RU64937U1

RU64937U1 - ELECTRODIALYSIS TYPE DESALER

Info

Publication number: RU64937U1
Application number: RU2007116023/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Первеев; Георгий Фридрихович Кениг; Михаил Анатольевич Жаров
Original assignee: Общество с ограниченой ответственностью "Фирма "АКВАРОС"
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2007-07-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области опреснения морской и природной минеральной воды методом электродиализа, в частности к конструкциям электродиализаторов, и может быть использована в быту, промышленности, медицине и других отраслях, в которых требуется использование дистиллята, питьевой и технической воды. Задачей, решаемой при использовании предложенной полезной модели, является создание конструкции опреснителя морской воды, обеспечивающее удобство в эксплуатации и широкое применение прибора. Техническим результатом при этом является повышение очистительной способности прибора, который достигается тем, что опреснитель электродиализного типа, содержит емкость, в которой размещен пакет попарно соединенных между собой по периметру ионоселективных мембран, крайние из которых образуют электродные камеры, в которых расположены подключенные к блоку питания электроды, а промежуточные, выполненные из чередующихся анионоселективных и катионоселективных мембран, образуют камеры концентрирования, причем все камеры вверху снабжены отверстиями. В частных случаях выполнения электродные камеры могут быть образованы как одноименными так и разноименными ионоселективными мембранами. Также в частных случаях выполнения ионоселективные мембраны могут быть закреплены на каркасе, который вместе с электродами может быть закреплен на крышке емкости. Опреснитель снабжен устройством для контроля качества очистки. При этом обеспечивается простота и удобство эксплуатации опреснителя, так как реализуется конструкция наливного типа, в которой процесс опреснения методом электродиализа проводится в стационарном режиме подачи воды, и после каждого цикла очистки воды камеры концентрирования вынимаются, а опресненная вода остается в емкости.The proposed utility model relates to the field of desalination of sea and natural mineral water by the method of electrodialysis, in particular to the designs of electrodialyzers, and can be used in everyday life, industry, medicine and other industries that require the use of distillate, drinking and industrial water. The problem to be solved using the proposed utility model is to create a desalination plant for sea water, which provides ease of use and widespread use of the device. The technical result is to increase the cleaning ability of the device, which is achieved by the fact that the desalination device of the electrodialysis type contains a container in which a packet of ion-selective membranes is arranged in pairs, interconnected along the perimeter, the extreme ones of which form electrode chambers in which the electrodes connected to the power supply are located and intermediate ones made of alternating anion-selective and cation-selective membranes form concentration chambers, with all the chambers above equipped holes. In particular cases of execution, the electrode chambers can be formed by both homonymous and oppositely ion-selective membranes. Also, in special cases, the implementation of ion-selective membranes can be fixed on the frame, which together with the electrodes can be fixed on the lid of the tank. The desalination plant is equipped with a device for monitoring the quality of treatment. This provides simplicity and ease of operation of the desalination plant, since a bulk type design is implemented, in which the desalination process is carried out by the electrodialysis method in a stationary mode of water supply, and after each water treatment cycle, the concentration chambers are removed and the desalinated water remains in the tank.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области опреснения морской и природной минеральной воды методом электродиализа, в частности к конструкциям электродиализаторов, и может быть использована в быту, промышленности, медицине и других отраслях, в которых требуется использование дистиллята, питьевой и технической воды.The proposed utility model relates to the field of desalination of sea and natural mineral water by the method of electrodialysis, in particular to the designs of electrodialyzers, and can be used in everyday life, industry, medicine and other industries that require the use of distillate, drinking and industrial water.

Известны опреснители морской воды, использующие методы выпаривания (см. пат. РФ №2234355, МПК B01D 3/06, опубл. 20.08.2004 г.), обратноосмотические системы (см. пат. РФ №2088317, МПК B01D 61/44, опубл. 27.08.1997 г.). Существующие установки громоздки, дорогостоящи и энергоемки, требуют значительных эксплуатационных затрат.Known desalination of sea water using evaporation methods (see US Pat. RF No. 2234355, IPC B01D 3/06, publ. 08/20/2004), reverse osmosis systems (see US Pat. RF No. 2088317, IPC B01D 61/44, publ August 27, 1997). Existing installations are bulky, costly and energy intensive, requiring significant operating costs.

Известен наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому электродиализатор, содержащий емкость, в которой расположены подключенные к блоку питания электроды, размещенные в съемных камерах концентрирования из ионоселективных мембран, снабженных клапаном (см. пат. №41423 РФ на полезную модель, МПК 7 В01D 61/46, опубл. 27.10.2004 г.). Такое устройство удобно в эксплуатации, однако оно не обеспечивает очистку воды с высоким содержанием солей, например опреснения морской воды.Known closest in technical essence to the proposed electrodialyzer containing a container in which are located the electrodes connected to the power supply unit, located in removable concentration chambers from ion-selective membranes equipped with a valve (see US Pat. No. 41423 of the Russian Federation for utility model, IPC 7 B01D 61 / 46, published on October 27, 2004). Such a device is convenient in operation, but it does not provide the purification of water with a high salt content, such as desalination of sea water.

Задачей, решаемой при использовании предложенной полезной модели, является создание конструкции опреснителя морской воды, обеспечивающее удобство в эксплуатации и широкое применение прибора.The problem to be solved when using the proposed utility model is the creation of a desalination plant for sea water, which provides ease of use and widespread use of the device.

Техническим результатом при этом является повышение очистительной способности прибора.The technical result is to increase the cleaning ability of the device.

Технический результат достигается тем, что опреснитель электродиализного типа, содержит емкость, в которой размещен пакет попарно соединенных между собой по периметру ионоселективных мембран, крайние из которых образуют электродные камеры, в которых расположены подключенные к блоку питания электроды, а промежуточные, выполненные из чередующихся анионоселективных и катионоселективных мембран, образуют камеры концентрирования, причем все камеры вверху снабжены отверстиями. В частных случаях выполнения электродные камеры могут быть образованы как одноименными так и разноименными ионоселективными The technical result is achieved by the fact that the desalination device of the electrodialysis type contains a container in which a packet of ion-selective membranes is paired, interconnected along the perimeter, the last of which form electrode chambers, in which the electrodes connected to the power supply are located, and the intermediate ones, made of alternating anion-selective and cation-selective membranes, form a concentration chamber, with all the chambers at the top provided with holes. In special cases of execution, the electrode chambers can be formed by both homonymous and oppositely ion-selective

мембранами. Также в частных случаях выполнения ионоселективные мембраны могут быть закреплены на каркасе, который вместе с электродами может быть закреплен на крышке емкости. Опреснитель снабжен устройством для контроля качества очистки.membranes. Also, in special cases, the implementation of ion-selective membranes can be fixed on the frame, which together with the electrodes can be fixed on the lid of the tank. The desalination plant is equipped with a device for monitoring the quality of treatment.

Новым в предложенном устройстве является наличие в емкости пакета образующих камеры с отверстием вверху попарно соединенных между собой по периметру ионоселективных мембран, причем в крайних камерах этого пакета расположены электроды. При этом электродные камеры могут быть образованы как одноименными, так и разноименными мембранами. В случае, если электродные камеры образованы разноименными мембранами или одноименными мембранами, пропускающими ионы к электроду, электродные камеры участвуют в процессе опреснения как камеры концентрирования, в случае, если электродные камеры образованы одноименными мембранами, не пропускающими ионы к электроду - в электродных камерах остается исходная вода, однако при этом увеличивается срок службы электродов и, следовательно, прибора в целом.New in the proposed device is the presence in the capacity of the package forming a chamber with an opening at the top pairwise connected to each other along the perimeter of ion-selective membranes, and in the extreme chambers of this package are the electrodes. In this case, the electrode chambers can be formed by like or similar membranes. If the electrode chambers are formed by dissimilar membranes or membranes of the same name that pass ions to the electrode, the electrode chambers participate in the desalination process as concentration chambers, if the electrode chambers are formed by the same membranes that do not pass ions to the electrode, the source water remains in the electrode chambers , however, this increases the service life of the electrodes and, therefore, the device as a whole.

Наличие пакета ионоселективных мембран, обеспечивающих достаточное количество камер концентрирования, в зазорах между которыми находится очищаемая вода, приводит к эффективному проведению процесса электродиализа и повышению очистительной способности прибора.The presence of a package of ion-selective membranes, providing a sufficient number of concentration chambers, in the gaps between which there is purified water, leads to an efficient electrodialysis process and an increase in the cleaning ability of the device.

При этом обеспечивается простота и удобство эксплуатации опреснителя, так как реализуется конструкция наливного типа, в которой процесс опреснения методом электродиализа проводится в стационарном режиме подачи воды, и после каждого цикла очистки воды камеры концентрирования вынимаются, а опресненная вода остается в емкости.This provides simplicity and ease of operation of the desalination plant, since a bulk type design is implemented, in which the desalination process is carried out by the electrodialysis method in a stationary mode of water supply, and after each water treatment cycle, the concentration chambers are removed and the desalinated water remains in the tank.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предложенного устройства.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of the proposed device.

Опреснитель электродиализного типа содержит емкость для очищаемой воды 1, в которой размещены ионоселективных мембраны 2, попарно соединенные между собой по периметру и образующие камеры с отверстиями 3 вверху. В крайних камерах 4 размещены электроды 5, между которыми расположены камеры концентрирования 6, образованные чередующимися анионоселективными и катионоселективными мембранами. Пакет ионоселективных мембран 2 закреплен на каркасе 7, который может быть установлен вместе с электродами 5 на крышке 8. Каркас 7 обеспечивает удобство работы с прибором и позволяет разместить все отверстия 3 в камерах 4 и 6 на одном уровне. Электроды 5 подключены к блоку питания 9, на котором целесообразно устанавливать устройство для контроля качества очистки, которое может быть The desalination device of the electrodialysis type contains a container for purified water 1, in which ion-selective membranes 2 are placed, pairwise interconnected along the perimeter and forming chambers with holes 3 at the top. In the extreme chambers 4, electrodes 5 are placed, between which there are concentration chambers 6, formed by alternating anion-selective and cation-selective membranes. The package of ion-selective membranes 2 is mounted on the frame 7, which can be installed together with the electrodes 5 on the cover 8. The frame 7 provides the convenience of working with the device and allows you to place all the holes 3 in the chambers 4 and 6 on the same level. The electrodes 5 are connected to a power supply 9, on which it is advisable to install a device for monitoring the quality of cleaning, which can be

выполнено в виде потенциометра со шкалой и лампового индикатора, или представлять собой регулятор глубины очистки.made in the form of a potentiometer with a scale and a lamp indicator, or be a regulator of the depth of cleaning.

Опреснитель электродиализного типа работает следующим образом. В емкость 1 заливается морская или природная минеральная вода таким образом, чтобы она заполнила все камеры концентрирования 6 и электродные камеры 4, а имеющиеся в них отверстия 3 не были покрыты водой. После заполнения емкости электроды 5 через блок питания 9 подключаются к источнику питания и проводится процесс электродиализа, обеспечивающий обессоливание (деминерализацию) воды, до нужного показания на устройстве контроля, после чего электроды отключаются от источника тока. При этом в самой емкости происходит деминерализация воды, а в камерах концентрирования накапливается концентрат, причем из-за большого количества камер концентрирования достигается повышенная глубина очистки, обеспечивающая опреснение морской воды. Затем из емкости вынимаются электроды и каркас с мембранами, и в емкости остается очищенная до заданного значения концентрации солей вода. Из вынутых из емкости камер концентрации сливается концентрат.Desalination electrodialysis type works as follows. Sea or natural mineral water is poured into the container 1 in such a way that it fills all the concentration chambers 6 and the electrode chambers 4, and the openings 3 contained in them are not covered with water. After filling the capacitance, the electrodes 5 through the power supply 9 are connected to a power source and an electrodialysis process is carried out, which provides desalination (demineralization) of water to the desired value on the control device, after which the electrodes are disconnected from the current source. At the same time, demineralization of water occurs in the tank itself, and concentrate accumulates in the concentration chambers, and due to the large number of concentration chambers, an increased cleaning depth is achieved, which ensures desalination of sea water. Then, electrodes and a frame with membranes are removed from the tank, and the water purified to a predetermined salt concentration remains in the tank. Concentrate is drained from the concentration chambers removed from the container.

Электропитание на аппарат поступает с выносного блока питания, включенного в электрическую сеть. На блоке питания расположен индикатор качества очищенной воды. Устройство снабжено электронной защитой, отключающей источник электропитания при поднятии крышки емкости.Power to the device comes from a remote power supply included in the electrical network. On the power supply is an indicator of the quality of purified water. The device is equipped with electronic protection that disconnects the power source when lifting the lid of the tank.

Предложенная конструкция разработана для широкого применения. Емкость представляет собой контейнер, например, на объем 5 литров со съемной крышкой, изготовленный из пригодной для пищевых продуктов пластмассы. При сборке прибора изготовление камер целесообразно проводить сваркой мембран по периметру не полностью, а оставляя промежуток, образующий отверстие 3 для залива исходной воды, слива концентрата и отвода газа, например, при прямоугольной форме мембран, можно не заваривать верхнюю кромку. В зависимости от концентрации солей в исходной воде в устройстве может быть 3 и более камер концентрирования, при этом за один цикл очистки, продолжающийся 20-25 минут, можно получить 3-3,5 литра питьевой воды.The proposed design is designed for widespread use. The capacity is a container, for example, for a volume of 5 liters with a removable lid, made of food-grade plastic. When assembling the device, it is advisable to manufacture the chambers by welding the membranes around the perimeter not completely, but leaving the gap 3 forming a hole 3 for filling the source water, draining the concentrate and venting gas, for example, with the rectangular shape of the membranes, it is possible not to weld the upper edge. Depending on the concentration of salts in the source water, the device may have 3 or more concentration chambers, while for one cleaning cycle lasting 20-25 minutes, you can get 3-3.5 liters of drinking water.

Claims

1. A desalination device of an electrodialysis type, containing a container in which a packet of ion-selective membranes is paired, interconnected along the perimeter, the outermost of which form chambers, in which the electrodes are connected to the power supply unit, and the intermediate ones made of alternating anion-selective and cation-selective membranes form chambers concentration, with all the chambers at the top provided with holes.

2. Desalination device of the electrodialysis type according to claim 1, characterized in that the electrode chambers are formed by the same ion-selective membranes.

3. The desalination device of the electrodialysis type according to claim 1, characterized in that the electrode chambers are formed by opposite ion-selective membranes.

4. Desalination device of the electrodialysis type according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the ion-selective membranes are fixed to the frame.

5. Desalination device of the electrodialysis type according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that it is provided with a lid on which electrodes and a frame with ion-selective membranes are fixed.

6. The desalination device of the electrodialysis type according to claim 4, characterized in that it is provided with a lid on which electrodes and a frame with ion-selective membranes are fixed.

7. The desalination device of the electrodialysis type according to any one of claims 1 to 3, or 6, characterized in that it is equipped with a device for monitoring the quality of cleaning.

8. The desalination device of the electrodialysis type according to claim 4, characterized in that it is equipped with a device for monitoring the quality of cleaning.

9. The desalination device of the electrodialysis type according to claim 5, characterized in that it is equipped with a device for monitoring the quality of cleaning.