Elektrodializa (ED) to proces wykorzystujący półprzepuszczalną membranę i pole elektryczne prądu stałego do selektywnego transportu naładowanych cząstek substancji rozpuszczonej (takich jak jony) z roztworu. Ten proces separacji koncentruje, rozcieńcza, rafinuje i oczyszcza roztwory, kierując naładowane substancje rozpuszczone z dala od wody i innych nienaładowanych składników. Elektrodializa przekształciła się w operację jednostki chemicznej na dużą skalę i odgrywa znaczącą rolę w technologii separacji membranowej. Znajduje szerokie zastosowanie w branżach takich jak odsalanie chemiczne, odsalanie wody morskiej, żywność i farmaceutyka oraz oczyszczanie ścieków. W niektórych regionach stała się podstawową metodą produkcji wody pitnej. Oferuje takie zalety, jak niskie zużycie energii, znaczące korzyści ekonomiczne, prostą obróbkę wstępną, trwały sprzęt, elastyczną konstrukcję systemu, łatwą obsługę i konserwację, czysty proces, niskie zużycie środków chemicznych, minimalne zanieczyszczenie środowiska, długą żywotność urządzenia i wysoki współczynnik odzysku wody (zwykle waha się od 65% do 80%).
Typowe techniki elektrodializy obejmują elektrodializę (EDI), odwrócenie elektrodializy (EDR), elektrodializę z membranami płynnymi (EDLM), elektrodializę wysokotemperaturową, elektrodializę typu rolkowego, elektrodializę z membraną bipolarną i inne.
Elektrodializę można stosować do oczyszczania różnych typów ścieków, w tym ścieków galwanicznych i ścieków zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Można go stosować do ekstrakcji jonów metali i innych substancji ze ścieków, umożliwiając odzysk i ponowne wykorzystanie wody i cennych zasobów przy jednoczesnej redukcji zanieczyszczeń i emisji. Badania wykazały, że elektrodializa pozwala odzyskać miedź, cynk, a nawet utlenić Cr3+ do Cr6+ podczas obróbki roztworów pasywacyjnych w procesie produkcji miedzi. Ponadto elektrodializę połączono z wymianą jonową w celu odzyskiwania metali ciężkich i kwasów ze ścieków trawionych kwasem w zastosowaniach przemysłowych. Specjalnie zaprojektowane urządzenia do elektrodializy, wykorzystujące żywice anionowymienne i kationowymienne jako wypełniacze, zastosowano do oczyszczania ścieków zawierających metale ciężkie, uzyskując recykling w pętli zamkniętej i zerowy wypływ. Elektrodializę można również stosować do oczyszczania ścieków alkalicznych i organicznych.
Badania przeprowadzone w Państwowym Kluczowym Laboratorium Kontroli Zanieczyszczeń i Ponownego Wykorzystania Zasobów w Chinach dotyczyły oczyszczania ścieków alkalicznych zawierających epoksypropan, chlorowany gaz resztkowy, przy użyciu elektrolizy z membraną jonowymienną. Przy napięciu elektrolizy wynoszącym 5,0 V i czasie cyrkulacji 3 godziny, stopień usuwania ChZT ze ścieków osiągał 78%, a stopień odzysku alkaliów sięgał aż 73,55%, stanowiąc skuteczną obróbkę wstępną dla kolejnych jednostek biochemicznych. Technologia elektrodializy została również zastosowana przez firmę Shandong Luhua Petrochemical Company do oczyszczania ścieków zawierających złożone kwasy organiczne o wysokim stężeniu, w stężeniach od 3% do 15%. Metoda ta nie powoduje żadnych pozostałości ani wtórnych zanieczyszczeń, a otrzymany stężony roztwór zawiera od 20% do 40% kwasu, który można poddać recyklingowi i obróbce, zmniejszając zawartość kwasu w ściekach do 0,05% do 0,3%. Ponadto firma Sinopec Sichuan Petrochemical Company zastosowała specjalistyczne urządzenie do elektrodializy do oczyszczania ścieków kondensacyjnych, osiągając maksymalną wydajność oczyszczania na poziomie 36 t/h, przy zawartości azotanu amonu w stężonej wodzie sięgającej ponad 20% i osiągając stopień odzysku ponad 96 %. Oczyszczona woda słodka miała frakcję masową azotu amonowego ≤40 mg/l, co spełniało normy środowiskowe.
Czas publikacji: 7 września 2023 r
