20世紀(jì)70年代初到80年代上半期,是電滲析技術(shù)在世界范圍內(nèi)的大規(guī)模推廣應(yīng)用階段,而進(jìn)入80年代中期以后,首先,在國外的發(fā)展進(jìn)入了萎縮階段,我國在90年代后,電滲析技術(shù)受到反滲透技術(shù)的嚴(yán)重挑戰(zhàn),發(fā)展非常艱難。雖然如此電滲析技術(shù)在近年來還是取得了較大的成果。
電滲析法的原理在物理化學(xué)中將溶質(zhì)透過膜的現(xiàn)象稱為滲析。利用特制膜使廢水中某些溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)透過膜而擴(kuò)散到濃度低的一側(cè),就是廢水處理的滲析法,使用的膜被稱為半滲透膜。滲析作用的推動(dòng)力是濃度差,擴(kuò)散過程進(jìn)行得很慢,耗時(shí)較長,當(dāng)膜的兩側(cè)濃度達(dá)到平衡時(shí),滲析過程即行停止。在廢水處理領(lǐng)域,滲析法主要用于酸、堿廢水的酸堿回收,回收率可達(dá)70%~90%,但不能對(duì)酸堿進(jìn)行濃縮。
通常所說的電滲析是為提高滲析作用的推動(dòng)力,在半滲透膜的兩側(cè)通入直流電壓,促使廢水中的陰陽離子分別趨向于直流電的正極和負(fù)極,使水中離子有選擇地透過半滲透膜的過程。電滲析英文簡寫為ED一Electro Dialysis。
1.能量消耗低
電滲析除鹽過程中,只是用電能來遷移水中的鹽分,而大量的水不發(fā)生相的變化,其耗電量大致與水中的含鹽量成正比,尤其是對(duì)含鹽量每升數(shù)千毫克的苦咸水,其耗電量更低。
2.藥劑耗量大,環(huán)境污染小
常規(guī)的離子交換水處理樹脂失效后需要酸、堿進(jìn)行再生,再生后生成大量酸、堿再生廢液,水洗時(shí)還要排放大量酸、堿性廢水。而電滲析法水處理僅酸洗時(shí)需要少量的酸。因此,電滲析法是耗用藥劑少,環(huán)境污染小的一種除鹽手段。
3.對(duì)原水含鹽量變化適應(yīng)性強(qiáng)
電滲析除鹽可按需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。產(chǎn)水量可按需要從每日幾立方米至上萬立方米變化,可根據(jù)設(shè)計(jì)一臺(tái)電滲析器中的段數(shù)、級(jí)數(shù)或多臺(tái)電滲析器的串聯(lián)、并聯(lián)或不同除鹽方式(直流式、循環(huán)式或部分循環(huán)式)來適應(yīng)。
4.操作簡單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化
電滲析器一般是控制在恒定直流電壓下運(yùn)行,不需要通過頻繁地調(diào)節(jié)流速、電流及電壓來適應(yīng)水質(zhì)、溫度的變化,容易做到機(jī)械化、自動(dòng)化操作。
5.設(shè)備緊湊耐用,預(yù)處理簡單
電滲析器是用塑料隔板、離子交換膜及電極組裝而成,其抗化學(xué)污染和抗腐蝕性能均良好,隔板和膜多層疊加在一起,運(yùn)行時(shí)通電即可制得淡水,因此設(shè)備緊湊耐用。由于電滲析中水流是在膜面平行流過,而不需透過膜,因此進(jìn)水水質(zhì)不像反滲透控制的那樣嚴(yán)格,一般經(jīng)砂濾即可達(dá)到要求,預(yù)處理比較簡單。
6.水的利用率高
電滲析器運(yùn)行時(shí),濃水和極水可以循環(huán)使用,水的利用率可達(dá)70%-80%,國外可高達(dá)90%左右。廢棄的水量小,再利用和后處理都比較容易。
但是電滲析也有它自身的缺點(diǎn),如它只能除去水中的鹽分,而對(duì)水中有機(jī)物不能除去,某些高價(jià)離子和有機(jī)物還會(huì)污染膜,電滲析運(yùn)行過程中易發(fā)生濃差極化而產(chǎn)生結(jié)垢(用EDR可以避免),這些都是電滲析技術(shù)較難掌握而又須重視的問題。與反滲透相比,由于它的脫鹽率較低,裝置比較龐大且組裝要求高,因此它的發(fā)展不如反滲透快。