CZ278843B6 - Apparatus for separating substances from a solution by migration of ions - Google Patents
Apparatus for separating substances from a solution by migration of ions Download PDFInfo
- Publication number
- CZ278843B6 CZ278843B6 CS921012A CS101292A CZ278843B6 CZ 278843 B6 CZ278843 B6 CZ 278843B6 CS 921012 A CS921012 A CS 921012A CS 101292 A CS101292 A CS 101292A CZ 278843 B6 CZ278843 B6 CZ 278843B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- solution
- separation
- spaces
- substances
- vessel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká zařízení pro elektromigrační separaci látek z roztoku, a to iontově disociovatelných organických i anorganických látek, například pro odsolování mořské vody.The invention relates to a device for the electromigration separation of substances from solution, both ionically dissociable organic and inorganic substances, for example for the desalination of sea water.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Pro separaci iontově disociovatelných látek z roztoku se používají membránové elektrodializéry různých konstrukčních provedení, jejichž účinnost je závislá na kvalitě a přesnosti výroby velmi tenkých membrán, zaručujících jejich velmi nízký ohmický odpor. Nevýhodou těchto zařízení je, že velmi úzký prostor mezi membránami ztěžuje distribuci pracovního roztoku po jejich celé ploše, čímž se snižuje účinnost disociačního procesu a zvyšují ztráty vnitřním ohřevem. Další nevýhodou je možnost sledování stupně separace látek pouze mimo zařízení. Pracovní oblast efektivního využívání elektrodialyzérů je při vyšších koncentracích látek v roztoku, při koncentracích nižších jak 5g/litr se používají vzhledem k malé účinnosti pouze výjimečně.Membrane electrodialisers of various designs are used for separation of ionically dissociable substances from solution, whose efficiency depends on the quality and precision of production of very thin membranes, guaranteeing their very low ohmic resistance. A disadvantage of these devices is that the very narrow space between the membranes makes it difficult to distribute the working solution over their entire area, thereby reducing the efficiency of the dissociation process and increasing losses by internal heating. Another disadvantage is the possibility of monitoring the degree of separation of substances only outside the plant. The working area of effective use of electrodialysers is at higher concentrations of substances in solution, at concentrations lower than 5g / liter they are used only rarely due to their low efficiency.
Pro roztoky s nízkou koncentrací disociovatelných látek nepřesahující hodnoty 0,5g/litr se používají zařízení pracující na principu reservní osmózy. Nevýhodami těchto zařízení jsou jednak potřeba přídavného zařízení pro vytváření tlaku v pracovním roztoku, potřebného pro chod reservního procesu, a jednak velké množství odpadní vody na jednotku upraveného roztoku, například odsolené vody.For solutions with a low concentration of dissociable substances not exceeding 0.5 g / liter, devices operating on the principle of reserve osmosis are used. The disadvantages of these devices are, on the one hand, the need for an additional device for generating pressure in the working solution required for the operation of the reserve process and, on the other hand, a large amount of waste water per unit of treated solution, for example desalinated water.
Je také známo zařízení pro volnou elektromigrační separaci látek v roztoku, jehož základní jednotka je tvořena nádobou vyrobenou z elektricky nevodivého materiálu a opatřenou řadou výpustí. Podíl protilehlých stěn nádoby jsou upevněny dvě elektrody, mezi kterými je umístěna sada elektricky nevodivých porézních přepážek, mezi nimiž jsou vodotěsně a souměrně vzhledem k elektrodám zabudovány iontově selektivní membrány, Přestože toto zařízení při relativně malých rozměrech základní jednotky dosahuje u iontově disociovatelných látek v oblastech s obsahem ve vodě rozpustných látek menších než 300mg/litr vyššího účinku než membránové elektrodialyzéry, není vhodné pro použití při separaci látek v celém rozsahu koncentrací. Při nízkých koncentracích rozpustných látek je separace značně zdlouhavá, protože přepážky ve střední části základní jednotky její proces zpomalují. Pro vysokou koncentraci látek potom zařízení není vhodné, protože přepážky vytvářejí odpor při migraci iontů a tím se značně zvyšuje spotřeba elektrického proudu.Also known is a device for the free electromigration separation of substances in solution, the base unit of which comprises a vessel made of an electrically non-conductive material and provided with a series of outlets. Two electrodes are attached between the opposing walls of the vessel, between which a set of electrically non-conductive porous baffles is placed, between which ion-selective membranes are embedded in a watertight and symmetrical manner relative to the electrodes. having a water-soluble substance of less than 300mg / liter higher than membrane electrodialysers is not suitable for use in the separation of substances over a range of concentrations. At low solubles concentrations, separation is lengthy as the baffles in the central part of the base unit slow down its process. The device is not suitable for a high concentration of substances because the baffles create resistance to the migration of ions and thus greatly increase the power consumption.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje vynález, kterým je zařízení pro elektromigrační separaci látek z roztoku, tvořené nádobou, uvnitř které jsou umístěny minimálně dvě elektrody, mezi nimiž jsou vodotěsně zabudovány iontově selektivní membrány. Podstatou vynálezu je, že v nádobě jsou umístěny nejméně dvě dvojice membrán opačné iontové afinity, každá tvořící jednu pracovní jedThese disadvantages are largely eliminated by the invention, which is a device for the electromigration separation of substances from a solution, consisting of a vessel inside which at least two electrodes are placed, between which ion-selective membranes are waterproof. It is an object of the invention that at least two pairs of membranes of opposite ionic affinity are located in the vessel, each forming one working poison.
-1i notku, která sestává ze středního separačního prostoru a krajních proplachových prostorů, kde separační prostory jednotlivých pracovních jednotek jsou v sérii propojeny propojovacími kanály.-1i note, which consists of a central separation space and extreme flushing spaces, where the separation spaces of the individual working units are connected in series by interconnecting channels.
Je výhodné, když v proplachových prostorech nejméně jedné pracovní jednotky jsou umístěny sady porézních přepážek.Preferably, sets of porous baffles are located in the flushing spaces of the at least one working unit.
Zařízení podle vynálezu je možno adaptabilně aplikovat pro separaci různých druhů roztoků s nízkou a vysokou koncentrací disociovatelných iontů, přičemž je konstrukčně poměrně jednoduché, nenáročné na obsluhu a je možno je snadno doplnit automatikou pro sledování a regulaci procesu separace. Výsledná požadovaná koncentrace látek je potom dosahována bez nutnosti recirkulace pracovního roztoku v zařízení.The device according to the invention can be adapted adaptively for the separation of various kinds of solutions with low and high concentration of dissociable ions, while being relatively simple in construction, easy to use and can be easily supplemented by an automation for monitoring and controlling the separation process. The resulting desired concentration of substances is then achieved without the need for recirculation of the working solution in the apparatus.
Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings
Příklady provedení zařízení jsou schematicky znázorněny na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je zařízení pro separaci roztoku o vysoké vstupní koncentraci látek, které je tvořeno dvěma pracovními jednotkami, na obr. 2 je zařízení pro roztoky s nízkou vstupní koncentrací disociovatelných látek, které je tvořeno čtyřmi pracovními jednotkami a na obr. 3 je alternativní provedení čtyřjednotkového zařízení pro roztoky s vysokou vstupní koncentrací disociovatelných látek.Examples of the apparatus are schematically shown in the attached drawing, in which Fig. 1 is a device for separating a high inlet concentration solution consisting of two working units; 3 is an alternative embodiment of a four-unit device for solutions with a high inlet concentration of dissociable substances.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Zařízení podle obr. 1 je tvořeno nádobou 1 s výhodou ve tvaru kvádru, vyrobenou z elektricky nevodivého materiálu, uvnitř které jsou umístěny tři elektrody 2, přičemž hodnoty proudů a napětí vkládané mezi nimi jsou rozdílné. Mezi elektrodami 2 jsou vodotěsně zabudovány dvojice iontově selektivních membrán opačné iontové afinity, kdy každá dvojice tvoří jednu pracovní jednotku 4 sestávající ze středního separačního prostoru 41 a krajních proplachových prostorů 42. Jednotlivé separační prostory 41 jsou v sérii propojeny vnitřními propojovacími kanály 5 a proplachové prostory 42 mohou být propojeny neznázorněným kanálovým systémem. Ve výstupní pracovní jednotce 4. jsou potom v proplachových prostorech 42 za účelem efektivní separace roztoku do velmi nízkých koncentrací umístěny sady porézních přepážek 6.The device according to FIG. 1 consists of a container 1, preferably in the form of a cuboid, made of an electrically non-conductive material, inside which three electrodes 2 are arranged, the values of currents and voltages inserted between them being different. Between the electrodes 2 there are watertightly embedded pairs of ion selective membranes of opposite ionic affinity, each pair forming one working unit 4 consisting of a central separation space 41 and an outer flushing spaces 42. The individual separation spaces 41 are connected in series by internal interconnecting channels 5 and the flushing spaces 42 may be connected by a channel system (not shown). In the outlet working unit 4, sets of porous baffles 6 are then placed in the flushing spaces 42 for efficient separation of the solution to very low concentrations.
Zařízení podle obr. 2 pro separaci roztoku s nízkou vstupní koncentrací disociovatelných látek je tvořeno čtyřmi pracovními jednotkami 4, které jsou v sérii propojeny propojovacími kanályThe device according to FIG. 2 for the separation of a solution with a low inlet concentration of dissociable substances consists of four working units 4, which are connected in series by interconnecting channels
5. v proplachovacích prostorech 42 všech čtyř pracovních jednotek jsou pro zpomalování procesu umístěny sady porézních přepážek5. sets of porous baffles are located in the flushing spaces 42 of all four work units to slow down the process
6, přičemž záporná elektroda 2 je umístěna mezi třetí a čtvrtou pracovní jednotkou 4.6, wherein the negative electrode 2 is located between the third and fourth working units 4.
V alternativním provedení zařízení z obr. 2 pro separaci roztoků s vysokou vstupní koncentrací disociovatelných látek, které je znázorněno na obr. 3, jsou přepážky 6 umístěny pouze v poslední výstupní pracovní jednotce 4.In an alternative embodiment of the device of FIG. 2 for separating the high inlet dissociable solution solutions shown in FIG. 3, the baffles 6 are located only in the last outlet working unit 4.
Při separaci je do nádoby 1 přiváděn pracovní roztok, z kterého začnou působením stejnosměrného elektrického proudu putovatDuring separation, the working solution is fed into the vessel 1 from which it begins to travel under the influence of direct current
-2CZ 278843 B6 jednotlivé ionty napříč pracovní jednotkou 4 směrem k příslušným elektrodám 2, a tím dochází k jejich separaci. Pracovní roztok je převáděn propojovacími kanály 5 do dalších pracovních jednotek £, v nichž se neznázorněnými kontrolními a regulačními čidly vyhodnocuje stupeň separace a následně mění podle potřeby nastavené hodnoty proudu a napětí na elektrodách 2, popřípadě velikost průtoku pracovního roztoku nádobou 1. Přitom se vyčištěný roztok pravidelně odebírá k použití a proplachové prostory promývají odpadní vodou.The individual ions across the working unit 4 towards the respective electrodes 2, thereby separating them. The working solution is transferred via interconnecting channels 5 to other working units 6, in which the degree of separation is evaluated by means of control and regulating sensors (not shown) and subsequently the set current and voltage values on the electrodes 2 or the flow rate of the working solution through the vessel 1 are changed. it is taken regularly for use and the flushing areas are washed with waste water.
Popsaná provedení nejsou jedinými možnými řešeními podle vynálezu, ale počet v sérii propojených pracovních jednotek £ a počet a umístění porézních přepážek 6 je možno měnit v závislosti na požadovaném objemu separačního procesu, stupni koncentrace disociovaných látek v roztoku a požadované účinnosti zařízení.The described embodiments are not the only possible solutions according to the invention, but the number in the series of interconnected working units 6 and the number and location of the porous baffles 6 can be varied depending on the desired volume of separation process, degree of concentration of dissociated substances in solution and desired equipment efficiency.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení podle vynálezu lze použít v různých průmyslových odvětvích, zejména pro přípravu a výroby pitné vody z vody mořské, nebo pro snižování obsahu škodlivých anorganických solí, například dusíkatých, při dočištování pitné vody a nebo pro výrobu deionizované vody o vysoké čistotě.The device according to the invention can be used in various industries, in particular for the preparation and production of drinking water from seawater, or for reducing the content of harmful inorganic salts such as nitrogen, for the purification of drinking water, or for producing deionized water of high purity.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS921012A CZ278843B6 (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Apparatus for separating substances from a solution by migration of ions |
SK101292A SK278459B6 (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Device for electromigratory separation of substances from solution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS921012A CZ278843B6 (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Apparatus for separating substances from a solution by migration of ions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ101292A3 CZ101292A3 (en) | 1994-04-13 |
CZ278843B6 true CZ278843B6 (en) | 1994-07-13 |
Family
ID=5343408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS921012A CZ278843B6 (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Apparatus for separating substances from a solution by migration of ions |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ278843B6 (en) |
SK (1) | SK278459B6 (en) |
-
1992
- 1992-04-03 SK SK101292A patent/SK278459B6/en unknown
- 1992-04-03 CZ CS921012A patent/CZ278843B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ101292A3 (en) | 1994-04-13 |
SK278459B6 (en) | 1997-06-04 |
SK101292A3 (en) | 1995-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5026465A (en) | Electrodeionization polarity reversal apparatus and process | |
CN105642121B (en) | Crude Desalting System and method | |
JP5295110B2 (en) | Microscale capacitive deionizer | |
US5316637A (en) | Electrodeionization apparatus | |
US2777811A (en) | Treatment of electrolytic solutions | |
KR20100099227A (en) | Systems and methods for water treatment | |
JPS61107906A (en) | Electric deionizing method and device | |
US20080078672A1 (en) | Hybrid Capacitive Deionization and Electro-Deionization (CDI-EDI) Electrochemical Cell for Fluid Purification | |
GB694223A (en) | Apparatus for modifying the chemical composition of substances by ion transfer | |
EP1299312A1 (en) | Electrodeionisation apparatus | |
EP0997437B1 (en) | Reactor for treating liquids | |
US2752306A (en) | Production of drinking water | |
CN106348397A (en) | Electric desalinating device | |
EP0642824A1 (en) | Method for adjusting the pH of water to a value adjustable in the range from 1 to 13 and apparatus for carrying out said method | |
CN111819157A (en) | Deionization device and method for at least partially deionizing feed liquid having dissolved electrolyte, and apparatus using said device | |
NO148566B (en) | BAANDFESTE. | |
JP3456015B2 (en) | Electrolytic cell | |
US2872407A (en) | Apparatus for modifying the chemical composition of fluids by ion transfer | |
JP2003001259A (en) | Ultrapure water producing apparatus | |
RU2322394C1 (en) | Device for processing drinking water | |
CZ278843B6 (en) | Apparatus for separating substances from a solution by migration of ions | |
US3493488A (en) | Electrodialysis apparatus | |
JP2000263059A (en) | Electric desalting apparatus | |
CN212142147U (en) | Separation device and liquid treatment apparatus | |
CN212315665U (en) | Multi-type water outlet electric deionization device and water treatment equipment thereof |