本实验装置避免结垢原理：原水中的金属阳离子C+和阴离子A−先后被阳离子交换树脂9和阴离子交换树脂12吸附而去除，原水得到纯化。阳极室1发生阳极反应：2H2O - 4e → O2 + 4H+，产生的H+在电场的作用下，穿过第一阳离子交换膜7进入第一淡室2，一部分H+对其中失效的阳离子交换树脂进行再生，另一部分H+和解吸下来的阳离子C+则穿过第二阳离子交换膜8进入浓室3。同时，阴极室5发生阴极反应：4H2O + 4e → 2H2 + 4OH−，产生的OH−穿过第二阴离子交换膜11进入第二淡室4，一部分OH−对其中失效的阴离子交换树脂进行再生，另一部分OH−和解吸下来的阴离子A−穿过第一阴离子交换膜10也进入浓室3。在所有的离子当中，H+的电迁移速率是最大的，其次是OH−，因此，在相同的时间内，迁移至浓室3的H+的量总是大于OH− 的量，浓室3内的溶液始终呈酸性，金属阳离子C+无法形成其氢氧化物沉淀，抑制了第一阴离子交换膜10表面的结垢。极水来自纯水分流，阴极13表面的结垢也得到避免。
由图3-16至图3-21中的数据曲线可以分析得出以下结论：随着装置运行时间的增加，电流逐渐上升，开始上升较快，之后趋于平缓，在不同外加电压下，电流的变化十分显著，外加电压越高，电流越大，40V电压下电流最高可以达到530mA左右；浓室水pH逐渐降低，开始降低较快，之后趋于平缓，在不同外加电压的条件下，最后的pH也比较接近，在1.8－2.2之间浮动，整个处理过程中浓室中均呈酸性环境，这同样说明了该条件下，本装置中浓室内的金属离子不会形成沉淀而在浓室中结垢；浓室水中镍离子和铜离子的浓度逐渐上升，说明该条件下使用该装置的确能达到浓缩富集离子的效果，而且如果运行更长的时间，浓缩程度也会越来越高，因为前8小时的趋势是一直上升的，并不是逐渐趋缓的，在不同外加电压条件下，8小时最终的浓缩程度不尽相同，但从总体趋势来看，电压越高，离子的浓缩效果越好，理论上可以解释为电压越高，外加电场强度越大，离子迁移速率就越高，相同时间内通过离子交换膜的离子就越多，故浓缩效果就越好，可以看出在电压为40V时，选择分离的效果较好，且铜离子的分离程度优于镍离子，故在后面的实验中选取了40V的电压条件；最后由出水离子浓度的曲线可以得出，出水


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