在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜而迁移，从而使电解质离子从溶液中部分分离出来的过程称为电渗析。

渗析是指溶液中溶质通过半透膜的现象，自然渗析的推动力是半透膜两侧的浓度差。如果在溶液的两侧加上直流电场，则离子会在电场的作用下分别向两侧运动，从而使离子能够选择性地通过离子交换膜，这种现象称为电渗析。

离子交换膜是由高分子材料制成的对离子有选择性透过的薄膜。主要分阳离子交换膜和阴离子交换膜两种，其表面分别带有阴离子基团和阳离子基团，这就使得薄膜具有选择性。电渗析最简单的操作单元称为膜对，它可以构成一个脱盐室和一个浓缩室。一个膜对的工作效率是很低的，因此在实际应用中是将几百个膜对串联起来提高效率。

电渗析工作原理如图6-5所示。电渗析器的主要部件为阴、阳离子交换膜，隔板与电极三部分。隔板构成的隔室为液流经过的通道。淡水经过的隔室为脱盐室。浓水经过的隔室为浓缩室。若把阴、阳离子交换膜与浓、淡水隔板交替排列，重复叠加，再加上一对端电极，就构成了一台实用电渗析器。

若电渗析器各系统进液都为NaCl溶液，在通电情况下，淡水隔室中的Na⁺向阴极方向迁移，Cl-向阳极方向迁移，Na⁺和Cl-就分别透过阳离子交换膜和阴离子交换膜迁移到相邻的隔室中去。这样淡水隔室中的NaCl溶液浓度便逐渐降低。相邻隔室，即浓水隔室中的NaCl溶液浓度相应逐渐升高，从电渗析器中就能源源不断地流出淡化液与浓缩液。

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图6-5 电渗析工作原理图

淡水水路系统与浓水水路系统的液流，由水泵供给，互不相混，并通过特殊设计的布、集水机构使其在电渗析内部均匀分布，稳定流动。从供电网供给的交流电，经整流变为直流电，由电极引入电渗析器。经过在电极溶液界面上的电化学反应，完成由电子导电到离子导电的过程。用夹板紧固在一起的膜堆部分称为电渗析器，电渗析器要进行工作，必须有水泵、电气系统等辅助设备，还必须有水预处理设备。

严格地说，电渗析脱盐过程是一种电解过程。它是以离子形式进行分离的，不解离的物质不能分离，解离度小的物质难以分离。对于水中的重碳酸根，其去除效率也较低，这就是电渗析技术用于海水淡化时逊于其他技术的原因。

电渗析用于淡化含盐量较高的水时电耗较高，克服这方面缺陷一个办法是建造大型装置。1973年在利比亚班加西市投入运转的电渗析海水淡化装置，日产量达19200t。1984年在中东炼油厂建造的频繁倒极电渗析脱盐装置日产量达24000t。尽管发展大型膜堆、建造大型制水装置可以减少工程投资、节约能耗，提高管理水平，但膜堆的放大和膜面积的增加需要一系列的工程实验以解决其中的各种问题。

妨碍电渗析用于高浓度苦咸水或海水淡化的因素除电力消耗以外，还有电极寿命和电渗析膜的结垢和清洗问题。电渗析处理硫酸钙盐型水质，特别是阳离子成分主要是钙、镁时，最大的威胁来自浓缩室特别是阳膜堆上析出的硫酸钙垢和碳酸钙垢。碳酸钙垢可以用酸清洗，而硫酸钙垢既不溶解于酸也不溶解于碱，在不解体的情况下只能借助于调换电极极性方能有效地防止其析出。在国内的工程应用中，就曾多次发生钙垢的析出而影响运转的实例。调换电极极性和降低原水利用率及脱盐率虽然能防止垢的生成，但对于水资源却是一种浪费。