電驅動膜也叫離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料制成的薄膜。它與離子交換樹脂相似,都是在高分子骨架上連接一個活性基團,但作用機理和方式、效果都有不同之處。一般按膜的宏觀結構分為三大類:均相膜、非均相膜和異相膜。目前市場出現較多的是均相膜和異相膜,均相膜和異相膜不僅在制作上有區別在使用中也是各有優缺點。
均相膜與異相膜的優缺點
(1)膜壽命:由于均相膜的成份與普通離子交換樹脂類似,做其壽命也與其相似,具有更長的使用壽命。
(2)耐強酸強堿:均相膜采用均一反應法制膜,而不象異相膜是通過粘合劑把離子交換樹脂粘合在一起,故其可以耐強酸強堿,可以濃縮酸堿濃縮至10%以上,并長期穩定運行。
(3)能耗:由于均相膜的膜電阻更低、電流效率更高,其運行能耗大幅低于異相膜。
(4)設備投資:近幾年高性能均相膜已全面實現國產化,其膜價格大幅下降,相對能用異相膜處理的項目,采用均相膜的設備投資已比異相膜低,平均換膜成本也低于異相膜。
(5)占地面積:由于一臺均相膜組器的處理能力可替代2-5臺異相膜組器,并且一臺均相膜組器的體積也遠小于一臺異相膜,故占地面積遠小于異相膜。
擴散滲析技術
以濃度差為推動力,使得高濃度溶液中的溶質透過隔膜向低濃度溶液中遷移的過程,主要用于回收酸、堿。運行成本極低,膜使用壽命長。
電滲析技術
電滲析技術是指在直流電場作用下,利用陰、陽離子交換膜對溶液中離子的選擇透過性分離電解質和水的過程。其中陰陽離子膜是電滲析組件的重要組成部分,良好的電滲析應有:1)高的離子選擇性;2)滲水性差;3)導電性好;4〕化學穩定性好、機械強度高。
電滲析技術的應用
水處理行業:如重金屬離子的回收、礦質廢水脫鹽。
食品行業:木聚糖,葡萄糖,氨糖等糖類脫鹽,醬油等乳制品脫鹽,果汁飲料等脫鹽。
生物發酵行業:氨基酸及其衍生物脫鹽,維生素脫鹽等??梢哉f電滲析技術的等調味品脫鹽,乳清應用是非常廣泛的。
雙極膜電滲析技術
雙極膜是一種新型的離子交換復合膜,它通常由陽離子交換層(N型膜)、界面親水層(催化層)和陰離子交換層(P型膜)復合而成,是真正意義上的反應膜。在直流電場的作用下,雙極膜中間界面層的H2O解離成H+和OH-,并分別通過陽膜 面和陰膜面,作為H+和OH-離子源, 同時陰離子和陽離子均不能穿過該膜。
雙極膜技術的應用
有機酸的制備和回收:雙極膜電滲析技術可直接將有機酸鹽轉化為有機酸。如葡萄糖酸、乳酸、檸檬酸、氨基酸、酒石酸、醋酸、維生素C、蘋果酸等。
有機堿的制備和回收:雙極膜電滲析技術可直接將有機堿鹽轉化為有機堿。如各脫硫劑胺液、醫藥中間體、化工中間體、離子液體等。
無機酸堿的制備:把無機鹽直接水解制備成無機酸與無機鹽,一般為強酸或強堿。如NaCl、Na2SO4、NaNO3、KF、Li2SO4等。