Elektrodialyysiä

Elektrodialyysi on elektro-kemiallinen erottelumenetelmä, jossa liuosten ionit liikkuvat sähkövirran vaikutuksesta ioninvaihtomembraanien läpi. Prosessi käyttää vuorotellen kationinvaihtomembraaneja (CEM) ja anioninvaihtomembraaneja (AEM), jotka on asetettu toistensa väliin. Sähköpotentiaali saa kationit liikkumaan kohti katodia ja anionit kohti anodia, jolloin liuoksesta poistuu tai rikastuu tiettyjä ioneja ja syntyvät diluatiotila sekä koncentratiotila.

Järjestelmä muodostuu useista soluista, joissa vuorotellen on CEM- ja AEM-membraaneja. Solut ovat sähköjohtavien nestejakajien välissä, ja nesteet virtaavat usein vastavirtaan. Kun tasavirtasähköä käytetään, diluatiotilaan muodostuu alhaisemman ionipitoisuuden alue ja koncentratiotilaan ionit kerääntyvät, jolloin voidaan hallita ioniensiirtokoostumuksia.

Membraanit ovat tyypillisesti polymeerisiä, ioninvaihtoresistenttejä kalvoja. CEM päästää läpi vain kationit ja AEM vain anionit. Membraanimateriaalin valinta riippuu sovelluksesta sekä kemiallisista ja fysiologisista olosuhteista; kestävyyteen ja valikoivuuteen kiinnitetään erityistä huomiota.

Sovellukset: Elektrodialyysiä käytetään brackish- ja suolaveden desaliinointiin sekä prosessivesien demineralisointiin. Sitä sovelletaan myös elintarvikkeiden ja juomien vesipitoisuuden säätöön sekä jätevesien käsittelyyn ja mineraalivarojen talteenottoon.

Plussat ja rajoitukset: Edut ovat modulaarisuus, soveltuvuus matalan suolapitoisuuden prosesseihin ja suhteellisen alhainen energiankulutus. Rajoituksia ovat membranien fouling ja skaalautuminen, tarve esikäsittelylle sekä heikompi suorituskyky erittäin korkeissa suolapitoisuuksissa. Liitännäistekniikkana EDI (electrodeionization) yhdistää elektrodialyysin ja ioninvaihtoresinat, jolloin voidaan saavuttaa korkeaa puhtautta ilman jatkuvaa kemikaalien käyttöä.