ED-elektrodialyse is een zeer efficiënte membraanscheidingstechnologie die selectief ionen in een oplossing door een ionenuitwisselingsmembraan laat passeren. Ten eerste wordt een hoogfrequent gelijkstroomveld gebruikt om de gerichte migratie van anionen en kationen in de oplossing te induceren. Het anion- en kationenuitwisselingsmembraan laat deze ionen vervolgens selectief door, waardoor ionenscheiding wordt bereikt.
ED-elektrodialysemembranen zijn gemaakt van organische materialen. In toepassingen met hoog-zout afvalwater zijn ze, net als andere organische membranen, gevoelig voor vervuiling door verschillende verontreinigende stoffen in het water, waardoor verschillende prestatieparameters worden beïnvloed. De sleutel tot een stabiele werking van elektrodialyse is het voorbehandelingsproces. Alleen wanneer het voorbehandelingsproces correct functioneert en het productwater voldoet aan de voedingswatervereisten van het ED-elektrodialysemembraan, kan het membraan langdurig stabiel functioneren.
Vervuiling van ED-elektrodialysemembraan omvat organisch materiaal, anorganisch materiaal en microbiële verontreiniging.
1. Verontreiniging door organische stoffen
Geladen organisch materiaal, vooral negatief geladen organisch materiaal, heeft een grotere kans het membraan te vervuilen. Omdat organisch materiaal meestal negatief geladen is, zijn anionenuitwisselingsmembranen gevoeliger voor organische vervuiling. Negatief geladen organisch materiaal migreert onder invloed van een elektrisch veld naar het anionenuitwisselingsmembraan. Vanwege het grote molecuulgewicht van organische ionen zijn ze doorgaans moeilijk door het anionenuitwisselingsmembraan te passeren en accumuleren ze op het membraanoppervlak, waardoor vervuiling van het anionenuitwisselingsmembraan wordt veroorzaakt. Ongeladen organisch materiaal ondergaat bij het passeren van het stroomkanaal voornamelijk adsorptie, waardoor membraanvervuiling ontstaat. Omdat het niet migreert onder invloed van een elektrisch veld, is de resulterende membraanvervuiling langzamer en is de concentratie van organisch materiaal in het concentraat niet geconcentreerd, waardoor verwijdering door middel van membraanreiniging mogelijk is. Dodecylsulfaat, een sterk geconcentreerde organische verontreinigende stof in afvalwater, levert een belangrijke bijdrage aan de prestaties van ED-elektrodialysemembraan. Het elektrodialysemembraan is zeer gevoelig voor de concentratie van deze oppervlakteactieve stoffen, waardoor een voorbehandeling nodig is om deze te verwijderen. Bovendien zijn ketonen en andere organische oplosmiddelen met een sterk oplossend vermogen ook zeer destructief voor membraanmaterialen.
2. Anorganische vervuiling
Schaal gegenereerd door elektrodereacties, zoals calciumhydroxide en calciumsulfaat, zet zich af op de elektrodekamer en elektroden. Polarisatiereacties leiden tot vorming van aanslag op het membraan, waardoor vooral magnesiumhydroxide en andere neerslagen ontstaan aan de concentraatzijde en in het membraan. Tijdens het concentratieproces in de concentraatkamer leidt oververzadiging tot het neerslaan van aanslag, waaronder neerslag van calciumcarbonaat, magnesiumcarbonaat en calciumsulfaat. Effectieve controlemethoden omvatten voorbehandeling met hoge dichtheid om de hardheid te verminderen en de concentratie van deze ionen te verlagen. De binding van ionen met hoge{5}}waarde aan het kationenuitwisselingsmembraan vergiftigt het, waardoor het moeilijk te verwijderen is en de uitwisselingscapaciteit ervan afneemt. Deze ionen vereisen verwijdering vóór de behandeling; Bij diepe verwijdering worden doorgaans ionenuitwisselingsharsen gebruikt.
3. Microbiële besmetting
Micro-organismen zetten zich gemakkelijk af op het membraanoppervlak en groeien en vermenigvuldigen zich in de openingen tussen de afscheiders, waardoor de membraanweerstand toeneemt, de waterstroom wordt belemmerd en de normale werking van elektrodialyse wordt belemmerd. Het verwijderen van micro-organismen door middel van voorbehandeling is de belangrijkste manier om microbiële besmetting te verminderen.