ED elektrodiyalizi, bir çözeltideki iyonların bir iyon değiştirme membranından seçici olarak geçmesine izin veren, yüksek verimli bir membran ayırma teknolojisidir. İlk olarak, çözeltideki anyonların ve katyonların yönsel geçişini tetiklemek için yüksek-frekanslı bir doğru akım elektrik alanı kullanılır. Anyon ve katyon değişim zarı daha sonra seçici olarak bu iyonların geçmesine izin vererek iyon ayrımını sağlar.
ED elektrodiyaliz membranları organik malzemelerden yapılmıştır. Diğer organik membranlar gibi yüksek-tuzlu atık su içeren uygulamalarda, sudaki çeşitli kirletici maddeler tarafından kirlenmeye karşı hassastırlar ve bu da çeşitli performans parametrelerini etkiler. Elektrodiyalizin stabil çalışmasının anahtarı ön arıtma sürecidir. Yalnızca ön arıtma prosesi doğru çalıştığında ve ürün suyu ED elektrodiyaliz membranının besleme suyu gereksinimlerini karşıladığında membran uzun süre stabil olarak çalışabilir.
ED elektrodiyaliz membranı kirlenmesi organik maddeyi, inorganik maddeyi ve mikrobiyal kontaminasyonu içerir.
1. Organik Madde Kirliliği
Yüklü organik maddenin, özellikle de negatif yüklü organik maddenin, zarı kirletme olasılığı daha yüksektir. Organik madde genellikle negatif yüklü olduğundan anyon değişim membranları organik kirlenmeye daha duyarlıdır. Negatif yüklü organik madde, bir elektrik alanın etkisi altında anyon değişim membranına doğru göç eder. Tipik olarak, organik iyonların büyük moleküler ağırlığından dolayı, anyon değişim membranından geçmeleri zordur ve membran yüzeyinde birikerek anyon değişim membranının kirlenmesine neden olur. Yüksüz organik madde, akış kanalından geçerken esas olarak adsorpsiyona uğrayarak membranın kirlenmesine neden olur. Bir elektrik alanının etkisi altında hareket etmediği için, ortaya çıkan membran kirlenmesi daha yavaştır ve konsantredeki organik madde konsantrasyonu yoğunlaşmaz, bu da membran temizliği yoluyla giderilmesine olanak tanır. Atık sudaki oldukça konsantre bir organik kirletici olan dodesil sülfat, ED elektrodiyaliz membran performansına önemli bir katkıda bulunur. Elektrodiyaliz membranı bu yüzey aktif maddelerin konsantrasyonuna karşı oldukça duyarlıdır ve uzaklaştırılması için ön işlem gerektirir. Ek olarak, ketonlar ve güçlü çözünme gücüne sahip diğer solvent organikleri de membran malzemelerine oldukça zarar verir.
2. İnorganik Kirlenme
Kalsiyum hidroksit ve kalsiyum sülfat gibi elektrot reaksiyonları tarafından oluşturulan kireç, elektrot bölmesinde ve elektrotlarda birikir. Polarizasyon reaksiyonları membran üzerinde kireç oluşumuna neden olur ve özellikle magnezyum hidroksit ve diğer çökeltilerin konsantre tarafında ve membranın içinde oluşmasına neden olur. Konsantre odasındaki konsantrasyon işlemi sırasında aşırı doygunluk, kalsiyum karbonat, magnezyum karbonat ve kalsiyum sülfat çökeltileri de dahil olmak üzere tortunun çökelmesine yol açar. Etkili kontrol yöntemleri, sertliği azaltmak ve bu iyonların konsantrasyonunu düşürmek için yüksek-yoğunluklu ön işlemi içerir. Yüksek-değerlikli iyonların katyon değişim zarına bağlanması onu zehirler, çıkarılmasını zorlaştırır ve değişim kapasitesini azaltır. Bu iyonların ön işlemden arındırılması gerekir; derin çıkarma işleminde tipik olarak iyon değiştirme reçineleri kullanılır.
3. Mikrobiyal Kirlenme
Mikroorganizmalar membran yüzeyinde kolayca birikerek ayırıcılar arasındaki boşluklarda büyüyüp çoğalırlar, membran direncini arttırırlar, su akışını engellerler ve elektrodiyalizin normal çalışmasını engellerler. Mikroorganizmaların ön arıtma yoluyla uzaklaştırılması, mikrobiyal kontaminasyonu azaltmanın ana yoludur.