極化沉淀簡介

極化沉淀(polarization precipitation)是指電滲析器運行時，在淡室一側(cè)首先發(fā)生極化現(xiàn)象的同時，水解離出的氫氧根離子穿過陰膜進(jìn)入濃室，致使陰膜濃濃室側(cè)pH值升高產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象。這些沉淀附在陰膜表面，從而增加膜電阻、增大電耗、減少膜的有效面積、影響出水水質(zhì)，甚至影響電滲析的正常運行 。

電滲析除鹽時，由于離子在膜內(nèi)的遷移數(shù)與溶液中的遷移數(shù)有較大的差異，就會引起濃差極化，當(dāng)膜表面附有某些鹽類沉淀或受水污染而附著一些雜質(zhì)時，又會引起和加劇膜的極化。由極化引起膜堆電阻急劇上升，電耗增加，設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢甚至堵塞，從而使淡水水質(zhì)下降，甚至?xí)斐呻姖B析無法運行。因此研究膜的極化現(xiàn)象對保證淡水水質(zhì)、降低電耗、維持電滲析器的正常運行、延長使用壽命都具有很重要的意義 。

(1)定時倒換電極。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)在陰膜上的沉淀逐漸溶解(或者說促使沉淀脫落)，而在陰膜的另一面又漸漸沉積起來。定時倒換電極，造成了沉淀水垢的不穩(wěn)定狀態(tài)，起到了消除沉淀和減輕結(jié)垢的作用。一般2～8h倒換一次電極，國內(nèi)外采用頻繁自動倒換電極，時間為15-30min。

(2)定期酸洗。電滲析器運行中總有少量沉淀水垢產(chǎn)生，累積到一定程度后，即使用倒換電極的方法也不能有效地排除，此時就須進(jìn)行酸洗處理。實踐證明，定期酸洗，是不拆設(shè)備消除沉淀結(jié)垢的簡便有效方法。酸洗周期視具體情況而定，一般1～2周酸洗1次。用1%～2%的鹽酸作酸洗液 。

(1)加強原水預(yù)處理。可除去原水中的懸浮固體、某些膠體物質(zhì)和有機雜質(zhì)，可防止或減輕沉淀結(jié)垢，保證電滲析器的正常穩(wěn)定運行。電滲析器的進(jìn)水水質(zhì)要求如下：濁度<1～3mg·l^-1 (根據(jù)隔板厚度和型式定)；耗氧量<3mg·l^-1(高錳酸鉀法)；游離氯<1mg·l^-1。；鐵含量<0.3 mg·l^-1。；錳含量<0.1 mg·l^-1；水溫5～40℃。

(2)低于極限電流運行。工作電流控制在極限電流以下運行，可有效地防止極化沉淀的產(chǎn)生，其缺點是設(shè)備的脫鹽率較低。一般工作電流選在極限電流的70%～90%。對原水中硬度離子含量較低的非硫酸鹽型水質(zhì)，可以適當(dāng)?shù)爻瑯O限電流運行，但要縮短倒換電極與酸洗的周期。

(3)濃極水加酸。將適量的鹽酸加入濃極水室，調(diào)節(jié)濃水室的pH 至4～6，陰極水的pH為2～3，使過量的H 與極化生成的OH^-結(jié)合成水，就可避免OH^-與Ca² 、Mg² 。等離子結(jié)合生成沉淀。缺點是須耗用藥劑，且設(shè)備的耐酸性要求較高。

(4)預(yù)處理去原水硬度。在原水預(yù)處理時，采用石灰軟化法和離子交換法(包括磺化煤軟化法)除去或大部分除去水中的Ca² 、Mg² 離子，可有效地防止沉淀的生成。

(5)加入隱蔽劑。向濃極水中加入六偏磷酸鈉等隱蔽劑，使水中的Ca² 、Mg² 。結(jié)合而隱蔽起來，從而使它們不能形成沉淀。

(6)采用脈沖電流：電滲析器采用脈沖電流后，改變了膜兩邊的濃度變化規(guī)律，可使沉淀不易生成 。2100433B

不同電介質(zhì)的極化程度是不一樣的。為了分析電介質(zhì)極化的宏觀效應(yīng)，常引入極化強度P這一物理量來表征電介質(zhì)的極化特性。極化強度是一個矢量，定義單位體積內(nèi)電偶極子電矩的矢量和為極化強度。

線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。電場的兩個分量沒有相位差（同相）或相位差為180度（反相）時，合成電場矢量是直線極化。當(dāng)電場強度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場強度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。

若電場矢量在空間描出的軌跡為一個圓，即電場矢量是圍繞傳播方向的軸線不斷地旋轉(zhuǎn)，則稱為圓極化波。

電磁波極化E極化波

平面電磁波入射波的E波沿Y方向極化，稱E極化波。也稱TE波 。

電磁波極化H極化波

平面電磁波入射波的H波沿X方向極化，稱H極化波。也稱TM波。

電磁波極化右旋極化波

一個橢圓的或圓的極化波，它的電場向量在任一正交于傳播方向的固定平面內(nèi)，沿著傳播方向觀察時，隨著時間沿右手或順時針方向旋轉(zhuǎn)。

電磁波極化左旋極化波

一個橢圓的或圓的極化波，它的電場向量在任一正交于傳播方向的固定平面內(nèi)，沿著傳播方向觀察時，隨著時間沿左手或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

電磁波極化圓極化波

圓極化波可由兩正交且具有90度相位差的分量合成產(chǎn)生，根據(jù)矢量端點旋轉(zhuǎn)方向的不同，圓極化可以是右旋的，也可以是左旋的。

具體判斷可按如下方式進(jìn)行：將右手大拇指指向電磁波的傳播方向，其余四指指向電場強度E的矢端并旋轉(zhuǎn)，若與E的旋轉(zhuǎn)一致，則為右旋圓極化波；若與E的旋轉(zhuǎn)相反，則為左旋圓極化波。

當(dāng)有電流通過電極時，因離子擴散的遲緩性而導(dǎo)致電極表面附近離子濃度與本體溶液中不同，從而使電極電勢與j_r 發(fā)生偏離的現(xiàn)象，稱為“濃差極化”。電極發(fā)生濃差極化時，陰極電勢總是變得比j_r低，而陽極電勢總是變得比j_r高。因濃差極化而造成的電極電勢 j_I與j_r之差的絕對值，稱為“濃差過電勢”。濃差過電勢的大小是電極濃差極化程度的量度。其值取決于電極表面離子濃度與本體溶液中離子濃度差值之大小。因此，凡能影響這一濃差大小的因素，皆能影響濃差過電勢的數(shù)值。例如，需要減小濃差過電勢時，可將溶液強烈攪拌或升高溫度，以加快離子的擴散；而需要造成濃差過電勢時，則應(yīng)避免對于溶液的擾動并保持不太高的溫度。

離子擴散的速率與離子的種類以及離子的濃度密切相關(guān)。因此，在同等條件下，不同離子的濃差極化程度不同；同一種離子在不同濃度時的濃差極化程度亦不同。極譜分析就是基于這一原理而建立起來的一種電化學(xué)分析方法，可用于對溶液中的多種金屬離子進(jìn)行定性和定量分析 。