SU1726389A1 - Method for desiliconizing of water - Google Patents

Method for desiliconizing of water Download PDF

Info

Publication number
SU1726389A1
SU1726389A1 SU904823472A SU4823472A SU1726389A1 SU 1726389 A1 SU1726389 A1 SU 1726389A1 SU 904823472 A SU904823472 A SU 904823472A SU 4823472 A SU4823472 A SU 4823472A SU 1726389 A1 SU1726389 A1 SU 1726389A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
water
membranes
current density
degree
alkaline
Prior art date
Application number
SU904823472A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Заболоцкий
Алексей Алексеевич Шудренко
Владимир Михайлович Лаптев
Юрий Георгиевич Тризин
Галина Михайловна Шеретова
Original Assignee
Кубанский государственный университет
Специализированное Конструкторско-Технологическое Бюро "Прогресс"
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 Кубанский государственный университет, Специализированное Конструкторско-Технологическое Бюро "Прогресс" filed Critical Кубанский государственный университет
Priority to SU904823472A priority Critical patent/SU1726389A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1726389A1 publication Critical patent/SU1726389A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к прикладной электрохимии, в частности к электромембранной технологии, и может быть использовано дл  получени  деионизованной воды из природных вод и производственных растворов с высоким исходным содержанием соединений кремни . Целью изобретени   вл етс  увеличение степени очистки воды от соединений кремни  и исключение потреблени  химреагентов. Способ обескрем- нивани  воды путем электродиализа провод т в электродиализаторе с чередующимис  бипол рными и анионообменными мембранами, образующими щелочные и кислотные камеры, при плотности тока 0,05- 0,5 А/дм2, причем обрабатываемую воду подают в щелочные камеры. 2 табл., 1 ил.The invention relates to applied electrochemistry, in particular, to electro-membrane technology, and can be used to obtain deionized water from natural waters and industrial solutions with a high initial content of silicon compounds. The aim of the invention is to increase the degree of purification of water from silicon compounds and eliminate the consumption of chemical reagents. The process of water desaccination by electrodialysis is carried out in an electrodialyzer with alternating bipolar and anion-exchange membranes forming alkaline and acid chambers at a current density of 0.05-0.5 A / dm2, and the water being treated is fed into alkaline chambers. 2 tab., 1 Il.

Description

ЧH

ЁYo

Изобретение относитс  к прикладной электрохимии, в частности к электромембранной технологии, и.может быть использовано дл  получени  деионизованной воды из природных вод и производственных растворов с высоким исходным содержанием соединений кремни .The invention relates to applied electrochemistry, in particular to electro-membrane technology, and can be used to obtain deionized water from natural waters and industrial solutions with a high initial content of silicon compounds.

Наиболее близким к за вленному по технической сущности  вл етс  электррди- ализный способ удалени  силикатов, в.котором обескремнивание осуществл ют в электродиализном аппарате с чередующимис  анионообменными и катионообменньг-. ми мембранами. Дл  перевода силикатов в анионную форму обрабатываемую воду предварительно подщелачивают до значений рН 9,5-11,5 любыми растворимыми гид- роксйдами, либо содой.The closest to the claimed technical essence is the electrodialysis method of removing silicates, in which the desiliconization is carried out in an electrodialysis apparatus with alternating anion-exchange and cation-exchange-. mi membranes. To convert the silicates into anionic form, the treated water is pre-alkalized to pH values of 9.5-11.5 with either soluble hydroxide or soda.

Недостаток способа заключаетс  в использовании реагентов дл  поддержани  необходимого значени  рН воды. Кроме того , способ не позвол ет достичь высокой степени очистки воды от соединений кремни .The disadvantage of the method is the use of reagents to maintain the required pH of the water. In addition, the method does not allow achieving a high degree of water purification from silicon compounds.

Целью изобретени   вл етс  увеличение степени очистки воды от соединений кремни  и исключение потреблени  химреагентов .The aim of the invention is to increase the degree of purification of water from silicon compounds and eliminate the consumption of chemical reagents.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе обескремнивани  воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимис  ионообменными мембранами, одни из которых - анионообменные, в качестве других мембран используютс  бипол рные мембраны, обращенные анионообменной стороной к аноду с образованием кислотных и щелочных камер, исходную воду подают вThis goal is achieved by the fact that in the process of desilicating water by electrodialysis in an electrodialyzer with alternating ion-exchange membranes, some of which are anion-exchange, bipolar membranes facing the anode with the formation of acid and alkaline chambers are used as other membranes

VJVj

ю оyoo o

СА 00 ЮSA 00 Yu

щелочные камеры и процесс ведут при плотности тока 0,05-0,5 А/дм2.alkaline chambers and the process is carried out at a current density of 0.05-0.5 A / dm2.

На чертеже представлена схема электродиализатора , используемого дл  удалени  силикатов, состо щего из чередующихс  анионообменных 1 и бипол рных 2 мембран, образующих щелочные 3, кислотные 4, электродные 5, 6 камеры. Катод 7 выполнен из нержавеющей стали Х18Н10Т, в качестве анода 8 используют оксидный рутениево-титановый электрод. Бипол рные мембраны 2 анионитовой стороной обращены к катоду 7.The drawing shows an electrodialysis circuit used to remove silicates consisting of alternating anion-exchange 1 and bipolar 2 membranes forming alkaline 3, acid 4, electrode 5, 6 chambers. The cathode 7 is made of stainless steel X18H10T, as the anode 8 using an oxide ruthenium-titanium electrode. The bipolar membranes 2 face the cathode 7 with an anionic side.

Очищенную воду подают в щелочные камеры 3 электродиализатора. Под действием внешнего посто нного электрического пол  в бипол рной мембране 2 на границе раздела анионитовой и катионитовой сторон происходит диссоциаци  молекул воды. Ионы гидроксила перенос тс  в щелочную камеру 3 и смещают рН обрабатываемой воды до значений 9,5-11,0, при этом силикаты переход т в анионную форму Н250з, ЗЮз и под действием электрического пол  вместе с гидроксил-ионами мигрируют через анионообменную мембрану 1 в кислотную камеру 4. Протоны водорода перенос тс  из бипол рной мембраны 2 в кислотную камеру 4, нейтрализуют по вившиес  здесь гидроксил-ионы, а их избыток преп тствует нежелательному процессу осадкообразовани  кремниевой кислоты в этих камерах.The purified water is fed into the alkaline chambers 3 electrodialyzer. Under the action of an external constant electric field in the bipolar membrane 2 at the interface between the anion exchangers and cation exchangers, water molecules dissociate. Hydroxyl ions are transferred to the alkaline chamber 3 and the pH of the treated water is shifted to values between 9.5 and 11.0, while the silicates are converted to the anionic form H2503, U3S, and under the action of an electric field with hydroxyl ions migrate through the anion-exchange membrane 1 acid chamber 4. Hydrogen protons are transferred from bipolar membrane 2 to acid chamber 4, neutralize the hydroxyl ions that are present here, and their excess prevents the undesirable process of precipitation of silicic acid in these chambers.

Пример. Дл  обескремнивани  воды были собраны два геометрически одинаковых электродиализатора. В аппарате по предлагаемому способу использовали ани- Янробменные мембраны МА-41И1 и бипол р- ные мембраны МБ-3 2. В аппарате, собранном по прототипу, вместо бипол рных мембран использовали катионообмен- ную мембрану МК-40. Исходный раствор, содержащий 15 мг/л силиката натри , подавали в пр моточном режиме в щелочные 3 (дл  прототипа в обессоливающие) камеры аппаратов с одинаковой объемной скоростью 0,6 л/ч. Раствор, подаваемый в аппарат по прототипу, предварительно подщелачивали до рН 10,5. Кислотные 4 (в прототипе концентрирующие) и электродные камеры 5, 6 исследуемых аппаратов промывали дистиллированной водой с той же объемной скоростью. Процессы электродиализной очистки проводили в гальваностатическом режиме. При каждом фиксированном токе достигалось Стационарное состо ние, при котором рН и концентраци  силикат-ионов, измеренные с 30- минутным интервалом, отличались не более чем на 3%.Example. For the desilification of water, two geometrically identical electrodialyzers were collected. In the apparatus according to the proposed method, the anionic membranes MA-41I1 and bipolar membranes MB-3 2 were used. In the apparatus assembled by the prototype, the cation-exchange membrane MK-40 was used instead of the bipolar membranes. The initial solution containing 15 mg / l of sodium silicate was supplied in a continuous flow mode to alkaline 3 (for the prototype to desalting) chambers of the apparatus with the same volumetric rate of 0.6 l / h. The solution supplied to the apparatus of the prototype, pre-alkalinized to a pH of 10.5. Acidic 4 (concentrating in the prototype) and electrode chambers 5, 6 of the devices under study were washed with distilled water at the same volumetric rate. The processes of electrodialysis purification were carried out in galvanostatic mode. At each fixed current, a steady state was achieved, in which the pH and concentration of silicate ions, measured at a 30-minute interval, differed by no more than 3%.

Результаты испытаний приведены вThe test results are given in

табл.1.Table 1.

Как видно из табл. 1, при одинаковой плотности тока в предлагаемом способе с бипол рными мембранами удаетс  за проход вдвое снизить концентрацию силикатов , в то врем  как в известном способе уменьшение концентрации силикатов не превышает 15%. При этом энергозатраты в предлагаемом способе в несколько разAs can be seen from the table. 1, with the same current density in the proposed method with bipolar membranes, it is possible to reduce the silicate concentration by half per pass, while in the known method the decrease in the silicate concentration does not exceed 15%. In this case, the energy consumption in the proposed method is several times

меньше, чем в известном. Таким образом, применение электродиализатора с бипол рными мембранами позвол ет эффективно обескремнивать воду без применени  химреактивов.less than in the famous. Thus, the use of an electrodialyzer with bipolar membranes makes it possible to effectively descumber water without the use of chemical reagents.

В табл. 2 приведены результаты испытаний предлагаемого электродиализатора с целью определени  оптимальной плотности тока.In tab. 2 shows the test results of the proposed electrodialyzer to determine the optimal current density.

Как видно из табл. 2, при плотности тока меньше 0,05 А/дм2 степень очистки воды отAs can be seen from the table. 2, when the current density is less than 0.05 A / dm2, the degree of water purification from

силикатов мала, при плотности тока больше 0,5 А/дм значительно увеличиваютс  удельные энергозатраты. Поэтому дл  проведени  процесса обескремнивани  выбран оптимальный интервал плотности токаsilicates are small; at current densities above 0.5 A / dm, the specific energy consumption increases significantly. Therefore, for carrying out the process of desiliconization, the optimal range of current density is chosen.

от 0,05 А/дм2 до 0,5 А/дм2, позвол ющий снизить концентрацию силиката натри  в 2-5 раз при небольших энегозатратах. Таким образом, представленные в табл. 1 и 2 опытные данные свидетельствуют о достижении поставленной задачи за счет проведени  процесса обескремнивани  в электродиализаторе с чередующимис  бипол рными и анионообменными мембранами при плотности тока 0,05-0,5 А/дм2.from 0.05 A / dm2 to 0.5 A / dm2, which makes it possible to reduce the concentration of sodium silicate by a factor of 2–5 with low energy consumption. Thus, presented in table. 1 and 2, experimental data indicate that the task has been achieved by carrying out the process of desilication in an electrodialyzer with alternating bipolar and anion-exchange membranes at a current density of 0.05-0.5 A / dm2.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и   Способ обескремнивани  воды злектро- диализом в электродиализаторе с чередующимис  ионообменными мембранами, одниPh o r u m a l i z o b r e i n A method of water desiliconization by electrodialysis in an electrodialyzer with alternating ion exchange membranes, some

из которых анионообменные, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  степени обескремнивани  и исключени  потребл - ни  химреагентов, в качестве других мембран используютс  бипол рные мембраны,of which are anion-exchange, characterized in that, in order to increase the degree of desintering and eliminate the consumption of chemical reagents, bipolar membranes are used as other membranes,

обращенные анионообменной стороной к аноду с образованием кислотных и щелочных камер в электродиализаторё, с подачей исходной воды в щелочные камеры и процесс ведут при плотности тока 0,05-0,5facing the anode with the anion-exchange side with the formation of acid and alkaline chambers in the electrodialyzer, with the supply of source water into the alkaline chambers and the process is carried out at a current density of 0.05-0.5

А/дм2.A / dm2

Сравнительна  характеристика известного и предлагаемого способов обескремнивани  воды с начальной концентрацией силиката натри  15мг/лComparative characteristics of the known and proposed methods of desilicating water with an initial concentration of sodium silicate 15 mg / l

Зависимость степени очистки и энергозатрат от - плотности тока в предлагаемом способеThe dependence of the degree of purification and energy consumption from current density in the proposed method

Таблица 1Table 1

Таблица 2table 2

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ обескремнивания воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимися ионообменными мембранами, одни из которых анионообменные, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени обескремнивания и исключения потребления химреагентов, в качестве других мембран используются биполярные мембраны, обращенные анионообменной стороной к аноду с образованием кислотных и щелочных камер в электродиализатора, с подачей исходной воды в щелочные камеры и процесс ведут при плотности тока 0,05-0,5 А/дм2.A method of desalting water by electrodialysis in an electrodialyzer with alternating ion-exchange membranes, one of which is anion-exchange, characterized in that, in order to increase the degree of desiliconization and eliminate the consumption of chemicals, bipolar membranes are used as other membranes, facing the anode with the formation of acid and alkaline chambers in the electrodialyzer, with the supply of source water to the alkaline chambers and the process is conducted at a current density of 0.05-0.5 A / dm 2 . бb Таблица 1Table 1 Сравнительная характеристика известного и предлагаемого способов обескремнивания воды с начальной концентрацией силиката натрия 15 мг/лComparative characteristics of the known and proposed methods of desiliconization of water with an initial concentration of sodium silicate 15 mg / l Аппарат Apparatus Плотность тока, А/дм2 Current density, A / dm 2 Щелочная камера Alkaline chamber Кислотная камера Acid chamber Удельные энергозатраты Вт· ч/л· дм2 Specific energy consumption W · h / l · dm 2 pH pH Степень о ч и с т Свых/Сисх, мг/л Degree about h and with t Svyh / Syskh, mg / l pH pH С биполярны- With bipolar 0,04 0.04 10,0 10.0 0,57 0.57 4,7 4.7 0,84 0.84 ми мембранами my membranes 0,06 0.06 10,2 10,2 0,48 0.48 4,8 4.8 1,40 1.40 (предлагаем- (offer- 0,08 0.08 10,2 10,2 0,43 0.43 3,4 3.4 2,92 2.92 ый способ) th way) Камера обес- The camera Камера кон- Camera con С монополяр-' With monopolar- ' соливания salting центрирова- centering ними мембра- them membrane НИЯ NII нами (извест- by us (known ный способ) ny way) 0,04 0.04 6,4 6.4 0,80 0.80 6,5 6.5 7,32 7.32 0,06 0.06 6,3 6.3 0,80 0.80 7,3 7.3 10,80 10.80 0,08 0.08 6,6 6.6 0,74 0.74 6.0 . 6.0. 19,24 19.24
Таблица 2table 2 Зависимость степени очистки и энергозатрат от - плотности тока в предлагаемом способеThe dependence of the degree of purification and energy consumption on the current density in the proposed method Плотность тока А/дм Current density A / dm Степень очистки, мг/л The degree of purification, mg / l Удельные энергозатраты, Вт *ч/л *дм2 Specific energy consumption, W * h / l * dm 2 0,004 0.004 0,87 0.87 0,05 0.05 0,02 0.02 0,73 0.73 0,18 0.18 0,03 0,03 0,69 0.69 1,10 1.10 0,05 0.05 0,63 0.63 1,50 1,50 0,06 0.06 0,48 0.48 2,12 2.12 0,08 0.08 0,43 0.43 3,48 3.48 0,15 0.15 0,36 0.36 19,50 19.50 0,2 0.2 0,33 0.33 36,40 36.40 0,3 0.3 0,31 0.31 70,50 70.50 0,4 0.4 0,27 0.27 110,10 110,10 0,5 0.5 0,25 0.25 158.30 158.30 0.6 0.6 0,23 0.23 257,80 257.80 0,7 0.7 0,23 0.23 550,30 550.30
оили^йеназ.oily ^ yenase.
SU904823472A 1990-04-06 1990-04-06 Method for desiliconizing of water SU1726389A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904823472A SU1726389A1 (en) 1990-04-06 1990-04-06 Method for desiliconizing of water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904823472A SU1726389A1 (en) 1990-04-06 1990-04-06 Method for desiliconizing of water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1726389A1 true SU1726389A1 (en) 1992-04-15

Family

ID=21513219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904823472A SU1726389A1 (en) 1990-04-06 1990-04-06 Method for desiliconizing of water

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1726389A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2396625A (en) * 2002-12-28 2004-06-30 Accentus Plc Removal of an acid
WO2013036354A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 General Electric Company Desalination system and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4298442, кл. В 01 D 13/02, опублик. 1982. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2396625A (en) * 2002-12-28 2004-06-30 Accentus Plc Removal of an acid
WO2013036354A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 General Electric Company Desalination system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100465579B1 (en) Method and apparatus for electrodeionization of water
US5837124A (en) Method and apparatus for preventing scale from precipitating in producing deionized water
US5593563A (en) Electrodeionization process for purifying a liquid
KR19980033215A (en) Fluorochemical Recovery and Recycling Methods Using Membranes
JP4403621B2 (en) Electrodeionization equipment
JP4710176B2 (en) Ultrapure water production equipment
JP2002143854A (en) Electrochemical water treating device
SU1726389A1 (en) Method for desiliconizing of water
JP3952127B2 (en) Electrodeionization treatment method
JPH07313098A (en) Production of low salt soysauce and apparatus therefor
JP2003001258A (en) Electrolytic deionizing apparatus
US3767549A (en) Method for producing basic aluminum chloride
JP4480903B2 (en) Method for producing dealkalized water glass solution
SU1723047A1 (en) Method of cleaning sewage from dissolved impurities
KR100692698B1 (en) Electric deionizing apparatus and electric deionizing treatment method using the same
SU1433904A1 (en) Method of treating water
SU1237230A2 (en) Electrodialyser
JPH0663365A (en) Method and device for electrodialysis
JPH06254356A (en) Ph adjusting method of salt water incorporating hardly soluble salt group
JPH0471683A (en) Method for substitution of discharge ion at electrode and application to desalting and concentration of salt water and production of pure water
RU2088317C1 (en) Drinking water production plant
RU2050176C1 (en) Electrodialyzer
JP2002119974A (en) Pure water making method
SU1398884A1 (en) Method of separating ions
SU1507413A1 (en) Method of demineralization of water