Elektrodialyse (ED) is een proces dat gebruikmaakt van een semipermeabel membraan en een gelijkstroom elektrisch veld om selectief geladen opgeloste deeltjes (zoals ionen) uit een oplossing te transporteren. Dit scheidingsproces concentreert, verdunt, verfijnt en zuivert oplossingen door geladen opgeloste stoffen weg te leiden van water en andere niet-geladen componenten. Elektrodialyse is uitgegroeid tot een grootschalige chemische processtap en speelt een belangrijke rol in membraanscheidingstechnologie. Het vindt brede toepassing in industrieën zoals chemische ontzilting, zeewaterontzilting, de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie en afvalwaterzuivering. In sommige regio's is het de belangrijkste methode geworden voor de productie van drinkwater. Het biedt voordelen zoals een laag energieverbruik, aanzienlijke economische voordelen, eenvoudige voorbehandeling, duurzame apparatuur, flexibel systeemontwerp, eenvoudige bediening en onderhoud, een schoon proces, laag chemicaliënverbruik, minimale milieubelasting, een lange levensduur van de apparatuur en hoge waterterugwinningspercentages (doorgaans tussen de 65% en 80%).
Gangbare elektrodialysetechnieken zijn onder andere elektrodeionisatie (EDI), elektrodialyse-omkering (EDR), elektrodialyse met vloeibare membranen (EDLM), elektrodialyse bij hoge temperaturen, rol-elektrodialyse, bipolaire membraan-elektrodialyse en andere.
Elektrodialyse kan worden gebruikt voor de behandeling van verschillende soorten afvalwater, waaronder afvalwater van galvaniseerprocessen en afvalwater dat is verontreinigd met zware metalen. Het kan worden ingezet om metaalionen en andere stoffen uit afvalwater te extraheren, waardoor water en waardevolle grondstoffen kunnen worden teruggewonnen en hergebruikt, terwijl vervuiling en emissies worden verminderd. Studies hebben aangetoond dat elektrodialyse koper en zink kan terugwinnen en zelfs Cr3+ kan oxideren tot Cr6+ tijdens de behandeling van passiveringsoplossingen in het koperproductieproces. Daarnaast is elektrodialyse gecombineerd met ionenuitwisseling voor de terugwinning van zware metalen en zuren uit afvalwater van zuurbeitsen in industriële toepassingen. Speciaal ontworpen elektrodialyse-apparaten, die zowel anion- als kationuitwisselingsharsen als vulstoffen gebruiken, zijn ingezet voor de behandeling van afvalwater met zware metalen, waardoor een gesloten kringloop en nullozing worden bereikt. Elektrodialyse kan ook worden toegepast voor de behandeling van alkalisch afvalwater en organisch afvalwater.
Onderzoek uitgevoerd in het Chinese Staatslaboratorium voor Milieubescherming en Hergebruik van Bronnen onderzocht de behandeling van alkalisch afvalwater dat restgas bevat van epoxypropaanchlorering met behulp van ionenwisselingsmembraanelektrolyse. Bij een elektrolysespanning van 5,0 V en een circulatietijd van 3 uur bereikte het COD-verwijderingspercentage van het afvalwater 78%, en het alkali-terugwinningspercentage maar liefst 73,55%. Dit dient als een effectieve voorbehandeling voor daaropvolgende biochemische processen. Elektrodialysetechnologie is ook toegepast door Shandong Luhua Petrochemical Company voor de behandeling van afvalwater met een hoge concentratie complexe organische zuren, variërend van 3% tot 15%. Deze methode resulteert in geen residuen of secundaire vervuiling, en de verkregen geconcentreerde oplossing bevat 20% tot 40% zuur, dat kan worden gerecycled en behandeld, waardoor het zuurgehalte in het afvalwater wordt teruggebracht tot 0,05% tot 0,3%. Daarnaast gebruikte Sinopec Sichuan Petrochemical Company een gespecialiseerd elektrodialyseapparaat voor de behandeling van condensaatafvalwater, waarmee een maximale behandelingscapaciteit van 36 ton per uur werd bereikt. Het ammoniumnitraatgehalte in het geconcentreerde water bedroeg meer dan 20%, wat resulteerde in een terugwinningspercentage van meer dan 96%. Het behandelde zoetwater had een ammoniumstikstofgehalte van ≤40 mg/L, waarmee aan de milieunormen werd voldaan.
Geplaatst op: 7 september 2023
