玻璃棒接触；玻璃棒与三层滤纸处相接触；漏斗嘴紧靠玻璃烧杯壁。
  （3）加水，水面高于沉淀，浸洗三次，达到净化沉淀。
• 萃取：（1）.组装铁架台;（2）.根据要分离的物质选择适当的溶剂(萃取剂);（3）.先将要分离的物质的溶液倒入分液漏斗中,然后注入萃取剂;（4）.振荡后静置,当液体分成清晰的两层后,打开旋塞,将下层液体放出,然后关闭旋塞,将上层液体从上口倒出
• 加热：1）加热固体：往往有水汽产生（反应过程中生成的水或药品中的湿存水），因此试管口必须微向下倾斜。加热前需先将试管外壁擦干，以防止加热时试管炸裂。加热时应先使试管均匀受热，将试管在酒精灯上移动。如果试管已固定在铁架台上，则可用手持酒精灯在试管下移动，以保证试管受热均匀。待试管均匀受热后，将酒精灯火焰固定在试管中放有固体药品的部位，使固体药品充分受热，以利于反应的顺利进行。在整个加热过程中，不要使试管跟灯芯接触，以免试管炸裂。2）给试管里的液体药品加热时，要用试管夹夹住试管，或将试管用铁夹固定在铁架台上。试管中液体药品的体积不要超过试管容积的三分之一，以防在加热过程中或液体沸腾时，有液体药品从试管中逸出。加热前需先将试管外壁擦干，以防加热时试管炸裂。加热时，试管要倾斜，倾斜角度应为与桌面成45°角为适宜。加热时，应先使试管均匀受热，然后小心地给试管里的液体的中下部位加热，并且不时地上下移动试管。当试管被固定在铁架台上，则手持酒精灯，在试管盛放液体的中下部位处，不时地上下移动酒精灯。在整个加热过程中，不要使试管跟灯芯接触，以免试管炸裂。为避免试管里液体沸腾喷出伤人，加热时切不可使试管口对着自己或旁人。

8. “电渗析法淡化海水”是什么原理

原理：电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。

阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果使这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。

而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。

(8)电渗析实验装置操作说明扩展阅读

现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法，目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。 是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。 从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。

海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食用盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化在中东地区很流行，在某些岛屿和船只上也被使用。

9. 1、电渗析是治疗肾脏病人的重要手段，请具体阐述电渗析操作原理以及存在的浓度极化问题

电渗析利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法，它是20世纪50年代发展起来的一种新技术，最初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业，尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视，例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。
电渗析与近年引进的另一种膜分离技术反渗透相比，它的价格便宜，但脱盐率低。当前国产离子交换膜质量亦很稳定，运行管理也很方便，自动控制频繁倒极电渗析（EDR），运行管理更加方便。原水利用率可达80%，一般原水回收率 在45-70%之间。电渗析主要用于水的初级脱盐，脱盐率在45-90%之间。它广泛被用于海水与苦咸水淡化；制备纯水时的初级脱盐以及锅炉、动力设备给水的脱盐软化等。
实质上，电渗析可以说是一种除盐技术，因为各种不同的水（包括天然水、自来水、工业废水）中都有一定量的盐分，而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个，由于离子交换膜具有选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，阴离子交换膜只允许阴离子以通过，这样在两个膜的中间隔室中，盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低，而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室，最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。
实际应用中，一台电渗析器并非由一对阴、阳离子交换膜所组成（因为这样做效率很低），而是采用一百对，甚至几百对交换膜，因而大大提高效率。

10. 电渗析水处理

电渗析是什么？

EDI，又称连续电除盐技术，它是将传统电渗析技术和离子交换技术相结合专，在电场力的属作用下，通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过性作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用，使水中离子作定向迁移，从而实现水的深度净化除盐。水电解产生的氢离子和氢氧根离子对树脂进行连续再生，因此EDI模块制水过程不需要酸碱化学再生即可连续制取高品质超纯水。

EDI模块有哪些特点？

1、产水稳定安全，可以进行随时监测保证水质是一直合格的。

2、系统自动化程度高，操作控制简单方便，可以无人化生产，减少了劳动力。

3、连续稳定产水，再生时不需要对设备停机，更加方便快捷。

4、无污染，在生时不需要对其投加化学试剂，因此减少了对环境的污染。

5、成本低。设备经过合理的设计，运行稳定并有效节约了成本。

6、装置结构紧凑减少了占地面积，节省了空间，间接的减少了运行成本。

7、原水利用率高，几乎没有废水的排放。