Nederlands
English
français
Deutsch
italiano
русский
español
português
العربية
한국의
Romania
Bulgaria
Melayu
Elektrodialyse (ED) is een onafhankelijk, op membranen gebaseerd ontziltingsproces dat verschilt van drukgestuurde membraantechnologieën (RO/NF/UF/MF). Aangedreven door een elektrisch veld, bereikt het ionenscheiding door de selectieve migratie van ionenuitwisselingsmembranen, en vormt het een aanvulling op RO in plaats van een concurrentie ermee.
De kerncomponent van ED is de membraanstapel: tussen de anode en de kathode bevinden zich CEM's (kationuitwisselingsmembranen, die alleen kationen doorlaten) en AEM's (anionenuitwisselingsmembranenDe elektrolytische membranen (AEM's), die alleen anionen doorlaten, zijn afwisselend gerangschikt en vormen afwisselend "verdunningskamers" en "concentratiekamers". Wanneer zout water de verdunningskamer binnenkomt, migreren onder invloed van het elektrische veld de volgende ionen naar de kathode: kationen (Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, enz.), passeren het CEM naar de aangrenzende concentratiekamer, maar worden tegengehouden door het volgende AEM en in de concentratiekamer vastgehouden; anionen (Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, HCO₃⁻, enz.) migreren naar de anode, passeren het AEM naar de aangrenzende concentratiekamer, maar worden tegengehouden door het volgende CEM en in de concentratiekamer vastgehouden. Het resultaat: de ionenconcentratie in het effluent van de verdunningskamer wordt aanzienlijk verlaagd, terwijl het effluent van de concentratiekamer wordt verrijkt met ionen die vanuit de verdunningskamer zijn gemigreerd. Het hele proces vereist geen faseovergang, geen hoge druk en geen chemicaliën.
Ion | Algemene bronnen | Verwijderingsmechanisme en technische overwegingen |
Na⁺ | Zout, zeewater, brak water, industrieel afvalwater | Monovalente kationen met een snelle migratiesnelheid. Een belangrijk verwijderingsdoel van ED is de ontzoutingssnelheid, die afhankelijk is van de toegepaste stroomdichtheid en het aantal membraanstapeltrappen. De uiteindelijke Na⁺-concentratie in het effluent kan zo laag zijn als 5–20 mg/L. |
K⁺ | Afvoer van landbouwafvalwater, afvalwater van voedselverwerkende bedrijven | Het chemische gedrag is zeer vergelijkbaar met dat van Na⁺; de verwijderingsefficiëntie van ED is vrijwel identiek. Bij de ontzilting van wei wordt K⁺ effectief verwijderd samen met Na⁺. |
Fe³⁺/Fe²⁺ | Zure mijnwaterafvoer, grondwater | Hoge retentiegraad voor meerwaardige kationen, maar er moet rekening worden gehouden met Fe(OH)₃-precipitatie die de membraanporiën verstopt. De pH moet vóór de toevoer in het zure bereik worden gehouden, of verwijdering door pre-oxidatieprecipitatie is noodzakelijk. |
NH₄⁺ | Gemeentelijk afvalwater, afvalwater uit de aquacultuur, percolaatwater van stortplaatsen | Monovalente kationen; de verwijderingssnelheid is afhankelijk van de concentraties van concurrerende ionen. De verwijdering van NH₄⁺ wordt competitief geremd in omgevingen met een hoge Na⁺-concentratie. De vorm van ammoniakstikstof wordt pH-afhankelijk bepaald (voornamelijk NH₄⁺ bij pH<9, verwijderbaar door ED; wordt omgezet in NH₃-moleculen bij pH>10 → ED kan het niet verwijderen). |
Li⁺ | Zoutmeerpekel, recycling van lithiumbatterijen | Monovalent klein ion; ondervindt concurrentie wanneer het samen met grote hoeveelheden Mg²⁺ voorkomt. Vereist selectieve ionenwisselingsmembranen of NF-voorbehandeling om eerst Mg²⁺ te scheiden, waarna ED gebruikt kan worden om Li⁺ te concentreren. |
NH₄⁺ | Gemeentelijk afvalwater, afvalwater uit de aquacultuur, percolaatwater van stortplaatsen | Monovalente kationen; de verwijderingssnelheid is afhankelijk van de concentraties van concurrerende ionen. De verwijdering van NH₄⁺ wordt competitief geremd in omgevingen met een hoge Na⁺-concentratie. De vorm van ammoniakstikstof wordt pH-afhankelijk bepaald (voornamelijk NH₄⁺ bij pH<9, verwijderbaar door ED; wordt omgezet in NH₃-moleculen bij pH>10 → ED kan het niet verwijderen). |
Cl⁻ | Zout, zeewater, industrieel afvalwater | Snelste migratiesnelheid onder anionen. Het "primaire doelanion" voor ED-ontzilting. |
SO₄²⁻ | Grondwater, mijnwater, industrieel afvalwater | Tweewaardig anion → hoge ladingsdichtheid → sterke elektrische veldkracht → extreem hoge retentiesnelheid. Een van de meest efficiënt verwijderde stoffen door elektrodesionisatie. Het risico op CaSO₄-aanslag in de concentraatkamer vereist echter speciale controle. |
NO₃⁻ | Afvoer van landbouwafval, met meststoffen verontreinigd grondwater | Matige verwijderingsgraad voor monovalente anionen. Elektrodestillatie (ED) is een belangrijke technologie voor de verwijdering van nitraat uit drinkwater. In vergelijking met omgekeerde osmose (RO) produceert ED geen concentraat met een hoog zoutgehalte en heeft het een hoger terugwinningspercentage (80-95%). |
HCO₃⁻ | Natuurlijke alkaliteit (grondwater) | Het verwijderen van HCO₃⁻ vermindert de buffercapaciteit van water, wat leidt tot een daling van de pH van het effluent (door een verschuiving van het evenwicht bij de oplossing van CO₂). Elektrodestillatie van sterk alkaal water vereist nabehandeling met een pH-regelaar. |
F⁻ | Grondwater met een hoog fluoridegehalte (gebieden waar endemische ziekten voorkomen) | Elektrodefiltratie (ED) is een van de door de WHO aanbevolen technologieën voor het verwijderen van fluoride uit drinkwater. De verwijderingsefficiëntie wordt aanzienlijk beïnvloed door concurrerende ionen (Cl⁻, SO₄²⁻) en de pH-waarde. |
Organische zuur anionen | Voedselfermentatiebouillons, industrieel afvalwater | Organische ionen hebben een groter moleculair volume → hogere migratieweerstand in membranen dan kleine anorganische ionen → lagere verwijderingspercentages. Meervoudig geladen organische zuren (bijv. citraat³⁻) hebben betere verwijderingspercentages dan eenvoudig geladen organische zuren (bijv. acetaat⁻). |
Het is echter belangrijk op te merken dat elektrodialysesystemen relatief gevoelig zijn voor bepaalde zware metaalionen, en dat de waterkwaliteit die het ED-systeem binnenkomt aan bepaalde eisen moet voldoen. Daarom, voorbehandeling van het bronafvalwater Om aan de influentnormen te voldoen, is een grondige filtering noodzakelijk. Voor fysieke filtering worden doorgaans mechanische filtratie, ultrafiltratie (UF) en cartridgefilters gebruikt om sediment, colloïden en andere onzuiverheden te verwijderen, waarbij de concentratie zwevende deeltjes (SS) strikt laag wordt gehouden. Voor chemische en adsorptiebehandeling worden actieve koolfilters gebruikt om vrij chloor met oxiderende, schadelijke effecten, kleur en bepaalde organische stoffen te verwijderen. Kalkremmers worden gedoseerd of de pH wordt aangepast op basis van de waterkwaliteit om kalkaanslag door anorganische zouten te voorkomen. Voor hardheidsionen zoals calcium en magnesium, evenals hoogwaardige metaalionen zoals ijzer en mangaan, is een diepe verwijdering door middel van chemische ontharding of chelerende harsen vereist om de kalkaanslag en de belasting van de membraanoppervlakken aanzienlijk te verminderen.
Na de bovengenoemde voorbehandeling moet de waterkwaliteit die het ED-systeem binnenkomt voldoen aan een reeks kerncontrole-indicatoren: zwevende deeltjes (SS) moeten over het algemeen lager zijn dan 1 mg/L; de som van tweewaardige en meerwaardige kationen die gevoelig zijn voor hydroxideprecipitatie, zoals calcium, magnesium, ijzer en zink, moet <0,3 mg/L; en het vrije chloor moet onder de veiligheidsdrempel van 0,5 mg/L worden gebracht. Daarnaast moet de watertemperatuur doorgaans tussen 5 en 40 °C worden gehouden. In de praktijk wordt de combinatie van voorbehandelingsprocessen (bijvoorbeeld "voorbehandeling + ontharding + ED" of "voorbehandeling + RO + ED") flexibel geconfigureerd op basis van de eigenschappen van het ruwe water en de eisen aan het eindproductwater, om een efficiënte werking van het systeem over een lange periode te garanderen.
1. Wat is het werkingsprincipe van elektrodialyse?
Aangedreven door een elektrisch veld, maakt het gebruik van afwisselend gerangschikte CEM's en AEM's om selectieve ionenmigratie te realiseren, water te zuiveren en ionen te concentreren.
2. Wat zijn de voordelen van elektrodialyse in vergelijking met RO?
Elektrodialyse vereist geen hoge druk en geen chemicaliën, heeft een hogere waterterugwinningsgraad en produceert geen concentraat met een hoog zoutgehalte.
3. Voor welke waterscenario's is elektrodialyse geschikt?
Het is van toepassing op de behandeling van zeewater, brak water, industrieel afvalwater, landbouwafvoer, grondwater en pekelwater uit zoutmeren.
IPv6 NETWERK ONDERSTEUND
