ED 電気透析は、溶液中のイオンを選択的にイオン交換膜に通過させる高効率な膜分離技術です。まず、高周波直流電場を使用して、溶液中の陰イオンと陽イオンの方向性移動を誘発します。アニオン交換膜とカチオン交換膜は、これらのイオンを選択的に通過させ、イオン分離を実現します。
ED 電気透析膜は有機材料でできています。他の有機膜と同様、高塩分廃水を伴う用途では、水中のさまざまな汚染物質による汚れの影響を受けやすく、さまざまな性能パラメータに影響を及ぼします。電気透析を安定して稼働させる鍵となるのが前処理工程です。前処理プロセスが正しく機能し、生成水が ED 電気透析膜の供給水要件を満たしている場合にのみ、膜は長期間安定して動作できます。
ED 電気透析膜の汚れには、有機物、無機物、微生物汚染が含まれます。
1. 有機物汚染
帯電した有機物、特に負に帯電した有機物は膜を汚す可能性が高くなります。有機物は通常マイナスに帯電しているため、陰イオン交換膜は有機汚染の影響を受けやすくなります。マイナスに帯電した有機物は、電場の影響下で陰イオン交換膜に向かって移動します。通常、有機イオンは分子量が大きいため、陰イオン交換膜を通過することが難しく、膜表面に蓄積して陰イオン交換膜の汚れを引き起こします。帯電していない有機物は流路を通過する際に主に吸着を受け、膜ファウリングの原因となります。電場の影響下で移動しないため、結果として生じる膜の汚れが遅くなり、濃縮液中の有機物の濃度が集中しないため、膜洗浄による除去が可能になります。廃水中の高濃度の有機汚染物質である硫酸ドデシルは、ED 電気透析膜の性能に大きく寄与します。電気透析膜はこれらの界面活性剤の濃度に非常に敏感であるため、除去するには前処理が必要です。さらに、ケトンやその他の強い溶解力を持つ有機溶媒も膜材料に対する破壊性が高くなります。
2. 無機汚れ
電極反応により発生した水酸化カルシウムや硫酸カルシウムなどのスケールが電極室や電極に付着します。分極反応により膜上にスケールが形成され、特に水酸化マグネシウムやその他の沈殿物が濃縮液側および膜の内側に形成されます。濃縮室内での濃縮プロセス中に、過飽和により、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウムの沈殿物などのスケールが沈殿します。効果的な制御方法には、硬度を低下させ、これらのイオンの濃度を下げるための高密度前処理が含まれます。-高価数イオンが陽イオン交換膜に結合すると膜が汚染され、除去が困難になり、交換能力が低下します。これらのイオンは前処理で除去する必要があります。深い除去には通常、イオン交換樹脂が使用されます。
3. 微生物汚染
微生物は膜表面に堆積しやすく、セパレーター間の隙間で増殖して膜抵抗が増加し、水の流れを妨げ、電気透析の正常な動作を妨げます。前処理によって微生物を除去することが微生物汚染を減らす主な方法です。