什么叫渗析?什么叫电渗析?
渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水,用一张渗透膜隔开,就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散,这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的,称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关,浓差越大,渗析的过程越快,否则就越慢。因为是以浓差作为推动力的,因此,扩散速度始终是比较慢的。如果要加快这个速度,就可以在膜的两边施加一直流电场。电解质离子在电场的作用下;会迅速地通过膜,进行迁移过程,这就称为电渗析。渗析膜是用高分子材料制成的一种薄膜,上面有离子交换活性基团。膜内含有酸性活性基团的称为阳膜;如有碱性活性基团的称明膜。从膜的结构上分,又可分为异相膜、均相膜、半均相膜三种。
电渗析的除盐原理是什么?
电渗析的除盐原理如图所示。
在用电渗析进行除盐处理时,先将电渗析器两端的电极接上直流电,水溶液就发生导电现象,水中的盐类离子在电场的作用下,各自向一定方向移动。阳离子向负极,阴离子向正极运动i在电渗析器内设置多组交替排列的阴、阳离子交换膜,此膜在电场作用下显示电性,阳膜显示负电场,排斥水中阴离子而吸附阳离子,在外电场的作用下,阳离子穿过阳膜向负极方向运动;阴膜显示正电性,排斥水中的阳离子,而吸附了阴离子,在外电场的作用下,阴离子穿过阴膜而向正极方向运动。这样,就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室,将浓水排放,淡水即为除盐水。这一过程为电渗析除盐原理。
电渗析的除盐处理过程如何?
电渗析除盐处理发生七个物理化学过程,情况如下:
(1)反离子迁移过程 ’
阳膜上的固定基团带负电荷,阴膜上的固定基团带正电荷。与固定基团所带电荷相反的离子穿过膜的现象称为反离子迁移。如在电渗析器中,淡室中的阳离子穿过阳膜,阴离子穿过阴膜进入浓室就是反离子迁移过程,这也是电渗析的除盐过程。
(2)同性离子迁移过程
与膜上固定基团台相同电荷的离子,穿过膜的现象称为同性离子迁移。由于交换膜的选择透过性不可能达到100%。因此,也存在着浓室中的阴离子会少量穿过阳膜,或阳离子穿过阴膜而进入淡室,数量虽少,但降低了除盐效率。
(3)电角质的浓差扩散过程
这是由于浓水室与淡水室的浓度差而引起的。其结果是由浓室的离子向淡室扩散。从而淡室的含盐量增加,降低了降低了除盐效率。
(4)压差渗透过程
由于浓、淡室的压力不同,由压力高的向压力低侧进行离子渗稼,因此,如果浓室的压力过高也会降低除盐效率。
(5)水的渗透过程
由于淡室中水的压力比浓室要大,因,会向浓室渗水,使产水量降低。
(6)水的电渗透过程
由于水中离子是以水合离子的形式存在,因引伴随时头着离子的迁移,故有水的电渗透发生,使淡水产量降低。
(7)在运行时,由于操作不良而造成极化现象,使淡水室大量的水电离,在直流电场的作用下,水电离产生的H+穿过阳膜,OH-穿过阴膜进入浓水室,在那里与Ca2+、Mg2+生成沉淀,也称为极化沉淀故此,不仅电耗增加,而且还会造成沉淀等后果。
由于淡室中水的压力比浓室要大,因此,会向浓室渗水,使产水量降低。