Η ηλεκτροδιάλυση (ED) είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί μια ημιπερατή μεμβράνη και ένα ηλεκτρικό πεδίο συνεχούς ρεύματος για την επιλεκτική μεταφορά φορτισμένων σωματιδίων διαλυμένης ουσίας (όπως ιόντα) από ένα διάλυμα. Αυτή η διαδικασία διαχωρισμού συμπυκνώνει, αραιώνει, εξευγενίζει και καθαρίζει τα διαλύματα κατευθύνοντας τις φορτισμένες διαλυμένες ουσίες μακριά από το νερό και άλλα μη φορτισμένα συστατικά. Η ηλεκτροδιάλυση έχει εξελιχθεί σε μια λειτουργία χημικής μονάδας μεγάλης κλίμακας και παίζει σημαντικό ρόλο στην τεχνολογία διαχωρισμού μεμβρανών. Βρίσκει ευρεία εφαρμογή σε βιομηχανίες όπως η χημική αφαλάτωση, η αφαλάτωση θαλασσινού νερού, τα τρόφιμα και τα φαρμακευτικά προϊόντα και η επεξεργασία λυμάτων. Σε ορισμένες περιοχές, έχει γίνει η κύρια μέθοδος για την παραγωγή πόσιμου νερού. Προσφέρει πλεονεκτήματα όπως χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, σημαντικά οικονομικά οφέλη, απλή προεπεξεργασία, ανθεκτικό εξοπλισμό, ευέλικτο σχεδιασμό συστήματος, εύκολη λειτουργία και συντήρηση, καθαρή διαδικασία, χαμηλή κατανάλωση χημικών, ελάχιστη περιβαλλοντική ρύπανση, μεγάλη διάρκεια ζωής συσκευής και υψηλά ποσοστά ανάκτησης νερού (συνήθως κυμαίνονται από 65% έως 80%).
Οι συνήθεις τεχνικές ηλεκτροδιάλυσης περιλαμβάνουν την ηλεκτροαπιονισμό (EDI), την αντιστροφή της ηλεκτροδιάλυσης (EDR), την ηλεκτροδιάλυση με υγρές μεμβράνες (EDLM), την ηλεκτροδιάλυση υψηλής θερμοκρασίας, την ηλεκτροδιάλυση τύπου κυλίνδρου, την ηλεκτροδιάλυση με διπολική μεμβράνη και άλλες.
Η ηλεκτροδιάλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία διαφόρων τύπων λυμάτων, συμπεριλαμβανομένων των λυμάτων ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης και των λυμάτων που έχουν μολυνθεί με βαρέα μέταλλα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή μεταλλικών ιόντων και άλλων ουσιών από τα λύματα, επιτρέποντας την ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση νερού και πολύτιμων πόρων, μειώνοντας παράλληλα τη ρύπανση και τις εκπομπές. Μελέτες έχουν δείξει ότι η ηλεκτροδιάλυση μπορεί να ανακτήσει χαλκό, ψευδάργυρο, ακόμη και να οξειδώσει το Cr3+ σε Cr6+ κατά την επεξεργασία διαλυμάτων παθητικοποίησης στη διαδικασία παραγωγής χαλκού. Επιπλέον, η ηλεκτροδιάλυση έχει συνδυαστεί με ανταλλαγή ιόντων για την ανάκτηση βαρέων μετάλλων και οξέων από λύματα όξινης αποξείδωσης σε βιομηχανικές εφαρμογές. Ειδικά σχεδιασμένες συσκευές ηλεκτροδιάλυσης, που χρησιμοποιούν ρητίνες ανταλλαγής ανιόντων και κατιόντων ως πληρωτικά, έχουν χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία λυμάτων βαρέων μετάλλων, επιτυγχάνοντας ανακύκλωση κλειστού βρόχου και μηδενική απόρριψη. Η ηλεκτροδιάλυση μπορεί επίσης να εφαρμοστεί για την επεξεργασία αλκαλικών λυμάτων και οργανικών λυμάτων.
Έρευνα που διεξήχθη στο Κρατικό Εργαστήριο Ελέγχου Ρύπανσης και Επαναχρησιμοποίησης Πόρων στην Κίνα μελέτησε την επεξεργασία λυμάτων πλύσης με αλκάλια που περιείχαν αέριο χλωρίωσης εποξειδικού προπανίου χρησιμοποιώντας ηλεκτρόλυση μεμβράνης ανταλλαγής ιόντων. Όταν η τάση ηλεκτρόλυσης ήταν 5,0V και ο χρόνος κυκλοφορίας ήταν 3 ώρες, ο ρυθμός απομάκρυνσης COD των λυμάτων έφτασε το 78% και ο ρυθμός ανάκτησης αλκαλίων έφτασε το 73,55%, χρησιμεύοντας ως αποτελεσματική προεπεξεργασία για επόμενες βιοχημικές μονάδες. Η τεχνολογία ηλεκτροδιάλυσης έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης σύνθετων οργανικών οξέων, με συγκεντρώσεις που κυμαίνονται από 3% έως 15%, από την Shandong Luhua Petrochemical Company. Αυτή η μέθοδος δεν έχει ως αποτέλεσμα υπολείμματα ή δευτερογενή ρύπανση και το συμπυκνωμένο διάλυμα που λαμβάνεται περιέχει 20% έως 40% οξύ, το οποίο μπορεί να ανακυκλωθεί και να υποβληθεί σε επεξεργασία, μειώνοντας την περιεκτικότητα σε οξύ στα λύματα σε 0,05% έως 0,3%. Επιπλέον, η πετροχημική εταιρεία Sinopec Sichuan χρησιμοποίησε μια εξειδικευμένη συσκευή ηλεκτροδιάλυσης για την επεξεργασία συμπυκνωμένων λυμάτων, επιτυγχάνοντας μέγιστη δυναμικότητα επεξεργασίας 36 t/h, με την περιεκτικότητα σε νιτρικό αμμώνιο στο συμπυκνωμένο νερό να φτάνει πάνω από 20% και να επιτυγχάνει ποσοστό ανάκτησης άνω του 96%. Το επεξεργασμένο γλυκό νερό είχε κλάσμα μάζας αμμωνιακού αζώτου ≤40mg/L, πληρώντας τα περιβαλλοντικά πρότυπα.
Ώρα δημοσίευσης: 07 Σεπτεμβρίου 2023
