【杭州埃尔环保怎么样】各行业领域综述：离子交换膜和电渗析技术的发展趋势。

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北极星水处理网：1离子交换膜和电渗的发展

1.1国外电渗析发展历程

对电渗析技术的研究最早始于德国，1903年Morse和Prerce偶然发现，将两个电极分别放在投袋内外溶液中，带电杂质可以迅速从凝胶中去除。电渗析名言)1924年，Pauli改进了Morse的实验装置，解决了极化、电导率等问题。1940年，Strauss和Meyer进一步提出了多格室电渗析装置的概念。从那以后，电渗析技术不仅改进了装置设计，而且作为核心部件的离子交换膜也得到了很好的发展。20世纪50年代，美国科学家Juda成功地试制出了选择性高的阴离子、阳离子交换膜。接着在1952年，美国Ionics设计并制造了第一个电渗析装置。

电渗析技术首先在美国、英国、苏联等国家得到普及，主要应用于海水淡化、饮用水制等领域。到目前为止，已广泛应用于材料脱盐、废水脱盐、海水淡化预处理、浓盐水处理等领域。今天使用最广泛的领域是中东、日本、美国等。其中，日本电渗析技术的发展在此后名列前茅，是目前世界上唯一利用电渗析技术大规模制盐的国家。目前国外离子膜主流公司主要有日本Astom、日本AGC、德国Fumatech、日本富士膜Fujifilm、加拿大Saltworks、法国Suez、捷克Mega等

图1。电渗析及相关课程国际发展日程

1.2国内发展进程的电渗析

我国对电渗的研究起步较晚，1958年北京和上海的科研单位将离子交换树脂磨成粉末，施加压力，制成了异质离子交换膜。20世纪60年代初，小型海水淡化载重进入试运行。1965年在成昆铁路安装了我国第一个咸水淡化装置。1969年聚乙烯以上的交换膜在上海正式投入生产。从此，我国的电渗技术进入了大规模推广应用的新时期。我国电渗析技术的发展大致可分为三个阶段，如图2所示。

图2。国内电渗析发展阶段

从20世纪80年代到90年代末，电渗析技术受到反渗透、纳滤、超滤等新技术的冲击，仅在水处理项目中用作预处理工作，电渗析技术的发展缓慢。21世纪前10年，阳极膜技术的引进和应用取得了很好的进展，电渗析技术的突破和发展得到了明显的改善，同时降低了技术成本和管理难度，得到了广泛普及。从2010年开始，随着国家对环境保护的要求和企业环境意识的逐步增强，电渗通过浓缩无机盐及材料脱盐的效率、节能、三废、减少占用等优点，从事电渗行业的人员迅速增长，电渗行业逐渐标准化、统一。

到目前为止，我国离子膜产量很大，但仍然以理想膜为主，主要用于初级电渗析水处理，在化工和食品工业的脱盐、咸水的淡化等方面也有一些使用。随着国内制膜技术的发展和应用技术的进步，菌相膜和阳极膜电渗的应用正在逐步扩大，电渗将广泛应用于能源、食品、医药、生物、冶金、化工、环境保护、饮用水等领域。

从其他公司的离子交换膜和电渗析设备来看，电渗析产业趋于不标准化，很多东西没有形成产业统一化发展，在一定程度上阻碍了电渗析技术的发展。2019年8月1日，中国环保产业协会(CHINA ENVIRONMENTAL Protection Industry Association)

由于电渗的应用场景的局限性，近年来不断推进应用，但实际应用量小于压力驱动膜，因此目前国内负责主营电渗的企业并不多。著名的电渗企业见下表1。

表1。国内主要电渗析厂概况

在各厂家现有项目情况下，国内电渗析主要适用于高盐废水的盐浓缩、石油炼制、化工等行业的水再利用、医药、食品、生物等行业的材料分离、化纤、农药化工等废盐的酸碱转化。

电渗析的最初用途是海水淡化。在电渗析企业的不断努力下，行业逐渐扩展到化工、食品医药、新能源等其他行业，如杭州蓝兰环境、山东天维。在电渗析应用推广中，许多行业实现了电渗析和扩散渗透的首次应用。

表2。推广国内电渗析应用

2离子交换膜技术及产品

离子交换膜在国内是不到20年的电动驱动膜，其特殊的分离效果使其与国内离子交换膜企业不断发展。

，逐步得到下游客户的接受。离子交换膜作为分离膜的一种，其固定基团上带有特定电荷使之具有了选择透过性。这种特性使其在产物纯化与回收、能量转化、金属电积、物质重组等多个方面发挥着重要的作用。典型的应用有：氢氧燃料电池、锂离子电池的隔膜，EDI工艺生产超纯水用于电子、精细化工、核能产业，湿法冶金中电解用隔膜防治有害气体的产生，电渗析去除污染水体中的氟离子、硝酸根离子，氯碱工业制备氢氧化钠等。其节能、清洁、重复利用和实用环保的特点尤其符合现代工业的要求，为经济的可持续发展奠定了基础，成为经济可持续发展战略的重要组成部分。

2.1 电渗析离子交换膜分类

电驱动膜分离过程的驱动力是直流电场，能够在均相的水溶液或者水·有机混合溶液中实现物料的分离。通过利用特殊选择性的离子选择性通过膜，离子可以在电场作用下发生移动，并被离子选择性透过膜选择性的通过或阻隔，从而实现物料的分离。根据所采用的离子选择性通过膜的种类以及操作模式的不同，电驱动膜分离过程可以分为普通电渗析(CED)、双极膜电渗析(BMED)、电解电渗析(EED)、选择性电渗析(SED)、电去离子(EDI)等，其中普通电渗析和双极膜电渗析是电驱动过程常见的两种膜分离工艺。

图3．离子交换膜基本分类

2.2 电渗析与其他膜技术的对比分析

电渗析在废水零排放与废盐资源化领域有着众多成功案例，与高压反渗透和正渗透相比，总投资较少，运行成本低，浓缩浓度比高压反渗透更高，与正渗透相近，耐腐蚀性好，安全性高，技术和经济性好，更适合于无机盐废水浓缩。电渗析、高压反渗透、正渗透性能对比如表3所示。

表3．电渗析、高压反渗透和正渗透的综合对比

与高压反渗透和正渗透相比，电渗析技术更耐钙、镁、硅等污染，由于COD和硅等不会在浓水中累积，对于后续蒸发系统是一种很好的保护，确保结晶得到无机盐的纯度更高。一般普通异相膜的浓缩液氯化钠浓度在13%以下，杭州蓝然环境合金膜性能较为优异，可将浓缩液氯化钠浓度提升至15～18%，山东天维的均相离子交换膜浓缩氯化钠浓度达到18%，ASTOM与AGC的均相膜离子交换膜浓缩液氯化钠浓度可达20%以上。

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