電気透析（ED）は、半透膜と直流電界を用いて、溶液中の荷電粒子（イオンなど）を選択的に除去するプロセスです。この分離プロセスは、荷電溶質を水やその他の非荷電成分から分離することで、溶液を濃縮、希釈、精製、浄化します。電気透析は、大規模な化学ユニット操作へと発展し、膜分離技術において重要な役割を果たしています。化学脱塩、海水淡水化、食品・医薬品、廃水処理などの産業で幅広く応用されています。一部の地域では、飲料水の主な生産方法となっています。電気透析は、エネルギー消費量の低減、経済効果の増大、前処理の簡便さ、耐久性の高い設備、柔軟なシステム設計、容易な操作とメンテナンス、クリーンなプロセス、化学薬品消費量の低減、環境汚染の最小化、装置寿命の延長、高い水回収率（通常65%～80%）などの利点を備えています。
一般的な電気透析技術には、電気脱イオン化 (EDI)、逆転電気透析 (EDR)、液体膜電気透析 (EDLM)、高温電気透析、ロール型電気透析、双極膜電気透析などがあります。
電気透析は、電気めっき廃水や重金属汚染廃水など、様々な廃水処理に利用可能です。廃水から金属イオンやその他の物質を抽出することで、水や貴重な資源の回収・再利用が可能になり、同時に汚染物質や排出物を削減できます。研究によると、銅生産工程における不動態化処理液の処理において、電気透析は銅や亜鉛を回収し、さらにはCr3+をCr6+に酸化できることが示されています。さらに、工業用途では、酸洗廃水から重金属や酸を回収するために、電気透析とイオン交換を組み合わせて使用されています。陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の両方を充填材として用いた特別に設計された電気透析装置は、重金属廃水の処理に使用され、閉ループリサイクルとゼロ排出を実現しています。電気透析は、アルカリ性廃水や有機性廃水の処理にも適用できます。
中国国家汚染制御・資源再利用重点研究室の研究では、イオン交換膜電気分解を用いてエポキシプロパン塩素化排ガスを含むアルカリ洗浄廃水を処理することを検討しました。電気分解電圧が5.0V、循環時間が3時間の場合、廃水のCOD除去率は78％に達し、アルカリ回収率は73.55％と高く、後続の生化学ユニットの有効な前処理となりました。山東緑花石油化工公司も電気透析技術を使用して、濃度が3％から15％の高濃度複合有機酸廃水を処理しました。この方法は残留物や二次汚染を生じず、得られた濃縮溶液には20％から40％の酸が含まれており、リサイクルして処理することができ、廃水中の酸含有量を0.05％から0.3％に低減しました。さらに、シノペック四川石油化工は、専用の電気透析装置を用いて凝縮廃水を処理し、最大処理能力36t/hを達成しました。濃縮水中の硝酸アンモニウム含有量は20%を超え、回収率は96%を超えました。処理後の淡水は、アンモニウム態窒素質量分率が40mg/L以下となり、環境基準を満たしました。
投稿日時: 2023年9月7日
