電滲析除鹽處理發生七個物理化學過程。
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(1)反離子遷移過程陽膜上的固定基團帶負電荷，陰膜上的固定基團帶正電荷。與固定基團所帶電荷相反的離子穿過膜的現象稱為反離子遷移。如在電滲析器中，淡室中的陽離子穿過陽膜，陰離子穿過陰膜進入濃室就是反離子遷移過程，這也是電滲析的除鹽過程。
(2)同性離子遷移過程，與膜上固定基團帶相同電荷的離子，穿過膜的現象稱為同性離子遷移。由于交換膜的選擇透過性不可能過到100%。因此，也存在著濃室中的陰離子會少量穿過陽膜，或陽離子穿過陰膜而進入淡室，數量雖少，但降低了除鹽效率。
(3)電解質的濃差擴散過程這是由于濃水室與淡水室的濃度差而引起的。其結果是由濃室的離子向淡室擴散。從而使淡室的含鹽量增加，降低了除鹽效率。
(4)壓差滲透過程由于濃、淡室的壓力不同，由壓力高的向壓力低側進行離子滲透，因此，如果濃室的壓力過高，也會降低除鹽效率。
(5)水的滲透過程由于淡室中水的壓力比濃室要大，因此，會向濃室滲水，使產水量降低。
(6)水的電滲透過程由于水中離子是以水合離子的形式存在，因此伴隨著離子的遷移，故有水的電滲透發生，使淡水產量降低。
(7)在運行時，由于操作不良而造成極化現象，使淡水室量的水電離，在直流電場的作用下，水電離產生的H+穿過陽膜，OH穿過陰膜進入濃水室，在那里與Ca2+、Mg2+生成沉淀，也稱為極化沉淀。故此，不僅電耗增加，而且還會造成沉淀等后果。
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