電滲析器在運(yùn)行過程中，極化現(xiàn)象是一個(gè)重要且復(fù)雜的問題，它不僅影響設(shè)備的運(yùn)行效率，還直接關(guān)系到出水水質(zhì)和設(shè)備的使用壽命。下面將詳細(xì)介紹電滲析器運(yùn)行中的極化現(xiàn)象，包括其產(chǎn)生原因、危害以及防止措施。

一、極化現(xiàn)象的產(chǎn)生原因

   電滲析器通過施加直流電場(chǎng)，利用陰、陽離子交換膜的選擇透過性，實(shí)現(xiàn)水中離子的分離與濃縮。在正常運(yùn)行過程中，電流的傳導(dǎo)主要依靠水中陰、陽離子的遷移。然而，當(dāng)電流提高到一定程度時(shí)，由于離子擴(kuò)散速度跟不上電流的增長速度，就會(huì)在膜界面處發(fā)生水分子的電離（H?O → H? + OH?），這種現(xiàn)象稱為極化現(xiàn)象。

極化現(xiàn)象的產(chǎn)生主要基于以下幾個(gè)原因：

1. 離子遷移速度與電流增長速度不匹配：在電滲析過程中，隨著電流的增加，離子在膜內(nèi)的遷移速度逐漸加快。然而，當(dāng)電流增大到某一極限值時(shí)，離子的遷移速度無法再滿足電流增長的需求，此時(shí)水分子開始電離以補(bǔ)充傳遞電流。

2. 濃差極化：由于離子在膜內(nèi)的遷移速度大于在水中的遷移速度，導(dǎo)致膜表面迅速出現(xiàn)離子短缺，形成濃差極化。這種濃差極化會(huì)進(jìn)一步加劇水分子的電離，從而加劇極化現(xiàn)象。

3. 膜污染與附著雜質(zhì)：當(dāng)膜表面附有鹽類沉淀或受水污染而附著一些雜質(zhì)時(shí)，會(huì)加劇膜的極化現(xiàn)象。因?yàn)檫@些雜質(zhì)會(huì)阻礙離子的正常遷移，使得膜表面更容易形成離子短缺和濃差極化。

二、極化現(xiàn)象的危害

      極化現(xiàn)象對(duì)電滲析器的運(yùn)行具有多方面的危害，主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 電能浪費(fèi)：極化現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，一部分電能被消耗在水的電解上，生成了H?和OH?離子，而這些離子與脫鹽過程無關(guān)，因此造成了電能的浪費(fèi)。

2. 膜電阻增加：極化產(chǎn)生的H?和OH?離子在濃水室中容易與溶液中的其他離子結(jié)合形成沉淀（如碳酸鈣、氫氧化鎂等），這些沉淀物會(huì)附著在膜表面，導(dǎo)致膜電阻顯著增加。膜電阻的增加會(huì)進(jìn)一步加大電能消耗，降低設(shè)備的運(yùn)行效率。

3. 出水水質(zhì)下降：極化現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致膜面上電解質(zhì)離子的濃度分布不均，使得脫鹽效率降低，從而影響出水水質(zhì)。此外，膜面上的沉淀物還會(huì)對(duì)水質(zhì)造成二次污染。

4. 設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢與堵塞：極化產(chǎn)生的沉淀物不僅會(huì)增加膜電阻，還會(huì)在設(shè)備內(nèi)部積累形成結(jié)垢和堵塞，進(jìn)一步影響設(shè)備的正常運(yùn)行和出水水質(zhì)。

5. 縮短膜的使用壽命：極化現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致膜的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能發(fā)生變化，如交換容量降低、選擇透過性下降、機(jī)械強(qiáng)度降低等，從而縮短膜的使用壽命。

三、防止極化現(xiàn)象的措施

      為了防止電滲析器運(yùn)行中的極化現(xiàn)象，可以采取以下幾種措施：

1. 控制工作電流：有效的防止極化現(xiàn)象的措施是控制電滲析器在極限電流密度以下運(yùn)行。這樣可以確保離子的遷移速度能夠跟上電流的增長速度，避免水分子電離和極化現(xiàn)象的發(fā)生。然而，這種方法可能會(huì)降低設(shè)備的脫鹽率。

2. 定期進(jìn)行倒換電極運(yùn)行：定期倒換電極運(yùn)行可以將膜上積聚的沉淀溶解下來，從而減輕膜的極化現(xiàn)象。一般情況下，極化沉淀大都結(jié)在濃水室的陰膜表面上，倒換電極后，濃、淡水室作了相應(yīng)的變更，原來結(jié)在陰膜表面的沉淀物會(huì)脫落并溶解在溶液中。

3. 定期酸洗：電滲析器運(yùn)行中總會(huì)有少量沉淀水垢產(chǎn)生，累積到一定程度后就需要進(jìn)行酸洗處理。酸洗可以有效地去除膜表面和設(shè)備內(nèi)部的沉淀物，恢復(fù)膜的性能和設(shè)備的正常運(yùn)行。酸洗周期應(yīng)根據(jù)具體情況而定，一般1～2周酸洗一次。

4. 加強(qiáng)原水預(yù)處理：原水中的懸浮固體、膠體物質(zhì)和有機(jī)雜質(zhì)等都會(huì)對(duì)電滲析器的運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，在電滲析之前應(yīng)對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，以去除這些雜質(zhì)。預(yù)處理的目的是提高進(jìn)水水質(zhì)，減少膜污染和極化現(xiàn)象的發(fā)生。

5. 濃極水加酸：在濃極水室中加入適量的鹽酸可以調(diào)節(jié)濃水室的pH值至4～6，從而避免OH?離子與Ca2?、Mg2?等離子結(jié)合生成沉淀。這種方法需要設(shè)備具有較高的耐酸性。

6. 加入隱蔽劑：向濃極水中加入六偏磷酸鈉等隱蔽劑可以使水中的Ca2?、Mg2?等離子隱蔽起來，從而防止它們形成沉淀。這種方法可以在一定程度上減輕極化現(xiàn)象對(duì)設(shè)備的影響。