1.9 膜分離

　　大綱要求：熟悉膜分離的技術和方法，了解膜及膜組件的分類和性能

　　1.9.1膜分離法的原理及分類

　　⑴膜：能夠把流體相分隔為互不相通的兩部分，這兩部分之間能存在“傳質”的薄的物質。

　　⑵膜的特征：一是無論厚度多少都必須有兩個界面，兩個界面分別與兩側流體相接觸，二是要具有選擇透過性，可允許一側流體中一種或幾種物質通過，而不允許其他物質通過。

　　⑶膜分離：利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程。用膜分離溶液時，使溶質通過膜的方法稱為滲析，使溶劑通過膜的方法稱為滲透。

　　⑷膜分離的特點：

　　⑸根據溶質或溶劑透過膜的推動力和膜種類不同，水處理中膜分離法通常可以分為：電滲析、反滲透、超濾、微濾。

　　1.9.2電滲析

　　⑴原理：

　　在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的透過性(即陽膜只允許陽離子透過，陰膜只允許陰離子透過)，使水中的陰、陽離子作定向遷移，從而達到水中的離子與水分離的一種物理化學過程。

　　原理是：在陰極與陽極之間，放置著若干交替排列的陽膜與陰膜，讓水通過兩膜及兩膜與兩極之間所形成的隔室，在兩端電極接通直通電源后，水中陰、陽離子分別向陽極、陰極方向遷移，由于陽膜、陰膜的選擇透過性，就形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室。與此同時，在兩電極上也發生著氧化還原反應，即電極反應，其結果是使陰極室因溶液呈堿性而結垢，陽極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此，在電滲析過程中，電能的消耗主要用來克服電流通過溶液、膜時所受到的阻力及電極反應。

　　例如，用電滲析方法處理含鎳廢水，在直流電場作用下，廢水中的硫酸根離子向正極遷移，由于離子交換膜具有選擇透過性，淡水室的硫酸根離子透過陰膜進入濃水室，但濃水室內的硫酸根離子不能透過陽膜而留在濃水室內;鎳離子向負極遷移，并通過陽膜進入濃水室，濃水室內的鎳離子不能透過陰膜而留在濃水室中。這樣濃水室因硫酸根離子、鎳離子不斷進入而使這兩種離子的濃度不斷增高;淡水室由于這兩種離子不斷向外遷移，濃度降低。離子遷移的結果是把電滲析器的兩個電極之間隔室變成了溶液濃度不同的濃室和淡室。濃水系統是一個溶液濃縮系統，而淡水系統是一個凈化系統。用電滲析法回收鎳時，以硫酸鈉溶液作為電極液，硫酸鈉可減輕鉛電極的腐蝕，濃水回用于鍍槽，淡水用于清洗鍍件。

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