電滲析是膜分離過(guò)程中較為成熟的一項(xiàng)技術(shù)，已廣泛地應(yīng)用于苦咸水脫鹽，是世界上某些地區(qū)生產(chǎn)淡水的主要方法。由于新開發(fā)的荷電膜具有更高的選擇性、更低的膜電阻、更好的熱穩(wěn)定性相化學(xué)穩(wěn)定性以及更高的機(jī)械強(qiáng)度、使電滲析過(guò)程不僅限于應(yīng)用在脫鹽方面，而且在食品、醫(yī)藥及化學(xué)工業(yè)中，電滲析過(guò)程還有許多其他的工業(yè)應(yīng)用，如工業(yè)廢水的處理，主要包括從酸液清洗金屬表面所形成的廢液中回收酸和金屬；從電鍍廢水中回收重金屬離子；從合成纖維廢水中回收硫酸鹽；從紙漿廢液中回收亞硫酸鹽等。用于食品工業(yè)中，如牛奶脫鹽制嬰兒奶粉；用于化學(xué)工業(yè)分離離子性物質(zhì)與非離子性物質(zhì)；在臨床治療中電滲析可作為人工腎使用等 。

自動(dòng)控制頻繁倒極電滲析（EDR），運(yùn)行管理更加方便。原水利用率可達(dá)80%，一般原水回收率 在45-70%之間。電滲析主要用于水的初級(jí)脫鹽，脫鹽率在45-90%之間。它廣泛被用于海水與苦咸水淡化；制備純水時(shí)的初級(jí)脫鹽以及鍋爐、動(dòng)力設(shè)備給水的脫鹽軟化等。

實(shí)質(zhì)上，電滲析可以說(shuō)是一種除鹽技術(shù)，因?yàn)楦鞣N不同的水（包括天然水、自來(lái)水、工業(yè)廢水）中都有一定量的鹽分，而組成這些鹽的陰、陽(yáng)離子在直流電場(chǎng)的作用下會(huì)分別向相反方向的電極移動(dòng)。如果在一個(gè)電滲析器中插入陰、陽(yáng)離子交換膜各一個(gè)，由于離子交換膜具有選擇透過(guò)性，即陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子自由通過(guò)，陰離子交換膜只允許陰離子以通過(guò)，這樣在兩個(gè)膜的中間隔室中，鹽的濃度就會(huì)因?yàn)殡x子的定向遷移而降低，而靠近電極的兩個(gè)隔室則分別為陰、陽(yáng)離子的濃縮室，最后在中間的淡化室內(nèi)達(dá)到脫鹽的目的。

實(shí)際應(yīng)用中，一臺(tái)電滲析器并非由一對(duì)陰、陽(yáng)離子交換膜所組成（因?yàn)檫@樣做效率很低），而是采用一百對(duì)，甚至幾百對(duì)交換膜，因而大大提高效率。

目前電滲析器應(yīng)用范圍廣泛，它在水的淡化除鹽、海水濃縮制鹽精制乳制品，果汁脫酸精和提純，制取化工產(chǎn)品等方面,還可以用于食品，輕工等行業(yè)制取純水、電子、醫(yī)藥等工業(yè)制取高純水的前處理。鍋爐給水的初級(jí)軟化脫鹽，將苦咸水淡化為飲用水。

電滲析器適用于電子、醫(yī)藥、化工、火力發(fā)電、食品、啤酒、飲料、印染及涂裝等行業(yè)的給水處理。也可用于物料的濃縮、提純、分離等物理化學(xué)過(guò)程。

電滲析還可以用于廢水、廢液的處理與貴重金屬的回收，如從電鍍廢液中回收鎳。

電滲析過(guò)程是電化學(xué)過(guò)程和滲析擴(kuò)散過(guò)程的結(jié)合；在外加直流電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性(即陽(yáng)離子可以透過(guò)陽(yáng)離子交換膜，陰離子可以透過(guò)陰離子交換膜)，陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極移動(dòng)。離子遷移過(guò)程中，若膜的固定電荷與離子的電荷相反，則離子可以通過(guò)；如果它們的電荷相同，則離子被排斥，從而實(shí)現(xiàn)溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的 。

電滲析與近年引進(jìn)的另一種膜分離技術(shù)反滲透相比，它的價(jià)格便宜，但脫鹽率低。當(dāng)

前國(guó)產(chǎn)離子交換膜質(zhì)量亦很穩(wěn)定，運(yùn)行管理也很方便。

電滲析使用的半滲透膜其實(shí)是一種離子交換膜。這種離子交換膜按離子的電荷性質(zhì)可分為陽(yáng)離子交換膜(陽(yáng)膜)和陰離子交換膜(陰膜)兩種。在電解質(zhì)水溶液中，陽(yáng)膜允許陽(yáng)離子透過(guò)而排斥阻擋陰離子，陰膜允許陰離子透過(guò)而排斥阻擋陽(yáng)離子，這就是離子交換膜的選擇透過(guò)性。在電滲析過(guò)程中，離子交換膜不像離子交換樹脂那樣與水溶液中的某種離子發(fā)生交換，而只是對(duì)不同電性的離子起到選擇性透過(guò)作用，即離子交換膜不需再生。電滲析工藝的電極和膜組成的隔室稱為極室，其中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)與普通的電極反應(yīng)相同。陽(yáng)極室內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極水呈酸性，陽(yáng)極本身容易被腐蝕。陰極室內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)，陰極水呈堿性，陰極上容易結(jié)垢 。

（1）操作壓力 0.5─3.0kg /cm2 左右

（2）操作電壓、電流100─250V，1─3A

（3）本體耗電量每噸淡水約0.2─2.0度

①可以同時(shí)對(duì)電解質(zhì)水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用；

②可以用于蔗糖等非電解質(zhì)的提純，以除去其中的電解質(zhì)；

③在原理上，電滲析器是一個(gè)帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高。

四、在電滲析過(guò)程中，也進(jìn)行以下次要過(guò)程

①同名離子的遷移，離子交換膜的選擇透過(guò)性往往不可能是百分之百的，因此總會(huì)有少量的相反離子透過(guò)交換膜；

②離子的濃差擴(kuò)散，由于濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差，總會(huì)有少量的離子由濃縮室向淡化室擴(kuò)散遷移，從而降低了滲析效率；

③水的滲透，盡管交換膜是不允許溶劑分子透過(guò)的，但是由于淡化室與濃縮室之間存在濃度差，就會(huì)使部分溶劑分子（水）向濃縮室滲透；

④水的電滲析，由于離子的水合作用和形成雙電層，在直流電場(chǎng)作用下，水分子也可從淡化室向濃縮室遷移；

⑤水的極化電離，有時(shí)由于工作條件不良，會(huì)強(qiáng)迫水電離為氫離子和氫氧根離子，它們可透過(guò)交換膜進(jìn)入濃縮室；

⑥水的壓滲，由于濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別，迫使水分子由壓力大的一側(cè)向壓力小的一側(cè)滲透。顯然，這些次要過(guò)程對(duì)電滲析是不利因素，但是它們都可以通過(guò)改變操作條件予以避免或控制。

利用電滲析原理進(jìn)行脫鹽或處理廢水的裝置，稱為電滲析器。

(1)電滲析器的構(gòu)造它由膜堆、極區(qū)和壓緊裝置三大部分構(gòu)成。

1)膜堆：其結(jié)構(gòu)單元包括陽(yáng)膜、隔板、陰膜，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元也叫一個(gè)膜對(duì)。一臺(tái)電滲析器由許多膜對(duì)組成，這些膜對(duì)總稱為膜堆。隔板常用l～2mm的硬聚氯乙烯板制成，板上開有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。隔板的作用是使兩層膜間形成水室，構(gòu)成流水通道，并起配水和集水的作用。

2)極區(qū)：極區(qū)的主要作用是給電滲析器供給直流電，將原水導(dǎo)入膜堆的配水孔，將淡水和濃水排出電滲析器，并通入和排出極水。極區(qū)由托板、電極、極框和彈性墊板組成。電極托板的作用是加固極板和安裝進(jìn)出水接管，常用厚的硬聚氯乙烯板制成。電極的作用是接通內(nèi)外電路，在電滲析器內(nèi)造成均勻的直流電場(chǎng)。陽(yáng)極常用石墨、鉛、鐵絲涂釘?shù)炔牧希魂帢O可用不銹鋼等材料制成。極框用來(lái)在極板和膜堆之間保持一定的距離，構(gòu)成極室，也是極水的通道。極框常用厚5～7mm的粗網(wǎng)多水道式塑料板制成。墊板起防止漏水和調(diào)整厚度不均的作用，常用橡膠或軟聚氯乙烯板制成。

3)壓緊裝置：其作用是把極區(qū)和膜堆組成不漏水的電滲析器整體。可采用壓板和螺栓拉緊，也可采用液壓壓緊。(2)　電滲析器的組裝 電滲析器的基本組裝形式如圖17-4所示。在實(shí)踐電通常用“級(jí)”、“段”和“系列”等術(shù)語(yǔ)來(lái)區(qū)別各種組裝形式。電滲析器內(nèi)電極對(duì)的數(shù)目稱為“級(jí)”，凡是設(shè)置一對(duì)電極的叫做一級(jí)，兩對(duì)電極的叫二級(jí)，依此類推。電滲析器內(nèi)，進(jìn)水和出水方向一致的膜堆部分稱為“一段”，凡是水流方向每改變一次， "段"的數(shù)目就增加l。

電滲析是膜分離技術(shù)的一種，它是在外加直流電場(chǎng)作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性(即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，陰膜只允許陰離子透過(guò))，使水中陰、陽(yáng)離子作定向遷移，從而達(dá)到離子從水中分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。用電滲析法能夠把電解質(zhì)從溶液中分離出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)溶液的淡化、濃縮、精制或純化的目的。

電滲析技術(shù)主要包括:倒極電滲析(EDR)、液膜電滲析(EDLM)、填充床電滲析(EDI)、雙極性膜電滲析(EDMB)、無(wú)極水電滲析和高溫電滲析等。

電滲析技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:能量消耗低;藥劑耗量少，環(huán)境污染小;對(duì)原水含鹽量變化適應(yīng)性強(qiáng);操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化;設(shè)備緊湊耐用，預(yù)處理簡(jiǎn)單;水的利用率高。電滲析也有它自身的缺點(diǎn):在運(yùn)行過(guò)程中易發(fā)生濃差化極而產(chǎn)生結(jié)垢;與反滲透相比，脫鹽率較低。

毛細(xì)電滲析以集成電 路為基礎(chǔ)的毛細(xì)電滲析，通過(guò)添加少量溶解聚合物，可明顯提高肽縮氨酸和氨基 酸的溶解與分離。毛細(xì)電滲析已成為一種應(yīng)用廣泛的分離大范圍多種類無(wú)機(jī)或有 機(jī)化合物的方法。因?yàn)樗母叻蛛x效率，它可以與傳統(tǒng)的色譜分離方法相媲美。

電滲析器由陽(yáng)極室、中間室及陰極室三室組成，中間DD為封接良好的半透膜，E為Pt、Ag、Cu等片狀或棒狀電極，F(xiàn)為連接中間室的玻璃管，作洗滌用，S為pH計(jì)。電滲析實(shí)質(zhì)上是除鹽技術(shù)。電滲析器中正、負(fù)離子交換膜具有選擇透過(guò)性，器內(nèi)放入含鹽溶液，在直流電的作用下，正、負(fù)離子透過(guò)膜分別向陰、陽(yáng)極遷移。最后在兩個(gè)膜之間的中間室內(nèi)，鹽的濃度降低，陰、陽(yáng)極室內(nèi)為濃縮室。電滲析方法可以對(duì)電解質(zhì)溶質(zhì)或某些物質(zhì)進(jìn)行淡化、濃縮、分離或制備某些電解產(chǎn)品。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常用上百對(duì)以上交換膜，以提高分離效率。電滲析過(guò)程中，離子交換膜透過(guò)性、離子濃差擴(kuò)散、水的透過(guò)、極化電離等因素都會(huì)影響分離效率。