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, chlorowanie gazu resztkowego, 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 %.Uzdatniona woda słodka miała udział masowy azotu amonowego ≤40 mg/l, co spełniało normy środowiskowe.
Czas publikacji: 7 września 2023 r
