Elektrodialyse (ED) ist ein Prozess, der eine semipermeable Membran und ein elektrisches Gleichstromfeld nutzt, um geladene gelöste Partikel (z. B. Ionen) selektiv aus einer Lösung zu transportieren. Dieser Trennprozess konzentriert, verdünnt, verfeinert und reinigt Lösungen, indem geladene gelöste Stoffe vom Wasser und anderen ungeladenen Komponenten weggeleitet werden. Die Elektrodialyse hat sich zu einem großtechnischen Chemieanlagenbetrieb entwickelt und spielt eine bedeutende Rolle in der Membrantrenntechnik. Es findet breite Anwendung in Branchen wie der chemischen Entsalzung, der Meerwasserentsalzung, der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie der Abwasseraufbereitung. In einigen Regionen ist es zur primären Methode zur Trinkwassergewinnung geworden. Es bietet Vorteile wie geringen Energieverbrauch, erhebliche wirtschaftliche Vorteile, einfache Vorbehandlung, langlebige Ausrüstung, flexibles Systemdesign, einfache Bedienung und Wartung, sauberen Prozess, geringen Chemikalienverbrauch, minimale Umweltverschmutzung, lange Gerätelebensdauer und hohe Wasserrückgewinnungsraten (typischerweise). zwischen 65 % und 80 %).
Zu den gängigen Elektrodialysetechniken gehören Elektroentionisierung (EDI), Elektrodialyseumkehr (EDR), Elektrodialyse mit Flüssigmembranen (EDLM), Hochtemperatur-Elektrodialyse, Rollenelektrodialyse, bipolare Membranelektrodialyse und andere.
Die Elektrodialyse kann zur Behandlung verschiedener Abwasserarten eingesetzt werden, darunter auch Galvanikabwässer und schwermetallbelastete Abwässer. Es kann zur Extraktion von Metallionen und anderen Substanzen aus Abwasser eingesetzt werden und ermöglicht so die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Wasser und wertvollen Ressourcen bei gleichzeitiger Reduzierung von Umweltverschmutzung und Emissionen. Studien haben gezeigt, dass Elektrodialyse bei der Behandlung von Passivierungslösungen im Kupferproduktionsprozess Kupfer und Zink zurückgewinnen und sogar Cr3+ zu Cr6+ oxidieren kann. Darüber hinaus wurde Elektrodialyse mit Ionenaustausch zur Rückgewinnung von Schwermetallen und Säuren aus Säurebeizabwässern in industriellen Anwendungen kombiniert. Speziell entwickelte Elektrodialysegeräte, die sowohl Anionen- als auch Kationenaustauscherharze als Füllstoffe verwenden, wurden zur Behandlung von Schwermetallabwässern eingesetzt, wodurch ein geschlossener Recyclingkreislauf und keine Ableitung erreicht wurden. Die Elektrodialyse kann auch zur Behandlung alkalischer Abwässer und organischer Abwässer eingesetzt werden.
Die am State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse in China durchgeführte Forschung untersuchte die Behandlung von Alkaliwaschabwässern, die Abgase aus der Epoxid-Propan-Chlorierung enthalten, mittels Ionenaustauschmembranelektrolyse. Bei einer Elektrolysespannung von 5,0 V und einer Umwälzzeit von 3 Stunden erreichte die CSB-Entfernungsrate des Abwassers 78 % und die Alkalirückgewinnungsrate lag bei 73,55 %, was als wirksame Vorbehandlung für nachfolgende biochemische Einheiten diente. Die Elektrodialysetechnologie wurde von der Shandong Luhua Petrochemical Company auch zur Behandlung hochkonzentrierter Abwässer komplexer organischer Säuren mit Konzentrationen zwischen 3 % und 15 % eingesetzt. Bei dieser Methode entstehen keine Rückstände oder Sekundärverschmutzung, und die erhaltene konzentrierte Lösung enthält 20 bis 40 % Säure, die recycelt und aufbereitet werden kann, wodurch der Säuregehalt im Abwasser auf 0,05 bis 0,3 % reduziert wird. Darüber hinaus nutzte die Sinopec Sichuan Petrochemical Company ein spezielles Elektrodialysegerät zur Aufbereitung von Kondensatabwasser und erreichte eine maximale Aufbereitungskapazität von 36 t/h, wobei der Ammoniumnitratgehalt im konzentrierten Wasser über 20 % lag und eine Rückgewinnungsrate von über 96 erreicht wurde %. Das behandelte Süßwasser hatte einen Ammoniumstickstoff-Massenanteil von ≤40 mg/L und erfüllte damit die Umweltstandards.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 07.09.2023
