Elektrodializa (ED) to proces wykorzystujący półprzepuszczalną membranę i pole elektryczne prądu stałego do selektywnego transportu naładowanych cząstek rozpuszczonych (takich jak jony) z roztworu. Ten proces separacji koncentruje, rozcieńcza, rafinuje i oczyszcza roztwory poprzez kierowanie naładowanych rozpuszczonych substancji z dala od wody i innych nienaładowanych składników. Elektrodializa rozwinęła się w operację chemiczną na dużą skalę i odgrywa znaczącą rolę w technologii separacji membranowej. Znajduje szerokie zastosowanie w takich gałęziach przemysłu, jak odsalanie chemiczne, odsalanie wody morskiej, żywność i farmaceutyka oraz oczyszczanie ścieków. W niektórych regionach stała się podstawową metodą produkcji wody pitnej. Oferuje zalety, takie jak niskie zużycie energii, znaczne korzyści ekonomiczne, proste wstępne oczyszczanie, trwały sprzęt, elastyczna konstrukcja systemu, łatwa obsługa i konserwacja, czysty proces, niskie zużycie chemikaliów, minimalne zanieczyszczenie środowiska, długa żywotność urządzenia i wysokie wskaźniki odzysku wody (zwykle od 65% do 80%).
Do powszechnie stosowanych technik elektrodializy zalicza się elektrodejonizację (EDI), elektrodializę odwróconą (EDR), elektrodializę z membranami ciekłymi (EDLM), elektrodializę wysokotemperaturową, elektrodializę rolkową, elektrodializę z membraną bipolarną i inne.
Elektrodializę można stosować do oczyszczania różnych rodzajów ścieków, w tym ścieków z galwanizacji i ścieków zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Można ją stosować do ekstrakcji jonów metali i innych substancji ze ścieków, co pozwala na odzyskiwanie i ponowne wykorzystywanie wody i cennych zasobów, jednocześnie zmniejszając zanieczyszczenie i emisje. Badania wykazały, że elektrodializa może odzyskiwać miedź, cynk, a nawet utleniać Cr3+ do Cr6+ podczas oczyszczania roztworów pasywacyjnych w procesie produkcji miedzi. Ponadto elektrodializa została połączona z wymianą jonową w celu odzyskiwania metali ciężkich i kwasów ze ścieków z trawienia kwasem w zastosowaniach przemysłowych. Specjalnie zaprojektowane urządzenia do elektrodializy, wykorzystujące żywice anionowymienne i kationowymienne jako wypełniacze, zostały użyte do oczyszczania ścieków zawierających metale ciężkie, co pozwoliło na osiągnięcie zamkniętego obiegu recyklingu i zerowego zrzutu. Elektrodializa może być również stosowana do oczyszczania ścieków alkalicznych i ścieków organicznych.
Badania przeprowadzone w Państwowym Laboratorium Kontroli Zanieczyszczeń i Ponownego Wykorzystania Zasobów w Chinach dotyczyły oczyszczania ścieków z mycia alkalicznego zawierających gaz resztkowy z chlorowania epoksydu propanu przy użyciu elektrolizy membranowej jonowymiennej. Gdy napięcie elektrolizy wynosiło 5,0 V, a czas cyrkulacji 3 godziny, szybkość usuwania ChZT ścieków osiągnęła 78%, a szybkość odzysku alkaliów osiągnęła aż 73,55%, co stanowiło skuteczne wstępne oczyszczanie dla kolejnych jednostek biochemicznych. Technologia elektrodializy została również wykorzystana do oczyszczania ścieków zawierających złożone kwasy organiczne o wysokim stężeniu, o stężeniach od 3% do 15%, przez Shandong Luhua Petrochemical Company. Ta metoda nie powoduje żadnych pozostałości ani zanieczyszczeń wtórnych, a uzyskany skoncentrowany roztwór zawiera od 20% do 40% kwasu, który można poddać recyklingowi i oczyszczaniu, zmniejszając zawartość kwasu w ściekach do 0,05% do 0,3%. Ponadto firma Sinopec Sichuan Petrochemical Company wykorzystała specjalistyczne urządzenie do elektrodializy do oczyszczania ścieków kondensacyjnych, osiągając maksymalną wydajność oczyszczania 36 t/h, przy zawartości azotanu amonu w skoncentrowanej wodzie przekraczającej 20% i osiągając współczynnik odzysku ponad 96%. Oczyszczona woda słodka miała frakcję masową azotu amonowego ≤40 mg/l, co spełnia normy środowiskowe.
Czas publikacji: 07-09-2023
