ED elektrodialyse er en højeffektiv membranseparationsteknologi, der selektivt tillader ioner i en opløsning at passere gennem en ionbyttermembran. For det første bruges et elektrisk-højfrekvent jævnstrømsfelt til at inducere retningsbestemt migration af anioner og kationer i opløsningen. Anion- og kationbyttermembranen tillader derefter selektivt disse ioner at passere igennem og opnår ionadskillelse.
ED elektrodialysemembraner er lavet af organiske materialer. I applikationer, der involverer højt-salt spildevand, ligesom andre organiske membraner, er de modtagelige for tilsmudsning af forskellige forurenende stoffer i vandet, hvilket påvirker forskellige ydeevneparametre. Nøglen til stabil drift af elektrodialyse er forbehandlingsprocessen. Kun når forbehandlingsprocessen fungerer korrekt, og produktvandet opfylder fødevandskravene til ED elektrodialysemembranen, kan membranen fungere stabilt i en lang periode.
ED elektrodialysemembranbegroning omfatter organisk materiale, uorganisk materiale og mikrobiel forurening.
1. Organisk stofforurening
Ladet organisk materiale, især negativt ladet organisk materiale, er mere tilbøjelige til at forurene membranen. Da organisk materiale normalt er negativt ladet, er anionbyttermembraner mere modtagelige for organisk forurening. Negativt ladet organisk stof migrerer mod anionbyttermembranen under påvirkning af et elektrisk felt. På grund af den store molekylvægt af organiske ioner er de typisk vanskelige at passere gennem anionbyttermembranen og akkumuleres på membranoverfladen, hvilket forårsager anionbyttermembranforurening. Uladet organisk materiale, når det passerer gennem strømningskanalen, gennemgår hovedsageligt adsorption, hvilket forårsager membranbegroning. Fordi det ikke migrerer under påvirkning af et elektrisk felt, er den resulterende membranbegroning langsommere, og koncentrationen af organisk stof i koncentratet er ikke koncentreret, hvilket muliggør fjernelse gennem membranrensning. Dodecylsulfat, et højt koncentreret organisk forurenende stof i spildevand, er en væsentlig bidragyder til ED elektrodialysemembranens ydeevne. Elektrodialysemembranen er meget følsom over for koncentrationen af disse overfladeaktive stoffer, hvilket kræver forbehandling for fjernelse. Derudover er ketoner og andre organiske opløsningsmidler med stærk opløsningsevne også meget ødelæggende for membranmaterialer.
2. Uorganisk begroning
Aflejringer genereret af elektrodereaktioner, såsom calciumhydroxid og calciumsulfat, aflejres på elektrodekammeret og elektroderne. Polarisationsreaktioner fører til skældannelse på membranen, hvilket især forårsager dannelse af magnesiumhydroxid og andre præcipitater på koncentratsiden og inde i membranen. Under koncentrationsprocessen i koncentratkammeret fører overmætning til udfældning af kedelsten, herunder calciumcarbonat-, magnesiumcarbonat- og calciumsulfatudfældninger. Effektive kontrolmetoder omfatter forbehandling med høj-densitet for at reducere hårdheden og sænke koncentrationen af disse ioner. Bindingen af høj-valensioner til kationbyttermembranen forgifter den, hvilket gør det vanskeligt at fjerne og reducerer dets udvekslingskapacitet. Disse ioner kræver forbehandlingsfjernelse; dyb fjernelse bruger typisk ionbytterharpikser.
3. Mikrobiel kontaminering
Mikroorganismer aflejres let på membranoverfladen og vokser og formerer sig i mellemrummene mellem separatorerne, hvilket øger membranmodstanden, hindrer vandgennemstrømningen og forhindrer den normale drift af elektrodialyse. Fjernelse af mikroorganismer gennem forbehandling er den vigtigste måde at reducere mikrobiel forurening på.