Anwendungen
- Trinkwasserproduktion
- Abwasseraufbereitung
Die Elektrodialyse (ED) ist ein mit Gleichspannung betriebenes Membranverfahren. Ein elektrisches Potential wird genutzt, um Salze durch die Ionenaustauschmembran zu bewegen, wobei frisches Wasser als Produktwasser zurückbleibt.
Die ED beruht auf den folgenden allgemeinen Grundsätzen:
Die meisten in Wasser gelösten Salze sind Ionen, die entweder positiv (Kationen) oder negativ (Anionen) geladen sind. Da sich zwei gleiche Ladungen gegenseitig abstoßen und zwei entgegengesetzte Ladungen sich anziehen, wandern die Ionen zu den Elektroden mit der jeweils entgegengesetzten elektrischen Ladung.
Geeignete Membranen können so konstruiert werden, dass sie entweder Anionen oder Kationen selektiv passieren lassen. In einer Kochsalzlösung wandern gelöste Ionen wie Natrium(+) und Chlorid(-) durch selektive Membranen, die entweder Kationen oder Anionen durchlassen (nicht beides), zu den gegenüberliegenden Elektroden.
Die Membranen sind in der Regel abwechselnd angeordnet, mit einer anionenselektiven Membran gefolgt von einer kationenselektiven Membran. Dabei wird der Salzgehalt des Wasserkanals verdünnt, während im nächsten Wasserkanals konzentrierte Lösungen bilden. In den Räumen zwischen den sich abwechselnden Membranen entstehen konzentrierte und verdünnte Lösungen, und diese von zwei Membranen begrenzten Räume werden als Zellen bezeichnet. Elektrodialysemodulen bestehen aus mehreren hundert Zellen, die durch Elektroden miteinander verbunden sind, und werden als Membranstapel bezeichnet. Das Speisewasser fließt gleichzeitig durch alle Zellen, um einen kontinuierlichen Fluss von entsalztem Wasser und einen stetigen Strom von Konzentrat (Sole) aus der Elektrodialysemodule zu gewährleisten.
ED und EDR sind Prozesse, bei denen sich Ionen unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms durch eine semipermeable Membran bewegen. In einem EDR-System werden die Polarität und damit die Produkt- und Konzentratbereiche regelmäßig umgekehrt, um eine Verkalkung der Membranen zu verhindern.
