L'electrodiàlisi ED és una tecnologia de separació de membrana altament eficient que permet selectivament que els ions d'una solució passin a través d'una membrana d'intercanvi iònic. En primer lloc, s'utilitza un camp elèctric de corrent continu d'alta freqüència-per induir la migració direccional d'anions i cations a la solució. Aleshores, la membrana d'intercanvi d'ions i cations permet que aquests ions passin selectivament, aconseguint la separació d'ions.
Les membranes d'electrodiàlisi ED estan fetes de materials orgànics. A les aplicacions que involucren aigües residuals-salades, com altres membranes orgàniques, són susceptibles a la contaminació per diversos contaminants de l'aigua, afectant diversos paràmetres de rendiment. La clau per al funcionament estable de l'electrodiàlisi és el procés de pretractament. Només quan el procés de pretractament funciona correctament i l'aigua del producte compleix els requisits d'aigua d'alimentació de la membrana d'electrodiàlisi ED, la membrana pot funcionar de manera estable durant un llarg període.
La contaminació de la membrana d'electrodiàlisi ED inclou matèria orgànica, matèria inorgànica i contaminació microbiana.
1. Contaminació de la matèria orgànica
La matèria orgànica carregada, especialment la matèria orgànica carregada negativament, és més probable que embruti la membrana. Com que la matèria orgànica sol tenir càrrega negativa, les membranes d'intercanvi d'anions són més susceptibles a la contaminació orgànica. La matèria orgànica carregada negativament migra cap a la membrana d'intercanvi d'anions sota la influència d'un camp elèctric. Normalment, a causa del gran pes molecular dels ions orgànics, són difícils de passar a través de la membrana d'intercanvi d'anions i s'acumulen a la superfície de la membrana, provocant la contaminació de la membrana d'intercanvi d'anions. La matèria orgànica no carregada, en passar pel canal de flux, pateix principalment adsorció, provocant l'encrassement de la membrana. Com que no migra sota la influència d'un camp elèctric, la contaminació de la membrana resultant és més lenta i la concentració de matèria orgànica en el concentrat no es concentra, permetent l'eliminació mitjançant la neteja de la membrana. El sulfat de dodecil, un contaminant orgànic altament concentrat a les aigües residuals, és un contribuent important al rendiment de la membrana d'electrodiàlisi ED. La membrana d'electrodiàlisi és altament sensible a la concentració d'aquests tensioactius, i requereix un pretractament per a l'eliminació. A més, les cetones i altres dissolvents orgànics amb un fort poder de dissolució també són altament destructius per als materials de membrana.
2. Fouling inorgànic
L'escala generada per les reaccions dels elèctrodes, com l'hidròxid de calci i el sulfat de calci, es dipositen a la cambra de l'elèctrode i als elèctrodes. Les reaccions de polarització condueixen a la formació d'escala a la membrana, especialment provocant la formació d'hidròxid de magnesi i altres precipitats al costat del concentrat i dins de la membrana. Durant el procés de concentració a la cambra de concentrat, la sobresaturació condueix a la precipitació d'escala, incloent precipitats de carbonat de calci, carbonat de magnesi i sulfat de calci. Els mètodes de control efectius inclouen un pretractament d'alta-densitat per reduir la duresa i reduir la concentració d'aquests ions. La unió d'ions d'alta-valència a la membrana d'intercanvi catiònic l'enverina, dificultant l'eliminació i reduint la seva capacitat d'intercanvi. Aquests ions requereixen l'eliminació del pretractament; l'eliminació profunda normalment utilitza resines d'intercanvi iònic.
3. Contaminació microbiana
Els microorganismes es dipositen fàcilment a la superfície de la membrana i creixen i es multipliquen en els buits entre els separadors, augmentant la resistència de la membrana, dificultant el flux d'aigua i impedint el funcionament normal de l'electrodiàlisi. L'eliminació de microorganismes mitjançant el pretractament és la principal manera de reduir la contaminació microbiana.