最近我们在网络贴吧里老是看到有人在提问,问纯水设备是电渗析的技术好还是反渗透的技术好,需要注意什么问题,科瑞就这个问题,首先我们应该不是要回答这个问题,分析这个问题之前,最起码我们要弄懂什么是电渗析?什么又是反渗透?各自工作原理是什么?
第一个就是电渗析法electrodialysis:
电渗析法是利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如游离子)的方法叫做渗析。电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法!
第二就是反渗透法(RO)
反渗透就是在半透膜的原水一侧施加比水溶液渗透压高的外界压力,当原水透过半透膜时,只允许水透过,其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程就是反渗透!
一,电渗析法工作原理:
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。
二,反渗透法工作原理:
利用反渗透膜选择性的只能透过溶剂(就是水)而截留物质的性质,实现液体混合物的分离过程。通过高压压力压迫水渗透过反渗透膜,而是其他物质被截留在膜的表面。
最后总结:
虽然电渗析的电压有点高,但是它的电流并不大,不能维持连续的氧化还原反应需要,并且非常的耗电!反渗透法的最大优点是节能,它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。随着水处理技术的发展,电渗析法已经越来越少的应用在纯水处理方面,而反渗透法是纯水处理最主要技术方法!
B. 水处理基本知识 闲聊反渗透(RO),电渗析(ED),电去离子(EDI)
水处理技术在这几十年里发展迅速,膜分离技术的创新和工艺应用尤为突出。这种技术已在纯水制备、工业废水处理(包括中水回用)和海水淡化等领域得到广泛应用。
膜分离技术包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)和电去离子(EDI)等。在前面的文章中,我们已经对微滤、超滤、纳滤和反渗透进行了简单介绍和对比。今天,我们将重点介绍和对比反渗透、电渗析和电去离子技术。
一、名词解释
反渗透:简称RO,是一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。当施加的压力超过溶液的渗透压时,溶剂会逆向渗透,从而在膜的低压侧得到渗透液,在高压侧得到浓缩液。
电渗析:简称ED,是利用半透膜的选择透过性来分离不同溶质粒子的方法。在电场作用下,溶液中的带电溶质粒子通过膜而迁移,这种现象称为电渗析。
电去离子:简称EDI,又称电除盐或填充床电渗析,是一种将电渗析与离子交换有机结合起来的一种水处理技术。
二、工作原理
①反渗透工作原理:当两种不同浓度的溶液由一个RO膜隔开时,渗透现象会自然发生。渗透压将水压过RO膜,水将浓度较高的溶液稀释,最后达到浓度平衡。
②电渗析工作原理:在外加直流电场作用下,利用离子交换膜的透过性,使水中的阴、阳离子作定向迁移,从而达到水中的离子与水分离的一种物理化学过程。
③EDI工作原理:EDI是一种将电渗析法与离子交换法结合起来的一种水处理方法,它兼有电渗析技术的连续除盐和离子交换技术深度脱盐的优点,又避免了电渗析技术浓差极化和离子交换技术中的酸碱再生等问题。
三、技术特点及应用场景
反渗透的应用场景非常广泛,包括工业纯水/超纯水制备、食品/医疗/实验室纯化水制备、工业废水/生活污水净化、海水/苦咸水淡化和纯净水制备等。
电渗析的应用场景主要在海水浓缩、苦咸水淡化、工业废水回用和工业提纯浓缩分离等领域。
EDI的应用场景相对较窄,但凭借其高效简便的特点,在纯水制备方面发挥着越来越大的作用。
总的来说,RO、EDR和EDI三者之间既有竞争又有合作的关系。其中,RO和EDI技术的合作已成为当今超纯水制备的主流技术。
听上去很绕口,简单说就是自来水很便宜,如果回用就不要太计较差不多就行了。污水处理很贵,如果要处理,浓缩越高比例越好,一切向钱看!小型设备就更别说了,完全赚不回来本啊,此处应该有表情。
常见问题解答:既然EDI技术是结合了电渗析和离子交换技术的水处理方法,为什么生产18M超纯水时系统还需要额外配置抛光混床树脂装置?答:系统需要配置抛光组主要原因是EDI产水电阻率不能稳定达到18MΩ*cm。而EDI不能稳定达到这个产水水质的主要原因也就是它是结合了电渗析和离子交换两种技术,在享受连续除盐和无需酸碱再生带来便利的同时,也降低了在离子交换方面的极致除盐。而18M的产水水质要求又极其苛刻,几乎不允许任何盐分的存在,客观上导致EDI的产水不能稳定达到18MΩ*cm,但是长期稳定产水电阻率达到15MΩ*cm还是相当有保障的。
写在最后:电渗析技术个人接触的比较少,所以只能在此简单的聊聊概念,后期如有机会多接触再补充。部分资料来自网络,大多数来自网络,图文如果侵权联系本人删除,谢谢。
补充一个常见名词DI水:Deionized Water,既去离子水。广义的DI水=纯水,狭义的DI水=超纯水。所以一般涉及到DI水的问题,都需要明确DI水的具体水质要求。
C. 海水的淡化:蒸馏法,电渗析法,离子交换法分别举例
离子交换法制淡水是将海水中所有离子全部吸附在离子交换树脂上,也就是说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了;而电渗析法是利用电场的作用,强行将离子向电极处吸引,致使电极中间部位的离子浓度大为下降,从而制得淡水的。
一般情况下水中离子都可以自由通过交换膜,除非人工合成的大分子离子。
电渗析与电解不同之处在于:电渗析的电压虽高,电流并不大,维持不了连续的氧化还原反应所需;电解却正好相反。
D. 常用的5种脱盐的方法
常用的5种脱盐方法分别是二步法、多效蒸发法、反渗透法、电渗析法、正向渗透法。以下是每种方法的详细介绍:
二步法:
原理:第一步利用离子交换膜技术,将海水中的阳离子交换为铵离子,阴离子交换为碳酸根离子;第二步采用减压挥发析出碳酸铵,从而实现脱盐。
多效蒸发法:
原理:通过反复、多次加热蒸汽,利用减压的方法使后一效蒸发器的操作压力和溶液的沸点均较前一效蒸发器的低。这样,冷凝水中的盐分得以浓缩,从而达到脱盐的目的。
反渗透法:
原理:虽然未在参考信息中详细描述,但反渗透法是一种广泛应用的脱盐技术。它利用半透膜的选择透过性,只允许水分子通过,而将盐分等杂质截留在膜的一侧,从而实现脱盐。
电渗析法:
原理:电渗析法是利用电场的作用,使溶液中的离子在电场力的驱动下,通过半透膜的选择性透过,从而实现溶液的浓缩和淡化。这种方法常用于海水淡化和工业废水处理等领域。
正向渗透法:
原理:让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂,或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物中。由于渗透压的作用,水分子会自发地从低盐浓度区域向高盐浓度区域渗透,从而达到脱盐的效果。
以上五种方法各有特点,适用于不同的应用场景和条件。在实际应用中,需要根据具体需求和条件选择合适的脱盐方法。