本发明属于离子分离技术领域，具体涉及一种扩散渗析用离子交换膜的使用方法和装置。
背景技术：
在水处理、包括海水淡化、化工生产、化工分离与化学反应、轻工与食品、原子能等工业领域，常涉及水中各种阴阳离子的交换或转换，或分离脱除或浓缩回收，以及有机物与水、酸、碱、盐等不同种类物质的分离、脱水、提纯和浓缩以及复分解反应问题。因为化学工业的发展，水污染以及淡水的匮乏已经影响到经济的可持续发展，水处理和净化是一个必须从技术的成本上有新的突破的领域，也即，技术的发展已经使水处理不是技术的问题，要解决的问题是水处理的经济成本问题。如广泛使用的反渗透技术需要高压和高压设备，因此能耗高；再如离子树脂交换法工艺复杂，树脂颗粒大小增加溶液的流动阻力，影响运行效果，树脂颗粒还有破碎消耗问题，以及需要定期的进行树脂的再生处理，使离子交换法难以低成本的运行；还有离子交换法水净化技术中所采用的酸和碱作为再生剂，酸碱的成本也是一个主要的问题。换言之，虽然众所周知现有水处理技术众多，但都有能耗高经济成本高的问题，不能解决能耗高成本高的问题，水处理就难以可持续地进行。另外，污水中的化学成分千变万化，其含量也有多有少，但往往是含有少量化学物质的污水更难于处理，因为传统的提取方法难以低经济成本地提取获得废水中低浓度的资源物质，导致了低的经济效益低，和高成本；因此，需要开发出低成本可实际运行的新方法解决污水污染的问题。
技术实现要素：
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种扩散渗析用离子交换膜的使用方法和装置；该方法可用于从海水、废水、污水溶液中，尤其从废水中浓缩回收提取有价值的资源，或用无害离子替换有害离子，或完全脱除水中阴阳离子实现水的净化处理，或实现溶液中不同物质间离子的互换，产出所需要的物质。本发明是基于在先发明专利申请pct/cn2016/073450，并为其提供一个类似反渗透卷绕式的膜组件，以及提供了利用氯化钠并进一步利用该膜组件进行低成本的废水处理的方法。
本发明的另一目的是利用氯化钠来源于大海，资源量几乎无限，廉价，杀菌，无毒，可以随雨水循环回到大海的特点，也利用氯化钠溶解度高，离子扩散驱动力大，钠盐及无机氯化物大多易溶于水而不会在离子膜中形成沉积物破坏膜的特点，用氯化钠经扩散渗析替代溶液中有毒的化学物质，使工业、农业、生活污水经处理后所排放的废水类似市政污水处理后排放的废水中的盐分，也使废水溶液中的电解质离子，不管浓度高低，均可被有效地置换浓缩进入氯化钠驱动溶液中。经浓缩结晶或经低沸点有机物促进结晶析出驱动溶液中的氯化钠及被交换进入的各种物质，再利用溶解度的 不同进行物质的分离，获得不同的副产品。尤其是，可以提取废水中的各种资源，如营养物质铵离子、硝酸根、钾离子、磷酸根离子，使含各种酸碱盐的工业污水转化为无毒或低毒的含食盐的污水。利用饱和盐水的杀菌作用，将扩散渗析装置中的驱动溶液和待处理溶液间隙性的互换通道，方便达到保持膜表面洁净的目的。
为达到上述目的，本发明提供了一种扩散渗析用离子交换膜的使用方法和装置，其中该方法和装置包括：
a、将两张长方形离子膜的边沿沿着其中一个方向，最好是长度的方向，用粘接剂密封粘接在一起形成一个膜袋，沿着另一个互相垂直的方向形成的开口分别与两个中心空心的圆柱管密封粘接，且开口与该圆柱管的中心通过开孔或开槽相互连通；最优地，两张离子膜之间夹有导流网；在保持相同膜面积的情况下，为了减少溶液在两膜之间的流动距离，将一个以上的膜袋与中心圆柱管密封粘接；
b、将上述粘接后的膜以其中一个圆柱管为中心进行缠绕，以减少膜所占的空间；最优地，缠绕至另一个圆柱管紧靠在缠绕的膜的圆柱体上；或者，两个中心管靠拢后再与膜缠绕成为一个柱体状；最优地，缠绕时膜和膜之间夹有导流网；
c、将上述缠绕后的膜组件放置在一个壳容器中，壳容器有溶液进和出的接口，最优地，壳容器的形状与上述膜组件的外形偶合，使扩散渗析溶液尽可能的均匀流经膜的表面，也尽可能的减少扩散渗析装置占用的空间；
d、将扩散渗析溶液经中心空心的圆柱管流入两张膜之间形成的空腔中，经另外一个圆柱管流出，该溶液可以循环流入和流出，中心空心的圆柱管最好是一端封口；对应的扩散渗析溶液在壳容器中流入和流出，或也进行循环流入和流出，使扩散渗析驱动溶液和待处理溶液进行离子交换。
本发明的两张离子交换膜可以同时是阴离子交换膜或阳离子交换膜或一阴离子交换膜及一阳离子交换膜的组合。实际应用时，驱动溶液或分别经阴离子膜及阳离子膜进行交换，或者同时经组合的阴阳离子膜进行离子交换，使驱动溶液中的离子与待处理溶液中的离子进行交换。
本发明利用饱和的或浓的氯化钠溶液作为驱动溶液，与待处理的工业、农业、生活废水进行扩散渗析交换，使废水中的酸碱盐类电解质污染物替换为氯化钠。
本发明使废水中的营养物质如铵离子、硝酸根离子、磷酸根离子、钾离子富集浓缩进入驱动溶液中。虽然这些富营养物质含量低，但对水体环境的破坏严重，且也是农业肥料资源的巨大浪费。
总之，本发明提供了一种扩散渗析用离子交换膜的使用方法和装置，是通过将膜互相粘接形成膜袋，再与中心圆柱管连通和缠绕，缠绕后置于一个壳容器中，作为一个扩散渗析装置。特别地，本装置利用氯化钠的物化特点，利用氯化钠作为扩散渗析的驱动溶液，使不同浓度的废水，尤其是低浓度的废水，均可低成本地回收废水中的资源，使废水得到无害化低毒化的处理。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本发明提供了一种扩散渗析用离子交换膜的使用方法和装置，具体的实施方法示范如下：
a、将两张30*40厘米长方形cmi-7000阳离子膜和ami-7001阴离子交换膜的边沿2厘米宽沿着长度的方向，用树脂胶粘接剂密封粘接在一起形成一个进行阳离子和阴离子同时交换的膜袋，沿着另一个垂直的方向形成的开口分别与两个直径2厘米高30厘米的中心空心的圆柱管密封粘接，且开口与该圆柱管的中心通过圆柱上直径5毫米的6个小开孔相互连通；两张离子膜之间夹有塑料导流网；前述的两张膜也可以是两张阳离子膜粘接在一起形成一个阳离子扩散渗析离子交换装置，也可以是两张阴离子膜粘接在一起形成一个阴离子扩散渗析离子交换装置；
b、将上述两个中心管靠拢后再与膜缠绕成为一个柱体状；缠绕时膜和膜之间夹有导流网；
c、将上述缠绕后的膜组件放置在一个直径11厘米高30厘米的壳容器中，膜袋被均匀的环绕直立在壳容器内，壳容器有溶液进和出的接口；
d、使用时，将扩散渗析溶液经中心空心的圆柱管流入两张膜之间形成的空腔中，经另外一个圆柱管流出，该溶液可以循环流入和流出，中心空心的圆柱管最好是一端封口；对应的扩散渗析溶液在壳容器中流入和流出，或也进行循环流入和流出，使扩散渗析驱动溶液和待处理溶液进行离子交换。
实施例2
本实施例采用实施例1的装置，利用饱和或浓的氯化钠溶液作为扩散渗析驱动溶液，取静置沉淀后的硫酸法钛白生产废酸溶液(或电镀厂废酸溶液)1升作为待处理溶液。两个溶液分别在壳容器和膜通道内循环流动，经阴、阳离子膜的渗析交换；经1小时扩散渗析，检测氯化钠溶液的ph值达到2，说明发生了扩散渗析。
将上述废酸溶液换成制浆造纸厂碱性的制浆黑液，即可测出氯化钠溶液显碱性。
将澄清后的市政生活污水作为待处理溶液，经扩散渗析后，废水中的电解质主要转化为氯化钠。
上述经氯化钠扩散渗析后的废水溶液中主要含有氯化钠，利用海水淡化的方法，采用碳酸铵作为驱动溶液，使废水中的氯化钠转化为挥发性的碳酸铵，或进一步地挥发析出碳酸铵获得淡水或直接作为灌溉用水。