电渗析法：海水淡化技术及应用

电渗析是以直流电为推动力，利用阴阳离子交换膜对水溶液中阴阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过膜迁移到另一水体中的物质分离过程。

从20世纪40年代起，人们已了解到动物组织的膜具有使离子选择透过现象，进而对生物膜的研究转向了人工合成高分子膜，开始工程开发的研究。1840年，Meyer和Strauss提出了多隔室电渗析装置的概念。1950年，Juda和McRae研制成功了具有高选择透过性的阴阳离子交换膜以后，奠定了电渗析技术的应用基础。1952年，美国Ionics公司，根据电渗析原理，研制成功世界上第一台电渗析器，用于苦咸水淡化制取生活饮用水。随后美、英相继制造出并将电渗析装置淡化苦咸水，制取饮用水和工业用水，陆续输送到其他国家。日本在50年代末开始研究电渗析技术，于1974年在野岛建造了当时世界最大规模的日产饮用水120m3的电渗析海水淡化装置。70年代，频繁倒极电渗析技术（EDR）由美国开发成功，使电渗析装置运行更加方便，工作应用更加稳定。现在世界上研究电渗析的国家有美国、日本、俄罗斯、英国、法国、意大利、德国、加拿大、以色列、荷兰、中国和印度等，美国和日本在技术上处于领先地位。当今世界范围内电渗析装置的总造水能力已达125万m3/d。根据国际脱盐协会1999年的统计报告，在海水、苦咸水淡化采用的方法中，蒸馏法占42.2％的市场份额，反渗透法占41.1％，而电渗析法仅占4.1％的市场份额。这主要是因为，对含盐量高的介质的处理，电渗析法由于耗电量高而受到限制。

中国于1958年开始研究开发电渗析技术，1965年我国第一台电渗析装置试用于成昆铁路建设，1967年完成了聚苯乙烯异相离子交换膜的工业化生产，为电渗析技术的推广应用创造了条件。70年代以后，在离子交换膜、隔板、电极等主要装置部件与本体结构的研究方面都有创新，电渗析装置在向标准化、系列化发展。1972年后建成了日产7m3和14m3两种电渗析海水淡化装置用于岛屿饮用水制取，1981年我国西沙建成了200m3/d的电渗析海水淡化站。30年来，电渗析技术已用于海水、苦咸水淡化，在制取生活饮用水和工业用纯水、超纯水方面，发挥了显著的效果，其应用面遍布全国各地的各行各业，其应用面之广和膜产量大均居世界同行前列。在我国，电渗析已成为一种成熟的水处理工艺技术。电渗析本体已按专业标准组织生产，制水量从每小时几十升到几十立方米多种规格，工程应用可由单台至几十台组合排列，以满足不同制水量和不同脱盐效果的要求。

与国际水平相比，我国电渗析工艺工程水平已接近世界先进水平，差距较大的是离子交换膜的品种单一，限制了这一技术在高浓度浓缩和不同离子分离等方面的应用。就水处理行业而言，尽管有少数电渗析装置进口，但由于进口电渗析价格远贵于国产装置，所以目前国内电渗析设备市场仍由国货所统治。

目前，电渗析装置已被广泛应用于电力、化工、电子、环保、医药、纺织、食品等行业，获得令人满意的经济效益，具体用途主要有：

（1）海水、苦咸水淡化制取生活饮用水。

（2）制取啤酒、汽水、纯净水等饮料用水。(www.xing528.com)

（3）制取低压锅炉用水。

（4）电渗析和离子交换法联合使用，制取蒸馏水、高纯水、超纯水，这种制水方法可节约酸碱80％～90％，避免树脂的频繁再生，并大大降低制水成本。

（5）联合其他不同的处理单元，可制成满足电子、医药、食品、化工等更高档次的行业用水。

（6）电镀、电子等工业废水（液）中Au、Ag、Cu等贵重金属的回收及废水回用。

（7）除氟化物、废水处理。

电渗析过程通常由前处理设备、增压泵、整流器、自动控制设备、清洗系统和电渗析器组成，可由人工控制或自动控制。