电渗析器的结构

其中极区是提供电渗析电源的主要设备，常用材质为不锈钢、石墨等；膜堆则由交替排列的阴、阳离子交换膜和交替排列的浓、淡室隔板组成，也可以说是若干个膜对的集合体。而这个膜对则是电渗析中的脱盐的基本单元：

膜对的结构

膜对由一对阴、阳离子交换膜和一对浓、淡水隔板简体排列组成。隔板通常为隔网（类似编织网），其主要作用是隔开阴、阳离子交换膜，形成淡水室和浓水室。根据在电渗析器内不同的位置，隔板又分为淡水隔板和浓水隔板，两者之间的差异主要是不同的配水孔和流水道位置。

电渗析装置工作模式

下面是一个膜对构成的电渗析装置，我们看一下其中淡水和浓水在其内部的流动情况：

电渗析淡水与浓水的流动情况

原水由右侧的两个孔分别流入浓水室和淡水室，淡水室和浓水室中的离子在电场的作用下发生移动，阴、阳离子分别向阳极和阴极方向移动，由于离子交换膜的选择透过性，浓水室中的离子浓度不断增加，淡水室中的离子浓度不断降低，形成的淡水和浓水则会从左侧的出水孔流出。

电渗析装置组装

说完了电渗析器的构造和基本工作方式，我们再看一下电渗析其的组装方式。在此之前，我们先介绍两个概念，分别是“级”和“段”，一级指的是一对正、负电极之间的膜，一段指的是具有同一水流方向并联的膜。

电渗析装置不同的组装方式会有不同的效果。增加级数可以降低两个电极之间的电压，降低装置的供电要求；增加段数则可以增加水的停留时间，提高脱盐的效率。如下则是几种常见的组装方式：

电渗析装置组装方式

一级一段的膜堆都在同一水流的并联方向；

二级一段在两个电极之间增加了一个共电极区，电极间距变短了，可以降低两个电极之间的供给电压；

一级两段在一对电极的中间增加了一个倒向膜板，将膜堆分成了两个同一水流方向的并联膜堆，增加了水流在电渗析中的流动长度，增加了脱盐的效率；

两级两段则是在两级两段的基础上，改变后段的方向，既可以降低电极间电压，又可以增加流动长度，提高脱盐效率。

在了解了原理和构造之后，最后看一下电渗析的工艺计算，了解一下其中重要的工艺参数。

极限电流密度

在介绍极限电流密度事前，先说一下电渗析过程中普遍存在的一个现象—浓差极化。下图是NaCl溶液在电渗析中的迁移过程：