Elektrodialyysi (ED) on prosessi, jossa käytetään puoliläpäisevää kalvoa ja tasavirtaista sähkökenttää varautuneiden liuenneiden hiukkasten (kuten ionien) selektiiviseen kuljettamiseen liuoksesta. Tämä erotusprosessi väkevöi, laimentaa, jalostaa ja puhdistaa liuoksia ohjaamalla varautuneita liuenneita aineita pois vedestä ja muista varaamattomista komponenteista. Elektrodialyysistä on kehittynyt laajamittainen kemiallinen yksikköoperaatio ja sillä on merkittävä rooli kalvoerotustekniikassa. Sitä sovelletaan laajasti esimerkiksi kemiallisessa suolanpoistossa, meriveden suolanpoistossa, elintarvike- ja lääketeollisuudessa sekä jäteveden käsittelyssä. Joillakin alueilla siitä on tullut ensisijainen menetelmä juomaveden tuotantoon. Se tarjoaa etuja, kuten alhaisen energiankulutuksen, merkittävät taloudelliset hyödyt, yksinkertaisen esikäsittelyn, kestävät laitteet, joustavan järjestelmäsuunnittelun, helpon käytön ja huollon, puhtaan prosessin, alhaisen kemikaalien kulutuksen, minimaalisen ympäristön saastumisen, pitkän laitteen käyttöiän ja korkean veden talteenottoasteen (tyypillisesti 65–80 %).
Yleisiä elektrodialyysitekniikoita ovat elektrodionisaatio (EDI), elektrodialyysin käänteinen suunta (EDR), elektrodialyysi nestemäisillä kalvoilla (EDLM), korkean lämpötilan elektrodialyysi, rullatyyppinen elektrodialyysi, bipolaarinen kalvoelektrodialyysi ja muut.
Elektrodialyysiä voidaan käyttää erilaisten jätevesien käsittelyyn, mukaan lukien galvanointijäteveden ja raskasmetallien saastuttaman jäteveden. Sitä voidaan käyttää metalli-ionien ja muiden aineiden erottamiseen jätevedestä, mikä mahdollistaa veden ja arvokkaiden resurssien talteenoton ja uudelleenkäytön samalla, kun vähennetään saastumista ja päästöjä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että elektrodialyysillä voidaan ottaa talteen kuparia, sinkkiä ja jopa hapettaa Cr3+-ioneja Cr6+-ioneiksi passivointiliuosten käsittelyn aikana kuparin tuotantoprosessissa. Lisäksi elektrodialyysiä on yhdistetty ioninvaihtoon raskasmetallien ja happojen talteenottamiseksi happopeittauksen jätevedestä teollisissa sovelluksissa. Erityisesti suunniteltuja elektrodialyysilaitteita, joissa käytetään sekä anionin- että kationinvaihtohartseja täyteaineina, on käytetty raskasmetallijäteveden käsittelyyn, jolloin saavutetaan suljetun kierron kierrätys ja nollapäästö. Elektrodialyysiä voidaan käyttää myös emäksisen jäteveden ja orgaanisen jäteveden käsittelyyn.
Kiinan valtion pilaantumisen torjunnan ja resurssien uudelleenkäytön avainlaboratoriossa tehdyssä tutkimuksessa tarkasteltiin epoksipropaanikloorauksen jälkikaasua sisältävän alkalisen pesujäteveden käsittelyä ioninvaihtokalvoelektrolyysillä. Kun elektrolyysijännite oli 5,0 V ja kiertoaika 3 tuntia, jäteveden COD-poistoaste nousi 78 %:iin ja alkalin talteenottoaste jopa 73,55 %:iin, mikä toimi tehokkaana esikäsittelynä myöhemmille biokemiallisille yksiköille. Shandong Luhua Petrochemical Company on käyttänyt elektrodialyysiteknologiaa myös korkean pitoisuuden omaavien kompleksisten orgaanisten happojen jätevesien käsittelyyn, joiden pitoisuudet vaihtelivat 3 %:sta 15 %:iin. Tämä menetelmä ei johda jäämiin tai toissijaiseen saastumiseen, ja saatu väkevöity liuos sisältää 20–40 % happoa, joka voidaan kierrättää ja käsitellä, mikä vähentää jäteveden happopitoisuuden 0,05–0,3 %:iin. Lisäksi Sinopec Sichuan Petrochemical Company käytti erikoistunutta elektrodialyysilaitetta lauhdejäteveden käsittelyyn, ja sen maksimikäsittelykapasiteetti oli 36 t/h. Tiivistetyn veden ammoniumnitraattipitoisuus oli yli 20 % ja talteenottoaste yli 96 %. Käsitellyn makean veden ammoniumtypen massaosuus oli ≤40 mg/l, mikä täytti ympäristöstandardit.
Julkaisun aika: 07.09.2023
