Elektrodialyse

Elektrodialyse (ED)

Die Elektrodialyse ist ein Trennprozess, bei welchem Ionen unter dem Einfluss eines elektrischen Potenzials durch eine semipermeable Membran transportiert werden. Die verwendeten Membranen sind nur für positiv oder negativ gelade Ionen durchlässig, d.h. sie arbeiten kationen- oder anionenselektiv. Kationenselektive Membranen sind Polyelektrolyte mit negativ geladener Materie, die negativ geladene Ionen zurückhalten und durchlässig für positiv geladene Ionen sind.

Durch die Anordnung einer Vielzahl von Kammern, die abwechselnd von anionen- und kationenselektiven Membranen begrenzt sind, können Ionen aus dem Rohwasser entfernt werden. Die Kammern befinden sich zwischen den Flächenelektroden Anode und Kathode. Durch die Anordnung werden die Ionen des Rohwassers in einigen Kammern aufkonzentriert, während sie in anderen Kammern das Rohwasser verlassen können. Das aufkonzentrierte Rohwasser wird bis zu einer Endkonzentration zirkuliert und im Anschluss abgeschlagen. Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Ionenentfernung aus dem Wasser. Ungeladene Partikel lassen sich jedoch nicht eliminieren.

Kationenselektive Membranen bestehen aus sulfoniertem Polystyrol, während anionenselektive Membranen aus Polystyrol mit quaternären Aminen aufgebaut sind. Teilweise ist vor dem Elektrodialyse-Verfahren eine Wasservorbehandlung notwendig. Suspendierte Feststoffe mit einem Durchmesser über 10 µm müssen vorher entfernt werden, um ein Verblocken der Membranporen zu vermeiden. Zusätzlich können bestimmte Stoffe die Membranladung neutralisieren wie z.B. größere organische Anionen, Kolloide, Eisen- und Manganoxide. Diese führen zu einer Störung der selektiven Membraneigenschaften.

Mögliche Vorbehandlungsschritte zum Schutz der Membranen sind die Filtration über Aktivkohle (Entfernung der organischen Materie), Flockung (Entfernung von Kolloiden) und Vorfiltrationsstufen.