Основы процесса электродиализа

В основу физико-химических способов очистки сточных вод положены процессы адсорбции, дистилляции, ионного обмена, электродиализа, осмоса и др. [c.402]

В основу изучения процесса электродиализа были положены три варианта схем (рис. 1). Характерной их особенностью является отделение анодного пространства от остальных камер барьерной катионитовой мембраной, препятствующей миграции СГ-иона в анодную камеру. При таком расположении катионитовой мембраны создаются необходимые условия для получения соляной кислоты в смежной камере. Щелочь образуется в катодной камере за счет переноса ионов натрия и электрохимических процессов, протекающих на электроде. Электродиализаторы, собранные по схемам 1 и 2, состоят из трех камер — двух электродных и одной промежуточной. Схема 3 предусматривает 4-камерный электродиализатор с двумя промежуточными камерами. [c.91]

В этой главе рассматриваются основы процесса электродиализа. [c.7]

Основы процесса электродиализа. Основная идея электродиализа состоит в создании электрического потенциала в потоке соленой воды для инициирования миграции ионов. Используя селективные свойства мембран, можно удалить ионы из части потока, находящейся между мембранами, если расположить пары противоположно заряженных мембран параллельно направлению потока и перпендикулярно направлению электрического поля. Электрический ток, создаваемый миграцией ионов через воду и мембраны, во внешней цепи обусловлен движением электронов переход от ионов к электронам на поверхности электродов осуществляется за счет реакций окисления или восстановления. Протекающие при этом реакции обычно приводят к образованию газов. Так, обычная реакция восстановления на катоде приводит к образованию газообразного водорода [c.546]

На основе полученных эмпирических закономерностей можно провести следующий расчет распределения молей аминокислот (кислых, нейтральных и основных) в конце процесса электродиализа по камерам. [c.84]

В каждом процессе обессоливания существует нижний предел расхода энергии. Этот предел зависит от исходного раствора. Необходимость затраты некоторого количества энергии для осуществления процесса обессоливания вытекает из универсальной стойкости любой смеси к разделению на две части с различной концентрацией солей. В процессе электродиализа это явление выражается потенциалами мембраны, которые противодействуют приложенному внешнему напряжению для осуществления процесса обессоливания. Общее объяснение этого явления основано на втором законе термодинамики. На основе представления о свободной энергии, вытекающего из этого закона, можно составить уравнения для определения минимальной энергии, необходимой для обессоливания. [c.146]

В связи со все возрастающим значением защиты водоемов от сбросов различных примесей с промышленных предприятий, в том числе и с ВПУ ТЭС, в последние годы возросло внимание к безреагентным методам для обессоливания воды. В настоящее время наиболее разработаны для практического применения мембранные методы. Известно несколько видов мембранных процессов ультрафильтрация, обратный осмос (гиперфильтрация), электродиализ, диализ. В основе всех мембранных методов лежит перенос примесей или растворителей через мембраны. Природа сил, вызывающих этот перенос, может быть различной. Соответственно различаются и мембраны, применяемые в таких процессах. При использовании сил давления (ультрафильтрация и обратный осмос) мембраны должны пропускать растворитель (воду), в максимальной степени задерживая ионные и молекулярные примеси. При использовании электрических сил мембраны должны быть проницаемы для ионов и не должны пропускать воду [23, 35, 41]. [c.120]

Следует отметить, что если даже очищаемые объекты и не являются дисперсными системами, оба метода (обратный осмос и электродиализ) являются типичными коллоидно-химическими процессами, поскольку основу разделения составляют высокодисперсные мембраны. [c.27]

Теоретические положения электродиализа, анализ экономических параметров процесса и разработанные автором методики расчета послужили основой экономико-математической модели, созданной Д. А. Ярошевским и реализованной О. В. Евдокимовым в программе оптимального проектирования. [c.6]

Мембраны на основе гидрофильных матриц. Процесс активации гидрофильных матриц может быть проведен с использованием водных растворов реагентов. Первые ионитовые мембраны были изготовлены по методу, ранее применявшемуся для получения полупроницаемых мембран, предназначенных для электродиализа. Так, Дол и др. [иР5] получали слабокислые катионитовые мембраны, используя в качестве основы целлюлозный материал, например хлопчатобумажную ткань или листы из ацетатцеллюлозы, которые импрегнировались водными растворами водорастворимых фосфатов поливинилового спирта, после чего следовала термообработка при температуре 150° С в течение 15 лмн. [c.140]

Ранее указывалось, что скорость процесса уменьшения концентрации электролита в средней камере электродиализатора может быть сильно увеличена по сравнению со скоростью при электрохимически неактивных мембранах применением двух мембран одного знака заряда, но имеющих разницу в числах переноса ионов. Применяя две керамические диафрагмы различного радиуса пор, можно было значительно увеличить эффективность процесса электролиза, поставив более тонкопористую диафрагму на катодную сторону и более грубопористую диафрагму на анодную, учитывая их отрицательный знак заряда. Это положение послужило основой при конструировании нашего аппарата для умягчения воды путем электродиализа. [c.183]

Мембранная технология — это область химической технологии, предметом которой является разделение жидких и газовых смесей при помощи полупроницаемых мембран. Основу этой новой технологии составляют многочисленные и разнообразные мембранные процессы, такие, как обратный осмос, ультрафильтрация, диализ, электродиализ, испарение через мембрану, диффузионное разделение газов и др. Мембранные процессы отличаются отсутствием поглощения разделяемых компонентов и энергетических затрат на осуществление их фазового превращения. Эти процессы относятся к новейшему перспективному направлению химической технологии. [c.236]

Необходимость широких научных исследований и практических разработок была обусловлена большим разнообразием методов опреснения воды. Соли, растворенные в используемой соленой воде, нелетучи, поэтому можно отделить чистую воду от солевой части как выпариванием, так и вымораживанием. Значительная ионизация растворенных солей позволяет применять для очистки электрохимические методы. Явления капиллярности и осмоса и связанные с ними взаимодействия с мембранами и другими твердыми веществами также могут быть положены в основу схем разделения. В настоящее время производство пресной воды из соленой воды различного происхождения основано на процессах дистилляции, электродиализа, ионного обмена, экстракции растворителями, вымораживания, гидратного разделения и обратного осмоса. [c.531]

Износ платинового покрытия в процессе электродиализа разбавленных хлоридных растворов, измеренный радиохимическим методом и подтвергденный опытно-промышленными испытаниями, составляет при температуре до 30 и плотности тока 0,1 А/см 0,5-0,7мкм в год. При оголении платинового покрытия или выпадении на поверхности платинированного электрода садков солей кесткос-ти возникают щелевая коррозия и пробой и ановой основы сначала под платиновым покрытием, а затем оголение и язвенная коррозия титановой основы. Средний износ платинового покрытия в этом случае за счет механических потерь на осыпание может возрасти до 2,0 мкы/год. [c.3]

При точном определении расхода энергии для данного процесса электродиализа необходимо принимать во внимание электрическое сопротивление растворов, мембран и поляризацию. Величина последней зависит от потенциалов мембран, концентрационных цепей, которые могут образоваться в растворе, находящемся между мембранами, ввиду различия концентрации. Состав граничных слоев вокруг мембран оказывает большое влияние на потенциал поляризации. Значение pH этих граничных слоев часто совершенно отличается от значения pH в основном объеме раствора. Точное теоретическое определение расхода энергии является очень трудным. Вычисления на основе идеальных потенциалов мембран, учитывающие поляризацию, произведены для случая, когда дилюат и концентрат движутся в одном направлении с одинаковой линейной скоростью [751. В этом случае окончательные уравнения относительно просты. Определение бывает более сложным, когда линейная скорость потоков в двух разных отделениях неодинакова, как это обычно бывает на практике или когда потоки в отделениях для концентрата и дилюата движутся в противоположных направлениях. [c.151]

На основе анализа этих методов показано /9/, что оптимальная плотность тока является средней плотностью, и, если для достижения желаемой степени обессоливания воды необходима более чем одна ступень электродиализа, плотности тока на кал.дой ступени различны и средняя плотность тока, определенная по анализу стоимости процесса, может не соответствовать ни одному из значений плотности тока на ступенях электродиализа. Однако независимо от этого методы анализа стоимости процесса, описанные в работах /13,14/, действительно ценны для определения относительной значимости различных факторов, вхшяющих на полную стоимость процесса. Этими методами можно выявить те факторы, которые дают возможность снизить стоимость процесса. [c.41]

Книга будет полезна не только химикам-аналитикам. Дело в том, что до сих пор распределение элементов между водной фазой и экстрагентом, нанесенным на твердый носитель, нашло применение в основном в аналитической химии и радиохимии. Однако известно, что аналитические методы разделения неоднократно служили основой для технологических процессов. Подобная ситуация складывается и с экстракционной хроматографией. В последнее время модифицированные сорбенты начинают интересовать технологов. Сорбенты такого типа пригодны для выделения металлов из пульп (пластоэкстракция) и для изготовления мембран, применяемых в электродиализе (электроэкстракция). Естественно, что опыт аналитиков по выбору экстракционно-хроматографических систем весьма полезен и для технологов. [c.6]

Процесс злектродиализа сопровождается переносом воды через мембраны. Происходит перенос воды, связанный с первичной гидратацией ионов, а также перенос в результате процесса электроосмоса D11]. Это деление относительное в практическом электродиализе общее количество воды, перенесенной при прохождении тока, обычно относят к электроосмосу. Изучение ионной гидратации еще недостаточно для четкого объяснения механизма переноса воды на этой основе. Кроме того, при электродиализе осмотический перенос воды происходит обычно в том же направлении, что и перенос соли. Осмос и электроосмос — эффекты, которые ограничивают применимость электродиализа как метода концентрирования растворов электролита. [c.22]

Принципиальное значение имеет изготовление на основе ионитов ионоселективных мембран, обладающих высокой электропроводностью и селективностью, механической прочностью и химической стойкостью для применения в электродиализе и обеспечивающих безреагентное ведение процесса ионообмена с помощью постоянного электрического тока [15— 17]. [c.74]

Изложены физико-химические основы мембранных процессов различного типа (электродиализ и электролиз, обратный осмос и ультрафильтрация, газоразделение). Рассмотрен трансмембранный перенос ионов и молекул в квазиравновесных и в сильно не )авновесных условиях, выявлены зависимости функциональных свойств мембран от их субмикроструктуры, намечены пути создания мембран с требуемыми параметрами, сопоставлены процессы переноса в синтетических и биологических мембранах. [c.239]