RU2238136C1 - Способ асимметричного электродиализа - Google Patents
Способ асимметричного электродиализа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238136C1 RU2238136C1 RU2003125228/15A RU2003125228A RU2238136C1 RU 2238136 C1 RU2238136 C1 RU 2238136C1 RU 2003125228/15 A RU2003125228/15 A RU 2003125228/15A RU 2003125228 A RU2003125228 A RU 2003125228A RU 2238136 C1 RU2238136 C1 RU 2238136C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membranes
- solution
- electrodes
- field
- vector
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрохимической технологии обработки водных растворов и может быть использовано для опреснения природных соленых, солоноватых вод, глубокого обессоливания пресной воды, очистки сточных вод. Способ включает подачу раствора электролита в пространство между ионоселективными мембранами вертикально расположенного пакета мембран, наложение электростатического поля, разделение обрабатываемого раствора на обессоленный диализат и соленый концентрат, проведение процесса до конечной концентрации, реверс полярности электродов по окончании интервала времени обработки раствора в рабочем режиме и промывку мембран во время реверса. При этом электростатическое поле накладывают так, чтобы его вектор совпадал с вектором гравитационного поля, а при реверсе полярности электродов одновременно изменяют на противоположное расположение вертикального пакета мембран относительно направления гравитационного поля. Технический эффект - повышение эксплуатационных характеристик, увеличение продолжительности эксплуатации ионообменных мембран за счет снижения кальматации их глинистыми частицами.
Description
Изобретение относится к электрохимической технологии обработки водных растворов и может быть использовано для опреснения природных соленых, солоноватых вод, глубокого обессоливания пресной воды, очистки сточных вод.
Известен способ электродиализного обессоливания раствора электролита /предпатент РК №12164, кл. В 01 D 61/44, 2002/, включающий подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами, наложение электростатического поля, разделение обрабатываемого раствора на обессоленный диализат и соленый концентрат, проведение процесса до конечной концентрации.
Известен способ асимметричного электродиализа растворов электролитов, осуществленный в электродиализаторе по /предпатенту РК №11715, кл. В 01 D 61/46, В 01 D 61/44, 2002, включающий подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами вертикально расположенного пакета мембран, наложение электростатического поля, разделение обрабатываемого раствора на обессоленный диализат и соленый концентрат, проведение процесса до конечной концентрации, реверс полярности электродов по окончании интервала времени обработки раствора в рабочем режиме и промывку мембран во время реверса. При этом соотношение интервалов "промывка"/"работа" равно 1:10-1:20.
Недостатки известных способов заключаются в следующем.
Обрабатываемые технические растворы электролитов несмотря на предварительную их фильтрацию содержат существенное количество тонкодисперсных частиц, относящихся к классу глинистых, с сорбированными анионами, определяющими их общий отрицательный заряд. При движении в пространстве между ионоселективными мембранами глинистые отрицательно заряженные частицы осаждаются на анионитовых мембранах, кальматируют поверхность мембран, в результате чего постепенно снижается производительность электродиализного процесса до неприемлимых показателей. Процесс промывки, снижающий солеотложения, в том числе регенирирующим раствором, в данном случае неэффективен. Спустя какой-то период времени эксплуатации электродиализатора приходится его разбирать и проводить механическую очистку мембран от глинистых отложений, т.е. затрачивать ручной труд.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа электродиализа, который обеспечил бы повышение эксплуатационных характеристик и увеличение продолжительности эксплуатации ионообменных мембран за счет снижения кальматации их глинистыми частицами.
Требуемый технический результат достигается тем, что предлагаемый способ так же, как известный способ асимметричного электродиализа, включает подачу раствора электролита в пространство между ионоселективными мембранами вертикально расположенного пакета мембран, наложение электростатического поля, разделение обрабатываемого раствора на обессоленный диализат и соленый концентрат, проведение процесса до конечной концентрации, реверс полярности электродов по окончании интервала времени обработки раствора в рабочем режиме и промывку электродов и мембран во время реверса.
Однако в отличие от известного способа в предлагаемом способе электростатическое поле накладывают так, чтобы его вектор совпадал с вектором гравитационного поля, а при реверсе полярности электродов одновременно изменяют на противоположное расположение вертикального пакета мембран относительно направления гравитационного поля.
В процессе электродиализа при наложении постоянного электрического поля катод является донором электронов, а анод акцептором, образующиеся катионы и анионы мигрируют в противоположных направлениях в пространстве между мембранами, образуя обессоленный диализат и соленый концентрат. Обессоливание проводится в рабочем режиме при высоких плотностях тока. После некоторого промежутка времени (например, через 22 часов) эксплуатационные характеристики электродиализатора ухудшаются за счет солеотложения на мембранах и в приэлектродных камерах. В электродиализных аппаратах производят самоочистку от солеотложений за счет реверса полярности, а спустя более продолжительный период, например несколько месяцев, осуществляют промывку мембран регенерирующим раствором. Однако отложения глинистых частиц избежать невозможно и, спустя несколько месяцев эксплуатации, электродиализатор разбирают и проводят механическую очистку мембран. В предлагаемом способе вектор накладываемого электростатического поля устанавливают так, чтобы он совпадал с вектором гравитационного поля, которое противодействует движению к анионитовой мембране отрицательно заряженных глинистых частиц, обладающих большей плотностью, нежели плотность раствора, что снижает, а иногда и полностью предотвращает их осаждение. Чтобы избежать осаждения глинистых частиц в периоды реверса полярности электродов, одновременно в пространстве ионитовых мембран изменяют и направление гравитационного поля, изменяя расположение вертикального пакета мембран на противоположное.
По предложенному способу два серийных электродиализных аппарата типа ЭДИС-Б-50-А, выполненных по предпатенту РК №11715, эксплуатировали одновременно параллельно для обессоливания алматинской артезианской воды бикарбонатной жесткости с общим солесодержанием 130 мг/л и содержанием глинистых частиц 7 мг/л. Конечная концентрация солей в опресненной воде в обоих аппаратах составляла 23-38 мг/л.
Электродиализные аппараты функционировали в режиме "работа" в течение 22 часов. После чего производили реверс и в течение промежутка времени 0,5 часа проводили очистку промывкой анода и мембран. В конкретном отрезке времени в режиме "промывка" из-за смены полярности анод временно становился катодом. Затем полярность вновь изменяли и аппараты продолжали работать в режиме "работа". Для осуществления предлагаемого способа один электродиализный аппарат по предпатенту РК №11715 оборудовали опрокидывателем и в режиме "реверс" одновременно с изменением полярности электродов изменяли и вертикальную ориентацию аппарата на противоположную.
Из-за постепенного увеличения конечной концентрации в обессоливаемой воде после превышения ее 40 мг/л потребовалась разборка электродиализного аппарата по предпатенту РК №11715 и механическая очитка мембран от глинистых осаждения после шести месяцев непрерывной эксплуатации. Аналогичная процедура для аппарата, осуществляющего предложенный способ, т.е. оборудованного опрокидывателем, потребовалась лишь спустя 1,5 года.
Основное преимущество предложенного способа заключается в возможности проведения процесса промывки электродов, причем процесс промывки проводится в режиме, отличном от рабочего режима. Подобный режим работы аппарата позволяет проводить обессоливание без снижения эффективности процесса опреснения в течение существенно большего интервала времени.
Предложенный способ может быть реализован в установках для обессоливания различных по концентрации растворов и обеспечивает возможность его многократного воспроизведения.
Claims (1)
- Способ асимметричного электродиализа, включающий подачу раствора электролита в пространство между ионоселективными мембранами вертикально расположенного пакета мембран, наложение электростатического поля, разделение обрабатываемого раствора на обессоленный диализат и соленый концентрат, проведение процесса до конечной концентрации, реверс полярности электродов по окончании интервала времени обработки раствора в рабочем режиме и промывку мембран во время реверса, отличающийся тем, что электростатическое поле накладывают так, чтобы его вектор совпадал с вектором гравитационного поля, а при реверсе полярности электродов одновременно изменяют на противоположное расположение вертикального пакета мембран относительно направления гравитационного поля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125228/15A RU2238136C1 (ru) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | Способ асимметричного электродиализа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125228/15A RU2238136C1 (ru) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | Способ асимметричного электродиализа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2238136C1 true RU2238136C1 (ru) | 2004-10-20 |
RU2003125228A RU2003125228A (ru) | 2005-02-10 |
Family
ID=33538258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003125228/15A RU2238136C1 (ru) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | Способ асимметричного электродиализа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2238136C1 (ru) |
-
2003
- 2003-08-18 RU RU2003125228/15A patent/RU2238136C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003125228A (ru) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hansima et al. | Fouling of ion exchange membranes used in the electrodialysis reversal advanced water treatment: A review | |
JP4230223B2 (ja) | イオン種を液体から単離するための方法及び装置 | |
CN105642121B (zh) | 电脱盐系统和方法 | |
JP4805455B2 (ja) | 電気脱イオンユニットにおけるスケール発生を防ぐ方法および装置 | |
Oztekın et al. | Wastewater treatment by electrodialysis system and fouling problems | |
US20160023925A1 (en) | Polarized electrodialysis | |
CN1902134A (zh) | 水处理系统和方法 | |
WO2013071304A1 (en) | Electrochemical ion exchange water treatment | |
JP2008518758A (ja) | ろ過モジュールを有する濃縮リサイクルループ | |
JPH0745033B2 (ja) | 水処理分野における流水からニトレートを除去するための方法及び装置 | |
CN104926004A (zh) | 基于直流电场作用下电容式海水淡化设备和方法 | |
KR20140049029A (ko) | 재충전가능 전기화학 셀 | |
EP2429678A1 (en) | Brine treatment scaling control system and method | |
KR20140099245A (ko) | 담수화 시스템 및 방법 | |
WO2009051612A1 (en) | Electroregeneration apparatus and water treatment method | |
WO2010143950A1 (en) | Method for preventing fouling in a reverse electrodialyses stack | |
WO2014120871A1 (en) | Electrochemical cells for supply of acid water | |
CN205662395U (zh) | 一种循环水处理装置 | |
RU2238136C1 (ru) | Способ асимметричного электродиализа | |
CN105692731A (zh) | 一种采用导电性过滤材料处理废水和再生的方法 | |
CN114873816A (zh) | 一种磷酸盐废水零排放处理系统 | |
CN210974236U (zh) | 水处理系统 | |
JP4849886B2 (ja) | シリカの除去方法 | |
JP3271744B2 (ja) | 電気透析装置による脱塩方法 | |
EP3826755A1 (en) | Electrochemical process with passive regeneration foulant removal sequence |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111206 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180819 |