جزئیات مقالات      مقالات » عملکرد فرآیند الکترودیالیز

عملکرد فرآیند الکترودیالیز


عملکرد فرآیند الکترودیالیز :


در این روش از غشاهای پلیمری حاوی رزین های تبادل یونی استفاده می شود. اینرزین ها بر روی پارچه های پلیمری مانند پلی اتیلن پوشش داده شده اند.


پرده های کاتیونی نسبت به کاتیون ها تراوا بوده و کاتیون ها فقط می توانند از غشاهای کاتیونی و پرده های کاتیونی نسبت به کاتیون ها تراوا بوده و آنیون ها نیز فقط می توانند از غشاهای آنیونی عبور نمایند.


به طور معمول در هر دستگاه تجاری حدود ۵۰۰-۳۰۰ غشاء کاتیونی و با تعداد مساوی غشای آنیونی وجود دارد.


این سیستم دارای الکترودهای مثبت (آند) و منفی (کاتد) می باشد و میدان الکتریکی موجب حرکت یونهای محلول به سوی الکترودها می گردد و محلول از بین غشاها عبور می کند.


در بین غشاها، توری های پلیمری تحت عنوان جداکننده وجود دارند. به عبارت دیگر با اتصال الکترودهای آند و کاتد به یک منبع جریان مستقیم و برقراری اختلاف پتانسیل مناسب، یک میدان الکتریکی بین الکترودها بوجود می آید.


این میدان و نیروی محرکه ناشی از آن موجب حرکت کاتیونها به سمت الکترود منفی و حرکت آنیون ها به سمت الکترود مثبت می گردد. فضای بین دو غشای غیر همنام سل نامیده می شود.


کاتیون ها باید به سمت کاتد حرکت کنند، ولی به دلیل وجود غشای آنیونی چنین حرکتی رخ نمی دهد و آنیون های این سال باید به طرف آند حرکت نمایند که به دلیل وجود غشای کاتیونی سمت چپ این سل متوقف می گردند.


کاتیون های موجود بین غشاها می توانند به طرف کاتد در سمت راست حرکت نمایند و به همین ترتیب آنیون های بین غشای ذکر شده از سمت چپ وارد سل مجاور می گردند.


بنابراین مشاهده می شود که در الکترودیالیز از یونهای آب بعضی از سل ها کاسته شده و آب تصفیه می گردد ولی در سل مجاور آن به یونها آب خام افزوده می شود و محلول غلیظ از یونها حاصل می گردد.


نکات قابل توجه در الکترودیالیز عبارتند از:


الف) عامل تصفیه در الکترودیالیز جریان برق مستقیم است.


ب)هر چه فاصله سلب کمتر باشد، مقاومت الکتریکی کمتر شده و در نتیجه در هزینه برق صرفه جویی می شود.


ج) هر چه فاصله سل ها کمتر باشد، برای تصفیه مقدار معینی اب به تعداد سل های بیشتری نیاز خواهد شد. در عمل یک دستگاه الکترودیالیز ممکن است حاوی حدود ۵۰۰ جفت سلی باشد.


 


الف) غشاهای کاتیونی: این غشاء یک نوع رزین تبادل یونی کاتیونی از جنس پلی استایرن دی وینیل بنزن و مشابه رزین های کاتیونی مبادله کننده یون، در تصفیه آب است که شکل ظاهری و میزان جذب یون در آن متفاوت می باشد.


نوعی غشا الکترودیالیز تهیه شده از پارچه پلیمری ساخته شده که رزین تبادل یونی به صورت پودر روی آنها نشانده شده است و دارای خلل و فرج یا به عبارت دیگر سطح تماس زیادی هستند.


این رزین ها مقاومت بیشتری در برابر تخریب ناشی از حرارت، شوک اسمزی، حمله مواد آلی و اکسید کننده ها دارند. ضخامت این نوع غشا حدود ۰/۵  mmاست.


ب) غشاهای آنیونی: این نوع غشاء نیز یک نوع رزین تبادل یونی آنیونی است که به شکل صفحه تهیه می شود. ضخامت این نوع غشاها در حدود  ۰/۵ mmمی باشد.


ج) غشاهای الکترودیالیز آنیونی سنگین: در برخی سیستم های الکترودیالیز که اختلاف فشار وجود دارد(محلهای شامل الکترود) به منظور شست و شو و پاک کردن رسوبات و لجن ایجاد شده، آب با فشار بیشتری جریان دارد ، لذا از غشاهای با دو برابر ضخامت استفاده می گردد.


ضخامت این نوع غشاها حدود ۱mm بوده و به غشاهای سنگین، معروفند.


ویژگیهای غشاهای سیستم های الکترودیالیز به قرار زیر است:


الف) غیر قابل نفوذ بودن در برابر آب تحت فشار


ب) قابلیت عبور یکی از یونهای مثبت یا منفی


ج) هدایت جریان الکتریسته


د) غیر قابل حلی بودن در اب


ه) سهولت حمل و نقل


و) مقاوم در دمای بالاتر از  4۵ درجه سانتی گراد


ز) مقاوم در برابر فشار اسمزی


ح) مقاوم در برابر رسوبات و لجن ها


 


الکترودها :


الکترودها از تیتانیم (Ti) یا نیوبیوم (Nb) با روپوشی از پالادیوم ( Pd) و یا پلاتین (Pt) ساخته می شوند تا در برابر محیط های اسیدی، قلیایی و ولتاژ اعمال شده مقاوم باشند. ۵


توری های پلیمری غشاها توسط جداکننده های پلیمری از یکدیگر مجزا می شوند. ضخامت این توری ها در فضای بین غشاها  ۰/۵ mmو در کنار الکترودها  1 mmمی باشد.


پمپ ها :


در دستگاه های الکترودیالیز، پمپ ها از نوع فشار پایین و معمولی می باشند.


سل :


همانگونه که ذکر شد، فضای بین دو غشای غیر همنام سل نامیده میشود. به عبارت دیگر هر سل شامل یک غشای کاتیونی، یک توری پلیمری و یک غشای آنیونی است.


دستگاه مدول :


به دستگاه هایی اطلاق می شود که شامل تعداد زیادی سل باشند.


حداکثر جریان و بازده شدت جریان در الکترودیالیز حداکثر جریانی که ممکن است از غشا الکترودیالیز بدون اثر منفی روی کار دستگاه عبور نماید (مقاومت الکتریکی را افزایش ندهد و یا بازده جریان کاهش نیابد) حائز اهمیت است. 



 
   
خانه اصلی::درباره ما::محصولات::ارتباط با ما