电渗析过程
淡水 化的
除 盐 与 海 水
极化与沉淀
淡水 化的
除 盐 与 海 水
什么是滞留层？
当水在淡室中流动时，由于膜和水之间有摩擦力，从而形 成一层滞留层（或称界面层）。
什么是极化现象？
在直流电场作用下，由于离子通过膜的迁移速度要比它在 溶液中的迁移速度快得多，结果淡室一侧膜表面滞留层中 的离子浓度小于溶液中的浓度，施加的电流强度越大，滞 留层中的离子浓度就降低得越多。当电流提高到某一程度， 滞留层中浓度趋近于零，于是就发生大量水分子电离，产 生H+和OH-离子来负载电流，这就是所谓极化现象。
作用
分离对象，可以是液 体或者气体，本章主
要பைடு நூலகம்液体
膜分离法分类
淡水 化的
除 盐
几个需要明白的概念： ➢什么叫渗析？ ➢什么叫渗透？ ➢什么叫半透膜？ ➢什么叫选择透过性膜？
与
海
水
膜分离法分类
淡水 化的
除 盐 与 海 水
渗析
如果用膜把一个容器分隔成两部分，在膜的一侧放 入溶液，在膜的另一侧放入纯水，或者在膜的两侧分别 放入不同浓度的溶液，则通常把小分子溶质透过膜向纯 水侧的迁移，而纯水透过膜向溶液侧的迁移过程称为渗 透（或透析）（溶质透过膜的现象）。
c) 定期酸洗
海
水
极化与沉淀
淡水 化的
除 盐 与 海 水
反渗透与超滤
除 盐 与 海 水
➢电渗析原理 ➢电渗析器的构造 ➢电渗析器的组装 ➢电渗析过程 ➢极化与沉淀 ➢电渗析工艺参数及设计（自学）脱盐率 膜对数 计算例子。
电渗析原理
淡水 化的
除 盐 与 海 水
电渗析原理
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
只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子透过），使水中阴、阳离子作
电渗析器的构造
淡水 化的
除 盐 与 海 水
隔板 主要作用：隔开阴、阳膜 隔板上有配水孔、布水槽、流水道以及搅动水流用的隔网。 隔板构成的隔室为液流经过的通道。淡水经过的隔室为脱
盐室，浓水经过的隔室为浓缩室。 按液体流动方向是否沿流程变化可分为 ① 无回路隔板 ② 有回路隔板 ③ 前者液流在流道上方向不变，后者则要改变若干次方向。 ④ 有回路流程长，水头损失大，流量小，适合小产量 ⑤ 无回路流程短而流道宽，水头损失小，适用于各种脱盐
半透膜
纯水
纯水
溶液
膜分离法分类
淡 水 根据膜分离时所施加能量形式的不同，就有关 渗析和渗透分类如下：
化的
除 方法 盐 渗析
电渗析
与 超滤 海 反渗透
推动力
浓度差 电位差 压力差 压力差
分离对象
离子、小分子 离子 大分子、微粒 离子、小分子
水
膜分离技术特点
淡水 化的
除 盐 与 海 水
① 耗能较少（膜分离过程不发生相变），是一种节能的分 离技术
什么是极限电流密度？
膜表面产生极化现象时的电流密度称为极限电流密度。
极化现象主要发生在阳膜的淡室一侧。
极化与沉淀
淡水 化的
除
沉淀
当阴膜淡室一侧出现水的离解，产生OH-迁移通过阴膜进 入浓室，使浓水的PH值上升，出现CaCO3以至 Mg(OH)2沉淀。
解决办法：
盐 a) 控制操作电流，防极化 与 b) 定时倒换电极，溶解于沉淀交互
浓盐水
淡化水 氧化 H4O2OH反应 或2Cl-
极水排出
H++OHO2 +2H2O+4e Cl +2e
电渗析器的构造
淡水 1
化的
92 4
除8 7
盐6 5 4
与3 2
海1
水
1、夹紧板 2、绝缘橡皮板 3、电极（甲） 4、加网橡皮圈 5、阳离子交换膜 6、浓（淡）水隔板 7、阴离子交换膜 8、淡（浓）水隔板 9、电极（乙）
电渗析器的构造
淡 水 主要组成：
化 的 A. 阴、阳离子交换膜 B. 隔板
膜堆
除 C. 极区
盐 D. 紧固装置
与
海
水
电渗析器的构造
淡水 化的
除 盐 与 海 水
阴阳离子交换膜 电渗析的重要组成部分， 按其选择透过性分为： ① 阴膜 ② 阳膜 ③ 按其膜体结构分为： ④ 异相膜 ⑤ 均相膜 ⑥ 半均相膜
电极区两端连直流电源，还设有原水进口，淡水、浓水出 口以及极室水的通路。
紧固装置
紧固装置用来把整个极区与膜堆均匀夹紧，使电渗析器在 压力下运行时不致漏水。
海
水
电渗析器的组装
淡 水 一对电极之间的膜堆称为一级。 化 的 具有同向水流的并联膜堆称为一段。
除 盐 与 海 增加段数可增加脱盐率。 水 增加膜对数可提高产水量。
② 膜分离过程可在常温下进行，适用于一些热敏性物质的 分离
③ 膜分离技术应用面广，无论是无机物还是有机物的水溶 液或者非水溶液都可以分离。
④ 设备流程简单，膜分离过程仅以压力等作为推动力。
⑤ 高分子聚合物是一个均匀的连续体，因而在使用过程中 无任何有害杂质脱落，保证产水水质洁净。
电渗析法（ED)
淡水 化的
膜分离
淡水 化的
除 盐 与 海 水
✓膜分离的定义 ✓膜分离法分类 ✓各种膜分离法分离范围 ✓膜分离技术特点
淡水 化的
除 盐 与 海 水
膜分离的定义 媒介
什么是膜分离？
推动力
无论是用天然的还是人 工制造的无机或有机高分子薄膜， 以外界的能量或化学位差为推动力，能对双组分或多组分 的溶质和溶剂进行分离、分级、净化和浓缩的方法，均叫 做膜分离法。
电渗析器的构造
淡水 化的
除 盐 与 海 水
电渗析器的构造
淡水 化的
除 盐 与 海 水
膜对 一对阴、阳膜和一对浓、淡水隔板交替排列，组成最基本 的脱盐单元，称为膜对。 膜堆 电极（包括共电极）之间由若干组膜对堆叠一起即为膜堆。 P435图
电渗析器的构造
淡水 化的
除 盐 与
极区
电极区由电极、极框、电极托板、橡胶垫板等组成。
定向迁移，从而达到离子从水中分离的一种物理化学过程。
H2 极水
含盐水
含盐水
Cl2或O2
极水
Na+
阴极
碱性
Na+ OH-
Cl-
Na+
Na+ Cl- Cl-
Na+ Na+ Cl- Cl-
Na+ Na+ Cl- Cl-
Na+ H+ Cl-
Cl-
阳极
酸性
极水排出
H2O H++OH- 还原 2H++2e H2 反应
膜
纯水
纯水
溶液
小分子
膜分离法分类
淡水 化的
除 盐 与 海 水
渗透
如果仅纯水侧的纯水透过膜向溶液侧迁移，而溶质不透过， 这一过程称为渗透（溶剂透过膜的现象）。
半透膜：只允许溶质或溶剂透过的膜称为半透膜。
半透膜只允许某些溶质或溶剂透过，而阻止另一些溶质或 溶剂透过，这种性能的膜称为膜的选择透过性，该膜则叫 做选择透过性膜。