电渗析技术的历史

　1 离子交换膜和电渗析的发展

　　1.1 电渗析在国外的发展历程

　　电渗析技术的研究最早始于德国，1903年Morse和Prerce把两根电极分别置于透析袋内部和外部的溶液中无意发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去；1924年Pauli对Morse的试验装置进行了改进，以便解决极化、传质速率等问题；1940年Strauss和Meyer又进一步提出了多隔室电渗析装置的概念。自此，电渗析技术得到了较好的发展，不仅体现在装置设计上的改良，其核心部件离子交换膜也得到了很好的发展。20世纪50年代，美国科学家Juda成功试制了具有较高选择透过性的阴、阳离子交换膜；紧接着，在1952年美国Ionics公司就设计制造了第一台电渗析装置。

　　电渗析技术率先在美国、英国和苏联等国家得到推广，主要应用于海水淡化、饮用水制取等。发展至今，已经被广泛应用于物料脱盐、废水脱盐、海水淡化预处理或浓盐水处理等领域。现如今应用最为广泛的是中东、日本、美国等地区，其中日本电渗析技术的发展可谓是后来居上，是目前世界上唯一一个使用电渗析技术大规模制盐的国家。当前国外离子膜主流公司主要有日本Astom 公司、日本AGC公司、德国Fumatech 公司、日本富士膜Fujifilm、加拿大Saltworks、法国Suez公司和捷克Mega公司等。

　1.2 电渗析在国内的发展历程

　　我国对电渗析的研究起步较晚，1958年北京和上海的科研单位将离子交换树脂磨成粉再加压制成异相离子交换膜；60年代初便有小型海水淡化装量投入试运行；1965年在成昆铁路上安装了我国第一台苦咸水淡化装置；1969年聚乙烯异相离子交换膜在上海正式投入生产。从此，我国电渗析技术进入了大规模推广应用的新时期。我国电渗析技术的发展大致可以分为三个阶段，如图2所示。

　　20世纪80年代到90年代末，电渗析技术受到反渗透、纳滤、超滤等新技术的冲击，只用作水处理项目中的预处理工作，导致了电渗析技术的发展缓慢。21世纪前十年，双极膜技术的引进并得到了很好的发展应用，电渗析技术的突破与发展得到了显著改进，同时降低了技术成本和管理难度，使其得到广泛推广；从2010年至今，随着国家对环保的要求和企业环保意识的逐渐增强，电渗析以其浓缩无机盐及物料脱盐的高效、节能、三废少、占地少等优点，使得从事电渗析行业的人员迅速壮大，电渗析行业逐渐标准化、统一化。

　　到目前为止，虽然我国离子膜产量数量很大，但是仍以异相膜为主，主要用于初级电渗析水处理，也有少许用于化工和食品工业中的脱盐、微咸水的淡化等。随着国内制膜技术的进步和应用技术不断开发，均相膜和双极膜电渗析的应用正在逐步扩大，电渗析将广泛应用于能源、食品、医药、生物、冶金、化工、环保和饮用水等领域。