RU2151743C1 - Method of desalting of water - Google Patents

Method of desalting of water Download PDF

Info

Publication number
RU2151743C1
RU2151743C1 RU98103842/12A RU98103842A RU2151743C1 RU 2151743 C1 RU2151743 C1 RU 2151743C1 RU 98103842/12 A RU98103842/12 A RU 98103842/12A RU 98103842 A RU98103842 A RU 98103842A RU 2151743 C1 RU2151743 C1 RU 2151743C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
current
cation
exchange membranes
desalting
Prior art date
Application number
RU98103842/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98103842A (en
Inventor
В.Т. Фомичев
Н.Г. Вурдова
Original Assignee
Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия filed Critical Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия
Priority to RU98103842/12A priority Critical patent/RU2151743C1/en
Publication of RU98103842A publication Critical patent/RU98103842A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2151743C1 publication Critical patent/RU2151743C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: electrodialysis desalting of water in electrodyalizer with cation and anion exchange membranes. SUBSTANCE: water is desalted by electrodyalysis in electrodyalizer with cation and anion-exchange membranes. Process is carried out using pulse current with pulse frequency of 50-103 Hz. EFFECT: lower electric energy consumption for water desalting process and greater purification efficiency. 1 ex, 1 tbl

Description

Заявляемое изобретение относится к процессу электродиализного обессоливания воды в электродиализаторе с катионо- и анионообменной мембранами. The claimed invention relates to a process for electrodialysis desalination of water in an electrodialyzer with cation and anion exchange membranes.

Известен способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с ионообменными мембранами (А.с. СССР N 1398884, B 01 D 13/02, 1988). A known method of desalting water by electrodialysis in an electrodialyzer with ion-exchange membranes (A.S. USSR N 1398884, B 01 D 13/02, 1988).

Недостатком данного способа является высокий расход электроэнергии 0,53-1,9 Вт•ч/г соли при использовании ионообменных мембран. The disadvantage of this method is the high energy consumption of 0.53-1.9 W • h / g salt when using ion-exchange membranes.

Наиболее близким по наибольшему количеству общих признаков и достигаемому результату к заявляемому является способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с катионо- и анионообменной мембранами (А.с. СССР N 1507413, B 01 D 13/02, 1989 - прототип). The closest in the greatest number of common features and the achieved result to the claimed one is a method of desalination of water by electrodialysis in an electrodialyzer with cation and anion exchange membranes (A.S. USSR N 1507413, B 01 D 13/02, 1989 - prototype).

Недостатком известного способа является следующее. Известно, что производительность электродиализатора прямо пропорциональна его токовой нагрузке. Однако увеличение плотности переменного тока возможно до определенного предела, после чего начинают происходить побочные процессы (например, разложение воды с выделением кислорода и водорода), на которые расходуется дополнительная энергия. При этом ограничение плотности тока ограничивает также производительность процесса обессоливания за счет снижения интенсивности потока извлекаемых ионов. The disadvantage of this method is the following. It is known that the performance of the electrodialyzer is directly proportional to its current load. However, an increase in the density of alternating current is possible up to a certain limit, after which side processes begin to occur (for example, decomposition of water with the release of oxygen and hydrogen), which consumes additional energy. Moreover, the limitation of current density also limits the performance of the desalination process by reducing the intensity of the stream of extracted ions.

Задачей заявляемого изобретения является снижение затрат электроэнергии на процесс обессоливания воды и повышение производительности процесса очистки. The objective of the invention is to reduce the cost of electricity for the process of desalination of water and increase the productivity of the cleaning process.

Поставленная задача решается тем, что в способе обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с катионо- и анионообменной мембранами процесс ведут на импульсном токе с частотой импульсов 50-103 Гц.The problem is solved in that in the method of desalination of water by electrodialysis in an electrodialyzer with cation and anion exchange membranes, the process is conducted on a pulsed current with a pulse frequency of 50-10 3 Hz.

Заявителю известно использование импульсного тока (пат. РФ N 2083268, B 01 D 13/02, 1997). В данном способе применение импульсного тока определенных параметров (резонансная частота для извлекаемых ионов, скважность и плотность тока) позволяет регенерировать высококонцентрированные (2 моль/л и более) растворы, содержащие загрязняющие ионы тяжелых металлов. Причем в электродиализаторе используется только одна мембрана - катионообменная, разделяющая установку на две камеры: анодную и катодную, что позволяет селективно извлекать ионы одного знака заряда, оставляя при этом необходимые одноименнозаряженные. В предлагаемом же способе извлекают ионы обоих зарядов: и катионы, и анионы, что позволяет проводить процесс обессоливания воды. The applicant knows the use of pulsed current (US Pat. RF N 2083268, B 01 D 13/02, 1997). In this method, the use of pulsed current of certain parameters (resonant frequency for the extracted ions, duty cycle and current density) allows the regeneration of highly concentrated (2 mol / l or more) solutions containing heavy metal polluting ions. Moreover, only one membrane is used in the electrodialyzer — the cation exchange membrane, which separates the installation into two chambers: the anodic and the cathodic one, which allows selective extraction of ions of the same charge sign, while leaving the necessary charged ones. In the proposed method, ions of both charges are extracted: both cations and anions, which allows the process of desalination of water.

Использование импульсного тока позволяет снизить расход электроэнергии за счет того, что одинаковые значения плотности тока Jср на переменном асимметричном и импульсном токе достигаются в случае
Jср = Jmax/Q,
где Jmax - рабочая плотность тока в импульсе; Q - скважность импульсного тока.
The use of pulsed current reduces energy consumption due to the fact that the same values of current density J cf on alternating asymmetric and pulsed current are achieved in the case of
J cf = J max / Q,
where J max is the working current density in the pulse; Q - duty cycle of the pulse current.

То есть рабочая плотность тока в импульсе имеет более высокие значения по сравнению с переменным асимметричным током, что увеличивает производительность электродиализатора. Кроме того, на снижение расхода электроэнергии влияет наличие токовых пауз при использовании импульсного тока. That is, the working current density in a pulse has higher values in comparison with an asymmetric alternating current, which increases the performance of the electrodialyzer. In addition, the presence of current pauses when using a pulsed current affects the reduction of energy consumption.

Пример. Способ осуществляют следующим образом: в среднюю камеру электродиализной ячейки с катионо- и анионообменной мембранами заливают водный раствор хлорида натрия с концентрацией 0,1 моль/л. В катодную и анодную камеры заливают 0,1 н. раствор HCl. На электроды подают импульсный ток прямоугольной формы с частотой импульсов 50-104 Гц и плотностью тока 5-50 А/м2. При этом катионы Na+ перемещаются через катионообменную мембрану к катоду, а анионы Cl- - через анионообменную мембрану - в сторону анода. Тем самым происходит процесс обессоливания воды. Увеличение плотности тока более 50 А/м2 нецелесообразно в виду увеличения расхода электроэнергии на долю переходных процессов.Example. The method is as follows: in the middle chamber of the electrodialysis cell with cation and anion exchange membranes, an aqueous solution of sodium chloride with a concentration of 0.1 mol / L is poured. In the cathode and anode chambers fill 0.1 n. HCl solution. A rectangular current pulse with a pulse frequency of 50-10 4 Hz and a current density of 5-50 A / m 2 is supplied to the electrodes. Thus cations Na + moved through the cation exchange membrane to the cathode and anions Cl - - through the anion exchange membrane - the side of the anode. Thus, the process of desalination of water. An increase in current density of more than 50 A / m 2 is impractical in view of the increase in energy consumption for the share of transients.

Опытные данные по обессоливанию раствора NaCl (0,1 моль/л) на импульсном токе и на переменном асимметричном (по прототипу) приведены в таблице. The experimental data on the desalination of a NaCl solution (0.1 mol / L) on a pulsed current and on an asymmetric alternating current (according to the prototype) are given in the table.

Как видно из данных таблицы, при переходе с переменного асимметричного на импульсный ток расход электроэнергии снижается в 1,2-10 раз, а поток ионов через мембраны увеличивается более чем в 10 раз. Значение интенсивности потока ионов по прототипу (0,01 г/л•час) определено как отношение разности между концентрацией NaCl в исходном растворе (200 мг/л) и фильтрате (10 мг/л) ко времени обработки раствора (24 часа)

Figure 00000001

Таким образом, использование импульсного тока с частотой импульсов 50-103 Гц дает наибольший эффект по снижению расхода электроэнергии и производительности процесса обессоливания.As can be seen from the table, when switching from an asymmetric to a pulsed alternating current, the energy consumption decreases by 1.2-10 times, and the ion flux through the membranes increases by more than 10 times. The value of the ion flux intensity according to the prototype (0.01 g / l • h) is defined as the ratio of the difference between the concentration of NaCl in the initial solution (200 mg / l) and the filtrate (10 mg / l) to the time of processing the solution (24 hours)
Figure 00000001

Thus, the use of pulsed current with a pulse frequency of 50-10 3 Hz gives the greatest effect on reducing power consumption and the performance of the desalination process.

Источники информации
1. А.с. N 1398884, B 01 D 13/02, 1988.
Sources of information
1. A.S. N 1398884, B 01 D 13/02, 1988.

2. А.с. N 1507413, B 01 D 13/02, 1989. 2. A.S. N 1507413, B 01 D 13/02, 1989.

3. Патент 20832268, B 01 D 13/02 1997. 3. Patent 20832268, B 01 D 13/02 1997.

Claims (1)

Способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с катионо- и анионообменными мембранами, отличающийся тем, что процесс ведут на импульсном токе с частотой импульсов 50 - 103 Гц.The method of desalting water by electrodialysis in an electrodialyzer with cation and anion exchange membranes, characterized in that the process is conducted on a pulsed current with a pulse frequency of 50 - 10 3 Hz.
RU98103842/12A 1998-03-03 1998-03-03 Method of desalting of water RU2151743C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103842/12A RU2151743C1 (en) 1998-03-03 1998-03-03 Method of desalting of water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103842/12A RU2151743C1 (en) 1998-03-03 1998-03-03 Method of desalting of water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98103842A RU98103842A (en) 2000-01-27
RU2151743C1 true RU2151743C1 (en) 2000-06-27

Family

ID=20202907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98103842/12A RU2151743C1 (en) 1998-03-03 1998-03-03 Method of desalting of water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151743C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0839762B1 (en) Method and apparatus for scale prevention in producing deionized water
EP2245693B1 (en) Device and method for performing a reverse electrodialysis process
KR19980033215A (en) Fluorochemical Recovery and Recycling Methods Using Membranes
DE59509515D1 (en) SINGLE AND MULTIPLE ELECTROLYSIS CELLS AND ARRANGEMENTS THEREOF FOR THE DEIONIZATION OF AQUEOUS MEDIA
SG177777A1 (en) Super advanced sewage treatment method and device
JP5574287B2 (en) Electrodialysis machine
JP4710176B2 (en) Ultrapure water production equipment
US6280599B1 (en) Electrochemical treatment of ion exchange material
RU2151743C1 (en) Method of desalting of water
JP2704629B2 (en) Electrodialysis machine
Solt et al. Electrodialysis
US20150283511A1 (en) Method and device for desalting aqueous solutions by means of electrodialysis
JP2011121027A (en) Electric type deionized water producing apparatus
ES2243454T3 (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR SEPARATION OF DISSOLVED NITRATE.
CA2750024A1 (en) Method and apparatus for electrolytically producing alkaline water and use of the alkaline water produced
KR910004475A (en) Membrane electrolysis device and metal ion removal method using the device
JPS5850791B2 (en) Device that changes salt concentration in liquid
RU2083268C1 (en) Method of purification of chrome solution
SU1726389A1 (en) Method for desiliconizing of water
JP2004249221A (en) Desalinizing method of seawater or the like using alkali ionized water generator and apparatus therefor
KR20200048106A (en) Secondary battery for desalinated water production and desalinated apparatus including the same
JPH0663365A (en) Method and device for electrodialysis
JP2003071455A (en) Method and apparatus for treating waste liquid containing tetraalkylammonium
JP2002119974A (en) Pure water making method
JP3555348B2 (en) Method for recovering valuable resources in wastewater from washing tank in coloring process of Al member