电驱动膜也叫离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜。它与离子交换树脂相似,都是在高分子骨架上连接一个活性基团,但作用机理和方式、效果都有不同之处。一般按膜的宏观结构分为三大类:均相膜、非均相膜和异相膜。目前市场出现较多的是均相膜和异相膜,均相膜和异相膜不仅在制作上有区别在使用中也是各有优缺点。
均相膜与异相膜的优缺点
(1)膜寿命:由于均相膜的成份与普通离子交换树脂类似,做其寿命也与其相似,具有更长的使用寿命。
(2)耐强酸强碱:均相膜采用均一反应法制膜,而不象异相膜是通过粘合剂把离子交换树脂粘合在一起,故其可以耐强酸强碱,可以浓缩酸碱浓缩至10%以上,并长期稳定运行。
(3)能耗:由于均相膜的膜电阻更低、电流效率更高,其运行能耗大幅低于异相膜。
(4)设备投资:近几年高性能均相膜已全面实现国产化,其膜价格大幅下降,相对能用异相膜处理的项目,采用均相膜的设备投资已比异相膜低,平均换膜成本也低于异相膜。
(5)占地面积:由于一台均相膜组器的处理能力可替代2-5台异相膜组器,并且一台均相膜组器的体积也远小于一台异相膜,故占地面积远小于异相膜。
扩散渗析技术
以浓度差为推动力,使得高浓度溶液中的溶质透过隔膜向低浓度溶液中迁移的过程,主要用于回收酸、碱。运行成本极低,膜使用寿命长。
电渗析技术
电渗析技术是指在直流电场作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中离子的选择透过性分离电解质和水的过程。其中阴阳离子膜是电渗析组件的重要组成部分,良好的电渗析应有:1)高的离子选择性;2)渗水性差;3)导电性好;4〕化学稳定性好、机械强度高。
电渗析技术的应用
水处理行业:如重金属离子的回收、矿质废水脱盐。
食品行业:木聚糖,葡萄糖,氨糖等糖类脱盐,酱油等乳制品脱盐,果汁饮料等脱盐。
生物发酵行业:氨基酸及其衍生物脱盐,维生素脱盐等。可以说电渗析技术的等调味品脱盐,乳清应用是非常广泛的。
双极膜电渗析技术
双极膜是一种新型的离子交换复合膜,它通常由阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化层)和阴离子交换层(P型膜)复合而成,是真正意义上的反应膜。在直流电场的作用下,双极膜中间界面层的H2O解离成H+和OH-,并分别通过阳膜 面和阴膜面,作为H+和OH-离子源, 同时阴离子和阳离子均不能穿过该膜。
双极膜技术的应用
有机酸的制备和回收:双极膜电渗析技术可直接将有机酸盐转化为有机酸。如葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸、氨基酸、酒石酸、醋酸、维生素C、苹果酸等。
有机碱的制备和回收:双极膜电渗析技术可直接将有机碱盐转化为有机碱。如各脱硫剂胺液、医药中间体、化工中间体、离子液体等。
无机酸碱的制备:把无机盐直接水解制备成无机酸与无机盐,一般为强酸或强碱。如NaCl、Na2SO4、NaNO3、KF、Li2SO4等。