电去离子过程水解离的基本特征

通过考察EDI膜堆由非稳态到稳态的过程中浓水电导率的变化规律以及处于稳态条件下的V—I特性曲线，探讨EDI过程水解离的基本特征．研究表明，在膜堆内部离子一旦发生定向迁移，在树脂表面水界面层中就会形成较高的电势梯度，引起水的解离，而且在高电流密度下，淡室中离子交换膜表面水界面层也会发生水解离．     

电去离子过程脱除低浓度铜离子的研究

采用一级两段的膜堆,以模拟废水为对象,考察了电去离子(EDI)过程脱除低浓度铜离子的性能,为开发一种更环保更经济的重金属废水处理技术提供理论与实验基础.研究证实,脱除铜离子的EDI存在"增强传质"和"电再生"两种模式.在"增强传质"模式操作时,淡室的树脂保持为盐型,阴膜的浓室侧表面无结垢产生.在"电再生"模式下,树脂被水解离产生的H 和OH-所再生,EDI可将铜离子从 50mg/L 左右脱除至火焰原子吸收分光光度法无法检出,同时在阴膜浓室侧表面形成黑色的CuO结垢.选择适当的膜堆形式和工艺条件能够防止结垢,获得一个连续稳定的EDI过程.     

电去离子(EDI)过程水解离机理的研究(Ⅱ)特征曲线的形成机理

在不同的工作阶段下,EDI过程特征曲线的形态均有所差异,主要表现在膜堆电流的减小和浓缩水pH的持续回升．从离子交换树脂和膜材料的角度出发,分析认为其原因主要在于过程中自然发生的,程度逐渐加强的阴膜和阴树脂的降解,此外,稳定工况下的V-I、pH-I特征曲线已不能形象和灵敏地表征EDI过程的工作状态,并提出了3种更实用的特征曲线概念用于EDI过程的表征、     

电去离子(EDI)过程水解离机理的研究(Ⅰ)特征曲线

系统研究了电去离子（EDI）过程非稳态开机阶段及稳定工况下的特征曲线,获得了若干区别于电渗析（ED）过程特征曲线的重要现象。研究表明,在开机阶段,淡水室中水的解离主要是在阳膜／阳树脂的表面发生;随着过程逐渐达到稳态,阴膜／阴树脂的表面也将发生程度不断加强的水的解离,浓差极化与水解离的可利用性是EDI与ED过程的最本质区别。     

电去离子过程水解离机理的研究(Ⅲ)阴膜和阴树脂的降解对水解离的影响

通过对离子交换树脂与膜的污染与降解的分析,认为在常规的ED（电渗析）过程中,导致阴膜电阻增大并进一步诱发阴膜异常极化和水解离的主要因素是膜污染;而在电去离子（EDI）过程中,导致膜对电阻增大的主要因素则是阴膜和阴树脂的持续降解．根据弱碱性的叔胺化合物对阴离子交换膜的催化效应理论,对EDI过程浓缩水pH的演变认为阴膜和阴树脂一定范围内的逐渐降解过程,对应着其催化水解离反应逐渐加强的过程．此外,实验测定了EDI过程中阴阳离子交换膜的面电阻的变化情况,确证了阴膜降解反应的存在。     

电去离子(EDI)过程水解离机理的研究(Ⅳ)ED和EDI过程水解离的差异性比较

ED和EDI过程中水的解离,在本质上均与高电势梯度有关,发生水解离时电势梯度的数量级为108V/m.在ED过程中,理论上阳膜先于阴膜发生浓差极化,但阳膜的极化与水解离在极化发生之后就受到膜面ζ-电位的制约,使得阳膜水解离反而远远滞后于阴膜.通过实验对EDI过程的水解离有了进一步的了解,并作了进一步分析,同时与ED过程的水解离现象作了对比.认为在EDI的淡水室内,填充的树脂使得不能形成具有抑制水解离效应的ζ-电位,从而阳膜先于阴膜发生水解离,且阴阳膜的水解离因更严重的浓差极化而更为剧烈.     

双极膜电渗析解离NaCl清洁制备酸碱的实验研究

采用国产双极膜、均相阴、阳离子交换膜交替排列构成的三隔室双极膜电渗析(BMED)构型,以NaCl为原料制备NaOH和HCl.研究了电流密度、原料液浓度和电极液浓度对BMED操作性能的影响,并对两种不同的均相阳膜进行了对比考察.结果表明:在电流密度30mA/cm2,NaCl原料液浓度为1.5 mol/L的条件下,实验范围内NaOH的收率可达80.19%,其收率和能耗随电流密度的增大而增加;电流密度恒定时,较高的原料液浓度利于保持更小的膜堆电阻,过程能耗相应降低;本实验条件下,极室Na2SO4溶液在1%~2%的低浓度范围内时,过程运行效果较3%~4%的高浓度更优.采取进一步向原料室持续补充10%NaCl的操作时,5h后产品NaOH浓度可提高至10%左右,较间歇式操作时的4%水平有显著提高.     

电去离子(EDI)装置中离子交换树脂的功效

在研究分析了EDI装置淡室中离子交换树脂作用机理的基础上,针对填充在淡室中的阴、阳离子交换树脂的类型、填充方式、粒径大小及均一性、比例、填充密度等方面的选择性应用提出了一些具体的见解和建议.     

淡水室填充阳离子交换树脂的EDI膜堆对镍离子溶液分离性能的研究

采用淡水室填充阳离子交换树脂的电去离子(EDI)膜堆来处理低浓度含镍废水,考察了该EDI膜堆用于低浓度重金属废水处理的可行性,并探讨了膜堆电压和料液流量对EDI分离重金属离子性能的影响。结果表明,对于Ni2+浓度为50 mg/L,pH为4.5的料液工况,操作电压为25 V,料液处理量为20 L/h时,可保证淡水产水Ni2+浓度在2 mg/L以下,且浓缩水Ni2+浓度大于900 mg/L,电流效率达到24.2%。     

电去离子(EDI)过程的水解离动力学分析

基于Nernst-Planck方程建立了EDI过程的传质动力学微分方程.根据此传质模型方程获知,EDI过程中在阴阳离子交换膜/树脂表面与溶液接触的界面层中发生的水解离的差异性,是在于离子交换界面电势梯度的差异,而这种差异又与膜和树脂的结构、性能以及阴阳离子在水溶液中的迁移数的差异有关.