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电渗析器在运行过程中，极化现象是一个重要且复杂的问题，它不仅影响设备的运行效率，还直接关系到出水水质和设备的使用寿命。下面将详细介绍电渗析器运行中的极化现象，包括其产生原因、危害以及防止措施。
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电渗析器通过施加直流电场，利用阴、阳离子交换膜的选择透过性，实现水中离子的分离与浓缩。在正常运行过程中，电流的传导主要依靠水中阴、阳离子的迁移。然而，当电流提高到一定程度时，由于离子扩散速度跟不上电流的增长速度，就会在膜界面处发生水分子的电离（H₂O → H⁺ + OH⁻），这种现象称为极化现象。
极化现象的产生主要基于以下几个原因：
离子迁移速度与电流增长速度不匹配：在电渗析过程中，随着电流的增加，离子在膜内的迁移速度逐渐加快。然而，当电流增大到某一极限值时，离子的迁移速度无法再满足电流增长的需求，此时水分子开始电离以补充传递电流。
浓差极化：由于离子在膜内的迁移速度大于在水中的迁移速度，导致膜表面迅速出现离子短缺，形成浓差极化。这种浓差极化会进一步加剧水分子的电离，从而加剧极化现象。
膜污染与附着杂质：当膜表面附有盐类沉淀或受水污染而附着一些杂质时，会加剧膜的极化现象。因为这些杂质会阻碍离子的正常迁移，使得膜表面更容易形成离子短缺和浓差极化。
极化现象对电渗析器的运行具有多方面的危害，主要包括以下几个方面：
电能浪费：极化现象发生时，一部分电能被消耗在水的电解上，生成了H⁺和OH⁻离子，而这些离子与脱盐过程无关，因此造成了电能的浪费。
膜电阻增加：极化产生的H⁺和OH⁻离子在浓水室中容易与溶液中的其他离子结合形成沉淀（如碳酸钙、氢氧化镁等），这些沉淀物会附着在膜表面，导致膜电阻显著增加。膜电阻的增加会进一步加大电能消耗，降低设备的运行效率。
出水水质下降：极化现象会导致膜面上电解质离子的浓度分布不均，使得脱盐效率降低，从而影响出水水质。此外，膜面上的沉淀物还会对水质造成二次污染。
设备内部结垢与堵塞：极化产生的沉淀物不仅会增加膜电阻，还会在设备内部积累形成结垢和堵塞，进一步影响设备的正常运行和出水水质。
缩短膜的使用寿命：极化现象会导致膜的物理结构和化学性能发生变化，如交换容量降低、选择透过性下降、机械强度降低等，从而缩短膜的使用寿命。
为了防止电渗析器运行中的极化现象，可以采取以下几种措施：
控制工作电流：有效的防止极化现象的措施是控制电渗析器在极限电流密度以下运行。这样可以确保离子的迁移速度能够跟上电流的增长速度，避免水分子电离和极化现象的发生。然而，这种方法可能会降低设备的脱盐率。
定期进行倒换电极运行：定期倒换电极运行可以将膜上积聚的沉淀溶解下来，从而减轻膜的极化现象。一般情况下，极化沉淀大都结在浓水室的阴膜表面上，倒换电极后，浓、淡水室作了相应的变更，原来结在阴膜表面的沉淀物会脱落并溶解在溶液中。
定期酸洗：电渗析器运行中总会有少量沉淀水垢产生，累积到一定程度后就需要进行酸洗处理。酸洗可以有效地去除膜表面和设备内部的沉淀物，恢复膜的性能和设备的正常运行。酸洗周期应根据具体情况而定，一般1～2周酸洗一次。
加强原水预处理：原水中的悬浮固体、胶体物质和有机杂质等都会对电渗析器的运行产生影响。因此，在电渗析之前应对原水进行预处理，以去除这些杂质。预处理的目的是提高进水水质，减少膜污染和极化现象的发生。
浓极水加酸：在浓极水室中加入适量的盐酸可以调节浓水室的pH值至4～6，从而避免OH⁻离子与Ca²⁺、Mg²⁺等离子结合生成沉淀。这种方法需要设备具有较高的耐酸性。
加入隐蔽剂：向浓极水中加入六偏磷酸钠等隐蔽剂可以使水中的Ca²⁺、Mg²⁺等离子隐蔽起来，从而防止它们形成沉淀。这种方法可以在一定程度上减轻极化现象对设备的影响。
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