DE2755729C2

DE2755729C2 - Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser

Info

Publication number: DE2755729C2
Application number: DE2755729A
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Nikolaevi&ccaron; Azarov; Igor' Vladimirovi&ccaron; Vorone&zcaron; Borisovskij; Georgij Alekseevi&ccaron; Zelenskij
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1983-05-05
Also published as: DE2755729A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann besonders effektiv zur Herstellung von entsalzenem Wasser verwendet werden, das für die Herstellung von Erzeugnissen in der Elektronentechnik erforderlich ist Sie kann auch in der chemischen, pharmazeutischen, medizinischen und in der Lebensmittelindustrie sowie auch auf anderen Gebieten der Technik angewandt werden.

Breit bekannt ist eine Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser, die ein Gehäuse aus einem dielektrischen Stoff hat

An den Stirnseiten dieses Gehäuses befindet sich je eine flache Metallelektrode, die mit einer Gleichstromquelle verbunden sind.

Innerhalb des Gehäuses sind parallel zu den so Elektroden flache Ionenaustauschermembranen so aufgestellt, daß die Kationenaustauschermembranen mit den Anionenaustäüschermembfanen wechseln. Sämtliche Membranen sind voneinander durch Gummi* dichtungen abgetrennt, die sich an der Peripherie der Membranen befinden.

Jede Membran bildet zusammen mit der Nachbarnnimbran der entgegengesetzten Polarität die sich an einer ihrer Seiten befindet, eine Solekammer, mit der Membran der entgegengesetzten Polarität aber, die sich βο an ihrer anderen Seite befindet eine Entsalzungskammer.

Die Entsalzungskammern sind mit Kationenaustauscher* und Anionenaustauscherharzen gefüllt und für die Sorption der tonen aus dem zu verarbeitenden es Wasser bestimmt

Die Solekammer ist für die Entfernung der Ionen aus fließendem Wasser bestimmt

Sättigung der Jpnenspst^u^c^erp^rze zeigt ein Gerät zur Messung der spezjf^cheji St^omleftfähjgkeit des'Wassfers an^jNach, ejhem^tfestipimtett Jcrijischen Sättfgun'gspunkt schaltet man Strom für die Regenerierungder Ionenaustauscherharze ein. Unter der Strom,-einwirloing beginnen die Ionen, «die sich am Harzgemisch ^festgesetzt, haben, zu, den?,Elektroden mit entgegengesetzter Polarität zu wandern (siehe z.B. SU_rES3 23 958). _/t" ₄ -

Ein Nachteil der bekannten'Einrichtung ist ihre nicht genügend hohe Leistung) die^durchleuuTn verhältnismäßig "großen Abstand zwischen'Hen Elektroden be'dingt ist was den elektrischen Widerstand des Harzgemisches wesentlich erhöht und den Verlauf des elektrochemischen Prozesses in der Einrichtung bedeutend erschwert

Man könnte die Leistung der bekannten Einrichtung durch Erhöhung der Zahl der Kammern steigern, was wiederum zur Vergrößerung des Abstandes zwischen den Elektroden uad zu einer wesentlichen Vergrößerung der Abmessungen der Einrichtung führt

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung ist der, daß sie für das Bedienungspersonal nicht ohne Gefahr ist weil die Ionenaustauschermembranen spannungsführend sind und mit ihren flachen Stirnseiten das Gehäuse berühren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung einer Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser zugrunde, in der Elektroden und Ionenaustauschermembranen so ausgeführt und in bezug aufeinander so angeordnet sind, daß neben der Erhöhung ihrer Sicherheit nnd de? Verringerung ihrer Abmessungen die Leistung der Einrichtung wesentlich erhöht wird.

Die erfindungsgemäße, im folgenden beschriebene Einrichtung ermöglicht es, parallel zur Herstellung von Reinstwasser die Ionenaustauscherharze zu regenerieren, ohne die Anlage abzuschalten.

Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser, die in einem dielektrischen Gehäuse, das Ein- und Ausläufe für Wasser hat parallel zueinander angebrachte, gekühlte Elektroden und Ionenaustauschermembranen enthält die Entsalzungskammern bilden, die für die Sorption der Ionen aus dem zu verarbeitenden Wasser bestimmt und mit Ionenaustauscherharzen gefüllt sind, sowie Solekammern, gelöst die dadurch gekennzeichnet ist daß die Elektroden Stäbe darstellen, die parallel zueinander an den Ecken von mindestens einem regulären Sechseck unter Abwechslung der Polarität angeordnet sind, jede Membrane aber in Form eines Rohrs ausgeführt ist konzentrisch die entsprechende Elektrode umschließt und die gleiche Polarität besitzt, wobei jede Solekammer durch die entsprechende Membrane begrenzt ist und die durch die Membranen als Sechseck gebildeten Entsalzungskammern miteinander in Verbindung stehen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Elektroden an den Ecken kongruenter Sechsecke so

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angeordnet, daß sie gemeinsame, Seitenllle^sn-i

„Eine' solche i^Örfelttwrig Ifat φί"JipffBT^S^lK⁵ dpk der Verringerung des · ■ ■' · *"■ -■*—-—'--

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Die AnordnHD?d?r'iSoIekam.niern im den Ecken regpIäjer_Secliseck~e, die tion der Honigwabe erinnern, sfchf ^J

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kann man ihre Leistung unter unwesen^icheV-yergröße-' rung der Abmessungen der Einrichtung ^,Vergleich zu¹ der bekannten um₍c|as Mehrfache erhöhend _f *\ /^ Die erfindungsgemäße Einrichtung hatiibei'äer^ Prüfung die hohen Leistungen bei verhältnismäßig geringen Abmessungen bestätigt Außerdem _fist;,die_; Bedienung der Anlage im Vergleich zum "Stanjd jder -gmdihtl

IP ' ^Da^Zwjschengebfuse 12hatfmjg Hnh
ayff dem. Gehäuse 1 blinde, ungejoc^e* ?nden §s der ^ofire 8 jund dje ,an diesen Enden -(JeF ^°ΠΓΡ 8 befestigtem Elektroden 4 heraustreten. An die aiis den Rohren 8 !perausragenden Elektroden 4 sind Schienen ^is-^angeschlossen, die durch Muttern 16 an. den Elektroden 4 starr befestigt werden.
Die: Schienen 15 sind zum Anschluß der Elektroden 4

_r, an'die; Gleichstromquelle 5 bestimmt

^Im Obei-teil der Rohre 8 sind öffnungen 17 für den lf d Sl bh Ah i ihh

Technik erleichtert worden. "', V '20_; Auslauf dar Sole angebracht Auch im Zwischengehäuse

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in der Arbeit 12 ist eine Öffnung 18, die mit den Solekamraern U über dank der erhaltenen Möglichkeit die Spannung die öffnungen 17 in Verbindung steht

Die Rohre 8 mit lonenausiauscherrncrnbranen 7 und die Elektroden 4 treten aus der unteren Kante des Gehäuses 11 hervor.

An den offenen Unterteil des Gehäuses 1 ist

gg

der erhaltenen Möglichkeit, die p wesentlich zu senken, sowie auch dank dem Umstand, daß die rohrförmigen Ionenaustauschermembranen aus dem dielektrischen Gehäuse nicht herausragen, genügend elektrosicher.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat geringe Abmessungen und ist günstig im Betrieb.

Nachstehend wird die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit Hinweisen auf die Zeichnungen angeführt Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser, und

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I der F i g. 1.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser hat ein Gehäuse 1 (Fig. 1), das aus einem dielektrischen Stoff in Form eines Rohrs mit rundem Querschnitt ausgeführt ist und von oben mit einem Deckel 2 geschlossen ist (F i g. 2).

Im Gehäuse 1 ist eine Einlauföffnung 3 für das zu verarbeitende Wasser. Ferner sind dort vertikal, parallel zueinander Elektroden 4 aufgestellt die Stäbe darstellen, die mit einer Gleichstromquelle 5 verbunden sind.

Die Elektroden 4 haben ungleichnamige Polarität und sind an den Ecken regulärer und kongruenter Sechsecke unter Abwechslung der Polarität so aufgestellt daß die Elektroden 4 gemeinsame Seitenflächen anliegender imaginärer sächseckiger Prismen bilden. Die Stirnflächen dieser Prismen bezeichnen wir als Elektrozellen 6 (Fig.l>

In F i g. 1 ist schematisch durch punktierte Linien eine Elektrozelle 6 gezeigt.

Im Gehäuse 1 sind rohrförmige Ionenaustauschermembranen 7, d. h. Kationanaustauscher- und Anionenaustauschermembranen vorgesehen. Die jeweiligen Arten der Ionenaustauschermembranen 7 sind konzentrisch um die entsprechenden Elektroden 4 angeordnet Im angeführten Beispiel sind Ionenaustauschermembranen 7 aus einer Folie auf der Basis der Ionenaustauscherharze ausgeführt und auf gelocht« Rohre 8 aufgesetzt (Fig.2), die den Ionenaustauschermembranen 7 Steife verleihen.

Die Ionenaustauschermembranen 7 befinden sich in einer Entsalzungskammer 9, welche durch den Raum zwischen den Rohren gebildet ist. Die Entsalzungskammer 9, die für Sorption der Ionen aus dem durch sie fließenden Wasser bestimmt ist ist mit Ionenaustauscherharzen 10 gefüllt, die im Gehäuse 1 ungefähr bis em

Zwischer$ehäuse 19 befestigt Zwischen diesem und dem Gehäuse 1 ist eine ringförmige Gummidichtung 13 eingelegt

Am Zwischengehäuse 19 ist unten ebenfalls über eine Gummidichtung 13 ein unterer Deckel 20 befestigt

Im Zwischengehäuse 19 ist eine Öffnung 21 für den Einlauf vom Wasser ausgeführt, das für die Spülung der Solekammern 11 bestimmt ist um Ionen aus dem zu verarbeitenden Wasser zu entfernen.

Im Zwiiichengehäuse 19 sind im Zentrum jeder Elektrpzelle 6 Dränagerohre 22 (Fig. 1) aufgestellt die mit ihren oberen Enden mit Entsalzungskammern 9 und mit den unteren Enden mit dem Hohlraum des unteren Deckels 20 in Verbindung stehen, in dem eine Auslauföffnung 23 (Fig.2) für den Auslauf des behandelten Wassers aus der Einrichtung vorhanden ist DräRikgerohre 22 lassen gereinigtes Wasser durch und verhindern den Eintritt des Ionenaustauscherharzes in diese Rohre.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung von Reinstwasser ist wie folgt

Durch die Einlauföffnung 3 führt man das zu verarbeitende Wasser der Kammer 9 zu, das danach das Gemisch der Ionenaustauscherharze 10 durchfließt Dabei gehen die im Wasser befindlichen Ionen auf die Harze 10 tuber. Gereinigtes Wasser läuft durch die Dränagerohre 22, tritt in den Hohlraum des Deckels 20 und tritt durch die Austauföffnungen 23 an den

Verbraucher aus.

Gleichzeitig mit dem Wassereinlauf zur Reinigung durch die Einlauföffnung 3 führt man Wassei durch die Öffnung 21 dem Hohlraum des Deckels 19 zu. Das Wasser fließt durch die Solekammer 11, tritt durch die öffnungen 117 der Rohre 8 aus und gelangt weiter durch die Öffnung 18 an Jie Pumpe 24 (F i g. 2), um an die öffnung 21 vüökgeführt zu werden.

Während des Sättigungsprozesses schaltet man bei einem bestimmten kritischen Sättigungspunkt der Ionenaustauscherharze 10 mit Salzen den Strom ein, der durch Schieinen 15 den Elektroden 4 zugeleitet wird.

Unter der Stromeinwirkung fangen die Ionen, die sich auf den Ionenaustauscherharzen 10 gesetzt haben, an,

sich zu den entgegengesetzt geladenen Elektroden 4 zu

bewegen. Die Ionen treffen auf ihrem Wege auf

ionenaustauschermembranen 7, treten durch diese .

hindurch und gelangen in das durch die Solekammern 11 ||

fließende Wasser. ϊ A)

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) an den Ecken kongruenter Sechsecke so angeordnet sind, daß sie gemeinsame Seitenflächen der benachbarten imaginären sechseckigen Prismen bilden.