电渗析器

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第813页（2032字）

(一)电渗析器工作原理与特点

电渗析是在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子有选择性透过的特点(即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。

图4－12－5所示为电渗析的工作原理。如图所示，电渗析由相间隔的阳膜、阴膜形成的淡水室和浓水室所组成。两侧极室与阳极和阴极相接。这样，在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移，使一路水中大部分离子迁移到另一路水中去。如图示中淡水室(2、4、6室)中的阴、阳离子各自都迁移到相邻的浓水室(1、3、5室)中去。这样，从2、4、6室流出的即是除去离子的被软化和除盐的可用淡水；而从1、3、5室流出的则是大量含有阴、阳离子的浓水。

图4－12－5 电渗析工作原理

可见，采用电渗析法处理水，要浪费掉一部分浓水和极水。随着近些年来电渗析膜材料及制作技术的提高，水的浪费会越来越少。

电渗析已广泛用于水的软化及除盐，若与离子交换法结合使用，可制得更纯净的水。

(二)电渗析器结构

图4－12－6为卧式电渗析结构图。由图可知，电渗析器主要由膜堆、极区和压紧装置等三部分组成：

图4－12－6 卧式电渗析结构

1－给液管 2－压紧板 3－阳极室 4－膜堆 5－分段隔板 6－集液管 7－阴极室 8－锁紧装置 9－支架

1．膜堆

膜堆是由相当数量的膜对组装而成的。

膜对是由一张阳离子交换膜，一张隔板甲(或乙)；一张阴离子交换膜，一张隔板乙(或甲)组成。

离子交换膜是电渗析的关键部件，由高分子材料制成。按其透过性能分为阳离子交换膜和阴离子交换膜。隔板分为浓水隔板和淡水隔板，交替放在阴、阳膜之间，使其保持一定的间隔。沿着隔板平面通过水流，垂直隔板平面通过电流。

2．极区

极区包括电极、板框和导水板。电极为连接电源所用，板框放置在电极和膜之间，起支撑作用，以防止膜贴到电极上去。

3．压缩装置

压缩装置是用来压紧电渗析，使膜堆、电极等部件形成一个整体，不致漏水。

电渗析器的组装是由“级”和“段”来表示的。一对电极之间的膜堆称为“一级”。水流同向的每一膜堆称为“一段”。增加段数就等于增加脱盐流程，也就是提高脱盐效率。增加膜对数，可提高水处理量。

电渗析器的组装方式可根据淡水产量和出水水质不同要求而制成一级一段、一级多段、多级一段、多级多段等形式。

(三)电渗析器主要技术参数

电渗析器的规格是由“对”、“级”、“段”、“台”几个级别来定义的，它们的含义如下：

膜对：如前所述，膜对是电渗析器中的一个最简单的脱盐单位。

膜堆：由交替排列的浓、淡室隔板和阴、阳离子交换膜所组成，是电渗析器脱盐的主要场所。

“级”：是指在电渗析器内部一对电极之间的膜堆部分。

“段”：电渗析器中，浓、淡水同时进入一次(即被除盐一次)的膜堆部分称为一段。凡除盐次数每增加一次，段的数目就增加一段。

表4－12－6列出电渗析器的主要技术参数。

表4－12－6 电渗析器主要技术参数

注：天津新亚净化技术公司制造。

进入电渗析的待处理水，只有经过合理的预处理后，才能保证电渗析器的正常运行和出水质量。因此，采用电渗析器必须配备必要的预处理设备。