Elektrodialisis ED adalah teknologi pemisahan membran yang sangat efisien yang secara selektif memungkinkan ion dalam larutan melewati membran penukar ion. Pertama, medan listrik arus searah berfrekuensi tinggi digunakan untuk menginduksi migrasi terarah anion dan kation dalam larutan. Membran penukar anion dan kation kemudian secara selektif membiarkan ion-ion ini melewatinya, mencapai pemisahan ion.
Membran elektrodialisis ED terbuat dari bahan organik. Dalam aplikasi yang melibatkan air limbah-kadar garam tinggi, seperti membran organik lainnya, membran tersebut rentan terhadap pengotoran oleh berbagai polutan di dalam air, sehingga memengaruhi berbagai parameter kinerja. Kunci pengoperasian elektrodialisis yang stabil adalah proses pra-perawatan. Hanya jika proses pra-perawatan berfungsi dengan benar dan air produk memenuhi persyaratan air umpan membran elektrodialisis ED barulah membran dapat beroperasi secara stabil untuk jangka waktu lama.
Pengotoran membran elektrodialisis ED meliputi bahan organik, bahan anorganik, dan kontaminasi mikroba.
1. Kontaminasi Bahan Organik
Bahan organik bermuatan, khususnya bahan organik bermuatan negatif, lebih cenderung mengotori membran. Karena bahan organik biasanya bermuatan negatif, membran penukar anion lebih rentan terhadap kontaminasi organik. Bahan organik bermuatan negatif bermigrasi menuju membran penukar anion di bawah pengaruh medan listrik. Biasanya, karena berat molekul ion organik yang besar, ion organik sulit melewati membran penukar anion dan menumpuk di permukaan membran, menyebabkan pengotoran membran penukar anion. Bahan organik yang tidak bermuatan, ketika melewati saluran aliran, sebagian besar mengalami adsorpsi sehingga menyebabkan pengotoran membran. Karena tidak bermigrasi di bawah pengaruh medan listrik, pengotoran membran yang dihasilkan lebih lambat, dan konsentrasi bahan organik dalam konsentrat tidak pekat, sehingga memungkinkan pembuangan melalui pembersihan membran. Dodecyl sulfate, polutan organik dengan konsentrasi tinggi dalam air limbah, merupakan kontributor signifikan terhadap kinerja membran elektrodialisis ED. Membran elektrodialisis sangat sensitif terhadap konsentrasi surfaktan ini, sehingga memerlukan perlakuan awal untuk menghilangkannya. Selain itu, keton dan pelarut organik lainnya dengan daya larut yang kuat juga sangat merusak bahan membran.
2. Pengotoran Anorganik
Kerak yang dihasilkan oleh reaksi elektroda, seperti kalsium hidroksida dan kalsium sulfat, mengendap pada ruang elektroda dan elektroda. Reaksi polarisasi menyebabkan pembentukan kerak pada membran, terutama menyebabkan magnesium hidroksida dan endapan lainnya terbentuk pada sisi konsentrat dan di dalam membran. Selama proses konsentrasi di ruang konsentrat, supersaturasi menyebabkan pengendapan kerak, termasuk endapan kalsium karbonat, magnesium karbonat, dan kalsium sulfat. Metode pengendalian yang efektif mencakup perlakuan awal dengan kepadatan tinggi untuk mengurangi kekerasan dan menurunkan konsentrasi ion-ion ini. Pengikatan ion-bervalensi tinggi ke membran penukar kation akan meracuninya, sehingga sulit untuk dihilangkan dan mengurangi kapasitas pertukarannya. Ion-ion ini memerlukan penghilangan pra-perawatan; penghilangan dalam biasanya menggunakan resin penukar ion.
3. Kontaminasi Mikroba
Mikroorganisme dengan mudah mengendap di permukaan membran dan tumbuh serta berkembang biak di celah antara pemisah, meningkatkan resistensi membran, menghambat aliran air, dan menghambat pengoperasian normal elektrodialisis. Menghilangkan mikroorganisme melalui pretreatment adalah cara utama untuk mengurangi kontaminasi mikroba.
