La electrodiálisis ED es una tecnología de separación de membranas altamente eficiente que permite selectivamente que los iones en una solución pasen a través de una membrana de intercambio iónico. En primer lugar, se utiliza un campo eléctrico de corriente continua de alta-frecuencia para inducir la migración direccional de aniones y cationes en la solución. Luego, la membrana de intercambio aniónico y catiónico permite selectivamente el paso de estos iones, logrando la separación de iones.
Las membranas de electrodiálisis ED están hechas de materiales orgánicos. En aplicaciones que involucran aguas residuales con alto contenido de sal-, al igual que otras membranas orgánicas, son susceptibles a la contaminación por diversos contaminantes en el agua, lo que afecta varios parámetros de rendimiento. La clave para el funcionamiento estable de la electrodiálisis es el proceso de pretratamiento. Sólo cuando el proceso de pretratamiento funciona correctamente y el agua del producto cumple con los requisitos de agua de alimentación de la membrana de electrodiálisis ED, la membrana puede funcionar de manera estable durante un período prolongado.
La contaminación de la membrana de electrodiálisis del DE incluye materia orgánica, materia inorgánica y contaminación microbiana.
1. Contaminación por materia orgánica
Es más probable que la materia orgánica cargada, especialmente la materia orgánica cargada negativamente, ensucie la membrana. Dado que la materia orgánica suele tener carga negativa, las membranas de intercambio aniónico son más susceptibles a la contaminación orgánica. La materia orgánica cargada negativamente migra hacia la membrana de intercambio aniónico bajo la influencia de un campo eléctrico. Normalmente, debido al gran peso molecular de los iones orgánicos, es difícil que pasen a través de la membrana de intercambio aniónico y se acumulen en la superficie de la membrana, provocando obstrucciones en la membrana de intercambio aniónico. La materia orgánica descargada, al pasar a través del canal de flujo, sufre principalmente adsorción, provocando obstrucción de la membrana. Debido a que no migra bajo la influencia de un campo eléctrico, el ensuciamiento de la membrana resultante es más lento y la concentración de materia orgánica en el concentrado no es concentrada, lo que permite su eliminación mediante la limpieza de la membrana. El sulfato de dodecil, un contaminante orgánico altamente concentrado en las aguas residuales, contribuye significativamente al rendimiento de la membrana de electrodiálisis de DE. La membrana de electrodiálisis es muy sensible a la concentración de estos surfactantes, requiriendo un tratamiento previo para su eliminación. Además, las cetonas y otros disolventes orgánicos con fuerte poder de disolución también son altamente destructivos para los materiales de las membranas.
2. Incrustaciones inorgánicas
Incrustaciones generadas por reacciones de electrodos, como hidróxido de calcio y sulfato de calcio, depósitos en la cámara del electrodo y los electrodos. Las reacciones de polarización conducen a la formación de incrustaciones en la membrana, causando particularmente la formación de hidróxido de magnesio y otros precipitados en el lado del concentrado y dentro de la membrana. Durante el proceso de concentración en la cámara de concentrado, la sobresaturación conduce a la precipitación de incrustaciones, incluidos precipitados de carbonato de calcio, carbonato de magnesio y sulfato de calcio. Los métodos de control eficaces incluyen un pretratamiento de alta-densidad para reducir la dureza y disminuir la concentración de estos iones. La unión de iones de alta-valencia a la membrana de intercambio catiónico la envenena, dificultando su eliminación y reduciendo su capacidad de intercambio. Estos iones requieren eliminación previa al tratamiento; La eliminación profunda suele utilizar resinas de intercambio iónico.
3. Contaminación microbiana
Los microorganismos se depositan fácilmente en la superficie de la membrana y crecen y se multiplican en los espacios entre los separadores, lo que aumenta la resistencia de la membrana, dificulta el flujo de agua e impide el funcionamiento normal de la electrodiálisis. La eliminación de microorganismos mediante pretratamiento es la principal forma de reducir la contaminación microbiana.