题目

海水淡化方法中的:电渗析法及离子交换法的流程
如题

提问时间：2020-10-27

答案

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.电渗析法原理图 点击此处查看全部新闻图片 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.