PL126767B2 - Method of dewatering by electroosmosis - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób elektroosmotycznego odwadniania osrodków porowa¬ tych, zwlaszcza drobnodyspersyjnych jak na przyklad grunty, szlamy poflotacyjne, scieki przemyslowe.Znanym i stosowanym jest sposób elektroosmotycznego odwadniania osrodkówporowatych zwlaszcza drobnodyspersyjnych, w którym dwie elektrody sa umieszczone bezposrednio w odwad¬ nianym osrodku i zasilane ze zródla pradu stalego. W znanym sposobie jony obu znaków, a wiec zarówno aniony jak i kationy, przeplywaja miedzy elektrodami zgodnie z kierunkiem przylozonego pola elektrycznego. Efekt odwadniania uzyskuje sie dzieki temu, ze ilosci wody przenoszone przez aniony i kationy nie sa równej wielkosci. Mankamentem znanego sposobu potrzeba stosowania wysokich napiec dla uzyskania znacznego efektu odwadniania co powoduje równiez pobór pradów o duzym natezeniu. W konsekwencji znaczna czesc energii elektrycznej tracona jest bezuzytecznie na cieplo i pokonanie oporów zmiennych struktur odwadnianego osrodka w postaci pekniec, szczelin, struktur komórkowych.Sposób elektroosmotycznego odwadniania osrodków porowatych, w którym w odwadniany osrodek wprowadza sie elektrody i zasila sie ze zródlem pradu stalego, wedlug wynalazku polega na tym, ze przed rozpoczeciem procesu odwadniania, katode oddziela sie od odwadnianego osrodka za pomoca kationowymiennej membrany, zas anode oddziela sie od odwadnianego osrodka za pomoca anionowymiennej membrany. Wodegromadzaca sie w procesie odwadniania w obszarach miedzy elektrodami a przynaleznymi im jonowymiennymi membranami najkorzystniej odprowa¬ dza sie grawitacyjnie przez odplywowe przelewy.Sposób wedlug wynalazku, dzieki oddzieleniu elektrod od odwadnianego osrodka przy pomocy jonowymiennych membran pozwala na istotne zwiekszenie efektywnosci elektroosmoty¬ cznego odwadniania przy stosowaniu znacznie mniejszych napiec pradu zasilajacego elektrody, dajac w konsekwencji znaczne oszczednosci energii i bardziej równomierne odwadnianie osrodka w calej masie, eliminujace powstawanie zmiennych struktur bedacych dodatkowym zródlem strat energetycznych. Kolejna zaleta sposobu wedlug wynalazkujest praktycznie wyeliminowanie osmo- tycznego przeplywu, wody tak w objetosci odwadnianego osrodka jak i z przestrzeni elektrodo¬ wych do tego osrodka.2 126 767 Wynalazek jest blizej objasniony na przykladzie wykonania przy pomocy rysunku, na którym fig. 1 obrazuje realizacje sposobu dla osrodka, którym jest szlam w osadnikach, zas fig. 2 obrazuje realizacje sposobu dla osrodka, którym jest zawiesina koalinitowa stanowiaca surowiec w prze¬ mysle ceramicznym, zas proces elektroosmotycznego odwadniania prowadzi sie w rynnie odwadniajacej.Przyklad I. W przypadku odwadniania drobnodyspersyjnego osrodka 1 w postaci szlamu w osadnikach umieszcza sie w odwadnianym osrodku 1 dwie cylindryczne elektrody 2 i 3. Anode 2 laczy sie z dodatnim biegunem zasilajacego zródla pradu stalego przewodem 4, zas katode 3 laczy sie z ujemnym biegunem zasilajacego zródla pradu stalego przewodem 5. Przed rozpoczeciem procesu odwadniania, polegajacym na zamknieciu obwodu elektrycznego zasilajacego elektrody 2 i 3 obydwie elektrody 2 i 3 oddziela sie od osrodka 1 za pomoca cylindrycznych jonowymiennych membran 6 i 7. Anode 2 oddziela sie od odwadnianego osrodka 1 za "pomoca cylindrycznej, anionowymiennej membrany 6, zas katode 3 oddziela sie od osrodka 1 za pomoca cylindrycznej, kationowymiennej membrany 7. Membrany 6 i 7 sa utworzone z materialów pólprzepuszczalnych jak na przyklad polietylen modyfikowany kopolimerem styrenu i dwuwinylobenzenem oraz dodat¬ kowo grupa siarczanowa lub grupami amoniowymi. Od dolu, obszar miedzy anoda 2 i przynalezna jej anionowymienna membrana 6, jest uszczelniony przy pomocy dielektrycznego pierscienia 8 wykonanego najkorzystniej z gumy. Analogicznie, obszar miedzy katoda 3 i przynalezna jej kationowymienna membrana 7 jest uszczelniony przy pomocy dielektrycznego pierscienia 9.Proces odwadniania prowadzi sie stosujac natezenia pola elektrycznego 0,1 do 0,5 V/cm czyli o 30 do 60% mniejsze od natezen pola elektrycznego stosowanych w procesach elektroosmotycznego osuszania znanych przed dokonaniem wynalazku.Przyklad II. W przypadku drobnodyspersyjnego osrodka la, w postaci zawiesin kaolinito- wych stosowanych w przemysle ceramicznym, proces odwadniania elektroosmotycznego prowadzi sie w rynnie odwadniajacej, której fragment przedstawiono na fig. 2.W osrodku la usytuowanym w odwadniajacej rynnie umieszcza sie dwie plaskie elektrody 2a i 3a. Anode 2a laczy sie z dodatnim biegunem zasilajacego zródla pradu stalego przewodem 4a, zas katode 3a laczy sie z ujemnym biegunem zasilajacego zródla pradu stalego przewodem 5a. Przed rozpoczeciem procesu odwadniania, polegajacym na zamknieciu obwodu elektrycznego zasilaja¬ cego elektrody 2a i 3a, obydwie wymienione elektrody oddziela sie od osrodka la za pomoca plaskich, jonowymiennych membran 6a i 7a. Anode 2a oddziela sie od odwadnianego osrodka la za pomoca plaskiej anionowymiennej membrany 6a usytuowanej równolegle wzgledem anody 2a.Katode 3a oddziela sie od osrodka la za pomoca plaskiej, kationowymiennej membrany 7a usytuowanej równolegle wzgledem katody 3a. Dno 10 rynny jest utworzone z dielektryka, najko¬ rzystniej gumy. Przestrzenie miedzy elektrodami 2a i 3a a membranami 6a i 7a sa dodatkowo uszczelnione wzgledem odwadnianego osrodka la za pomoca uszczelniajacych wsporników 11 i 12.Wode przeplywajaca z osrodka la do obszaru miedzy elektrodami 2a i 3a a przynaleznymi im jonowymiennymi membranami 6a i 7a, przechodzaca przez otwory w elektrodach 2a i 3a do obszaru miedzy tymi elektrodami a bocznymi scianami 13 i 14, najkorzystniej jest odprowadzic grawitacyjnie przez odplywowe przelewy 15 i 16 usytuowane w bocznych sciankach 13 i 14 odwadniajacej rynny.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób elektroosmotycznego odwadniania osrodków porowatych, w którym w odwad¬ niany osrodek wprowadza sie elektrody i zasila je ze zródla pradu stalego, znamienny tym, ze przed rozpoczeciem procesu odwadniania katode oddziela sie od odwadnianego osrodka za pomoca kationowymiennej membrany zas anode oddziela sie od odwadnianego osrodka za pomoca anionowymiennej membrany. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wode gromadzaca sie w procesie odwadniania w obszarach miedzy elektrodami a przynaleznymi im jonowymiennymi membranami najkorzyst¬ niej odprowadza sie grawitacyjnie przez odplywowe przelewy.126 767 Fig.1.5a 3a Fig. 2.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz.Cena 100 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób elektroosmotycznego odwadniania osrodków porowatych, w którym w odwad¬ niany osrodek wprowadza sie elektrody i zasila je ze zródla pradu stalego, znamienny tym, ze przed rozpoczeciem procesu odwadniania katode oddziela sie od odwadnianego osrodka za pomoca kationowymiennej membrany zas anode oddziela sie od odwadnianego osrodka za pomoca anionowymiennej membrany. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wode gromadzaca sie w procesie odwadniania w obszarach miedzy elektrodami a przynaleznymi im jonowymiennymi membranami najkorzyst¬ niej odprowadza sie grawitacyjnie przez odplywowe przelewy.126 767 Fig.1.5a 3a Fig.
2. 2. Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz. Cena 100 zl PL