祝海涛，杨波，高从堦

（1浙江工业大学膜分离与水科学技术中心，浙江杭州310014；2杭州水处理技术研究开发中心有限公司，浙江杭州310012）

电渗析技术具有能耗低、药剂耗量少、对盐含量适应性强、预处理简单、易于实现机械自动化且环境污染小等优点[1-3]，在食品、医药、化工等领域的分离提纯中发挥重要作用。为了提高电渗析分离性能及电流效率，需进一步优化电渗析结构设计和操作工艺。但是，电渗析传质过程复杂，多参数关联，从实验角度对其进行全面深入研究的难度大，从而限制电渗析分离工艺的有效优化。近年来，相关科研人员尝试设计了很多数学模型以模拟基于电渗析的物质分离过程，结合流动状态、电流密度等探讨离子和其他不带电物质的传递规律[4-9]，并在此基础上确定分离最优的操作策略。因此，传质模型化为电渗析传质的理论和实验研究提供了一条直接有效的途径。基于电渗析分离过程的传质模型一方面能够准确预测电渗析系统中物质传递行为以及隔室和膜中的离子浓度分布、电势分布等[10-13]，另一方面能够导向性地优化电渗析分离的操作工艺等[14-17]。通常，电渗析过程中的传递现象主要包括离子交换膜之间的对流传递、离子定向朝着或透过膜的电迁移传递和扩散传递，以及浓差极化、水动力学现象、电解质-膜平衡等复杂过程[18-20]，因此电渗析过程传质模型化较其他膜过程更为复杂。目前，用于描述电渗析过程的传质模型主要有Maxwell-Stefan 模型、Nernst-Planck 模型、Kedem-Katchalsky模型、模糊逻辑模型、人工神经网络模型和半经验模型等。……