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电渗析法淡化海水原理,用电渗析法淡化海水原理

admin admin 发表于2024-03-16 14:08:05 浏览8 评论0

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“电渗析法淡化海水”是什么原理?

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。
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。
电渗析脱盐是离子在电场中迁移的结果,用于含盐量高的海水淡化时,单位产量的耗电量大,很不经济,故多用于淡化苦咸水,或结合离子交换技术制造工业纯水,很少单独用于淡化含盐量高的海水。
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
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。
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。
采用高温电渗析,可明显地提高极限电流,防止极化沉淀和降低耗能量。例如:75C时的极限电流为25C时的2.5倍,而耗电量仅为25C时的50%。
电渗析脱盐是离子在电场中迁移的结果,用于含盐量高的海水淡化时,单位产量的耗电量大,很不经济,故多用于淡化苦咸水,或结合离子交换技术制造工业纯水,很少单独用于淡化含盐量高的海水。
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。
扩展资料
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。
参考资料来源:百度百科-电渗析法
参考资料来源:百度百科-淡化海水

用电渗析法淡化海水原理

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。
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。
采用高温电渗析,可明显地提高极限电流,防止极化沉淀和降低耗能量。例如:75C时的极限电流为25C时的2.5倍,而耗电量仅为25C时的50%。
电渗析脱盐是离子在电场中迁移的结果,用于含盐量高的海水淡化时,单位产量的耗电量大,很不经济,故多用于淡化苦咸水,或结合离子交换技术制造工业纯水,很少单独用于淡化含盐量高的海水。
高能耗的技术,现在都是反渗透法。
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。
扩展资料:
海水淡化的其他方法
1、冷冻法
冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端,其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢,而所得到的淡水却并不多;而冷冻法同样要消耗许多能源,但得到的淡水味道却不佳,难以使用。
2、蒸馏法
海水淡化法工艺之冰—盐水是一固液系统普通的分离方法均可使冰—盐水得到分离,但分离方法不同,得到的冰晶含盐量也不同。实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。
3、反渗透法
反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。
参考资料来源:百度百科-电渗析法

电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示.已知海水中

关于电渗析法的原理如下:
电渗析法淡化海水的原理是利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性,使海水中的阴、阳离子发生离子迁移,分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。
具体来说,在外加直流电场作用下,阳离子会向阴极移动,而阴离子会向阳极移动。离子交换膜允许特定离子透过,阻挡其他离子透过,从而实现离子的分离和淡化。
电渗析法淡化海水是一种有效的海水淡化技术,具有操作简单、能耗低、设备体积小、不使用化学药剂等优点。
电渗析法、蒸馏法和膜蒸馏法都是海水淡化的方法,其不同:
电渗析法是一种利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性,在外加直流电场作用下,使海水中的阴、阳离子发生离子迁移,分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。
蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。膜蒸馏法则是利用膜组件实现蒸汽的分离和淡化。
具体区别如下:
1、原理:电渗析法主要利用离子交换膜对离子的选择透过性,在电场作用下实现离子的迁移和分离;蒸馏法则是利用海水的沸点不同,通过加热使海水沸腾汽化,再冷凝得到淡水;膜蒸馏法则是利用膜组件的蒸汽通道,通过膜的毛细管作用实现蒸汽的分离和淡化。
2、操作:电渗析法需要外部电源和离子交换膜,操作相对简单;蒸馏法需要加热和冷凝装置,操作相对复杂;膜蒸馏法需要膜组件和加热/冷却装置,操作相对较复杂。
3、适用条件:电渗析法适用于低浓度海水或废水处理,具有能耗低、设备体积小等优点;蒸馏法适用于高浓度海水或废水处理,具有产水纯度高、适用范围广等优点;膜蒸馏法适用于高浓度海水或废水处理,具有分离效果好、装置紧凑等优点。
总体来说,电渗析法、蒸馏法和膜蒸馏法都是有效的海水淡化方法,但在具体应用中需要根据不同的条件和需求选择合适的方法。

电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示.其中具有选择性的阴离子交换膜和阳

(1)海水中含有海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时阴极附近生成氢氧根离子,导致氢氧根离子和钙镁离子反应生成Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜,从而抑制离子通过,导致电渗析法失败,故答案为:海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜;(2)在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,①室离子浓度变小,②室离子浓度不大,离子浓度大的为浓水,所以浓水在B处排出,淡水在A处排出,故答案为:淡水.

海水淡化的方法

海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法、膜蒸馏法。
一、蒸馏法
1、原理
蒸馏法是通过加热海水,使其蒸发为水蒸气,然后冷凝为淡水的方法。
2、分类
根据加热方式的不同,蒸馏法可以分为多效蒸馏和多级闪急蒸馏等。
3、优点
蒸馏法技术成熟,操作简单,可以处理大量海水。
4、缺点
蒸馏法需要消耗大量能源,且设备成本较高。
二、反渗透法
1、原理:反渗透法是利用半透膜将海水分为淡水和浓水两部分,通过压力差使淡水通过半透膜,而盐分被截留的方法。
2、分类:反渗透法可以分为正向渗透和逆向渗透等。
3、优点:反渗透法能耗低,设备简单,操作方便。
4、缺点:反渗透法需要使用半透膜,膜的寿命有限,受到污染。
三、电渗析法
1、原理
电渗析法是利用直流电场作用,使海水中的离子通过离子交换膜进行迁移,从而实现淡化。
2、分类
电渗析法可以分为异相电渗析和正电渗析等。
3、优点
电渗析法能耗低,操作简单,可以处理低盐度海水。
4、缺点
电渗析法需要使用离子交换膜,膜的寿命有限,受到污染。
四、冷冻法
1、原理
冷冻法是通过冷冻海水,使其结冰,然后将冰与水分离的方法。
2、分类
根据冷冻方式的不同,冷冻法可以分为冰片法制淡水和冰晶法制淡水等。
3、优点
冷冻法制备的水水质较高,适用于高品质水需求。
4、缺点
冷冻法能耗较大,设备成本较高。
五、膜蒸馏法
1、原理
膜蒸馏法是利用疏水微孔膜对海水的汽相传质过程进行控制,实现海水的淡化。
2、分类
根据膜材料的不同,膜蒸馏法可以分为聚丙烯中空纤维膜蒸馏法和多孔聚四氟乙烯膜蒸馏法等。
3、优点
膜蒸馏法能耗低,操作简单,设备紧凑。
4、缺点
膜蒸馏法的膜材料需要具有较高的疏水性能和耐腐蚀性,且膜的寿命有限。

电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示.已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、

(1)阴离子交换膜只允许阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜A和阳极相连,阳极是阴离子放电,所以隔膜A是阴离子交换膜,故答案为:阴;(2)依据电解原理,电解过程中阴离子移向阳极,故答案为:阳极a极;(3)通电后,a电极为阳极,阳极是氯离子放电,生成氯气,其电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑;故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;(3)通电后,b电极为阴极,阴极区是氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,和钙离子,镁离子形成沉淀,故答案为:产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀.

电渗析法的简介

  ···莱特..莱德····电渗析器包括
泵、电源、流量计、膜堆、水箱等组成。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:
  利用离子交换膜在电工作下可对溶液的离子性物质进行脱盐、浓缩、精制及回收。
电渗析原理是在一对电极间交替配置阳离子交换膜(C)和阴离子交换膜(A),从而构成脱盐室及浓缩室。向该脱盐室中放入食盐(NaCl),通过直流电流使阳离子(Na+)聚集到阴极一侧,并透过阳离子交换膜移动到浓缩室。另外,阴离子(Cl-)聚集到阳极一侧,并透过阴离子交换膜移动到浓缩室。就这样,在脱盐室去除食盐,又在浓缩室合成食盐。
  电渗析的特点:
  1、可对离子性物质进行脱盐、浓缩、精制及回收。
  2、在离子性物质之间还可进行选择性分离。
  3、可从非离子性有价物中去除离子性物质。
  4、由于不需要加热、加压,所以不发生成分的变质。
  5、可控制脱盐率和浓缩率。
  6、由于无需再生工序,因此可以长期连续运行。
  7、噪音、振动较小,装置操作方便。
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≤0.3ppm⑵耗氧量<2ppm⑶游离氯<0.2ppm⑷含铁量<0.3ppm⑸含锰量<0.1ppm⑹水温5~40℃⑺硬度超过900ppm应要软化处理⑻污染指数SDI<5

海水淡化的三种方法

相关的方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法。1、蒸馏法:蒸馏法是一种古老的淡化海水技术,其原理是通过加热海水使其蒸发,然后将蒸汽冷凝成淡水。这个过程分离了水和溶解在其中的盐分。蒸馏法可以分为几种不同的类型,包括单效蒸馏、多效蒸馏和闪蒸。多效蒸馏和闪蒸是更现代、更节能的蒸馏技术,它们通过利用热能和减压来降低水的沸点,从而减少所需的能量。2、反渗透法: 反渗透法是一种膜分离技术,使用半透膜来分离海水中的盐分和其他溶解物质。在反渗透过程中,海水被施加压力,迫使水分子通过半透膜,而盐分和其他溶解物质则被留在膜的另一侧。这种方法能够生产出高纯度的淡水,但需要较高的压力和能量消耗。3、电渗析: 电渗析法是另一种膜分离技术,它使用电流来驱动溶液中的离子通过半透膜。在电渗析过程中,海水被施加直流电压,使得正负离子分别向阴极和阳极移动,从而实现脱盐。这种方法相比反渗透法在能耗上更经济,但它需要使用电极和可能产生氢气和氧气。

实验室淡化海水反应原理

电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下,海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向,不能穿过阴膜而留下来;负离子穿过阴膜跑向阳极方向,不能穿过阳膜而留下来。这样,盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水,而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。
反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过,不让盐分通过。如果不施加压力,用这种膜隔开咸水和淡水,淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵,对海水施加压力,海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了,因此叫做反渗透,或逆渗透。
蒸馏法的原理很简单,就是我们在实验室里制备蒸馏水的原理。把海水烧到沸腾,淡水蒸发为蒸汽,盐留在锅底,蒸汽冷凝为蒸馏水,即是淡水。这种古老的海水淡化方法,消耗大量能源,产生大量锅垢,很难大量生产淡水。现代多级闪急蒸馏淡化使古老的蒸馏法焕发了青春。水在常规气压下,加热到100℃才沸腾成为蒸汽。如果使适当加温的海水,进入真空或接近真空的蒸馏室,便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。利用这一原理,做成多级闪急蒸馏海水淡化装置。此种淡化装置可以造得比较大,真空蒸发室可以造得比较多,连接起来,成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂,可以与热电厂建在一起,利用热电厂的余热加热海水。水电联产,可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂,大多采用此法。如果太阳能蒸发淡化法能够投入实用,古老的蒸馏淡化技术又上一个节能的新台阶。