Установка для обессоливания электродиализом

На рис. 56—58 приведены кривые, характеризующие зависимость стоимости реагентов, расхода воды на собственные нужды установки и количества сбрасываемых солей от солесодержания исходной воды и схемы обессоливания. Из графиков следует, что использование только одной ступени электродиализа в схемах ионного обмена при солесодержании 1200 мг/л позволяет в 6 раз понизить затраты на реагенты, в 2,1 раза сократить расход воды на собственные нужды установки и в 2,9 раза Снизить сброс солей. [c.148]

В случае мутных вод электродиализаторы могут быть включены в технологическую схему установки для очистки сбросов только после узлов осветления воды. Методом электродиализа с ионообменными мембранами и засыпкой ионитов в камеры обессоливания экономично очищать растворы, содержащие не более 1,5 г//1 солей. [c.181]

Обессоливание воды методом электродиализа. Электродиализ — это процесс переноса ионов под действием постоянного электрического тока к электродам через полупроницаемую мембрану, помещенную в раствор электролита. Установка для электродиализа называется электродиализатором, который состоит из трех камер катодной, анодной и средней — рабочей. От катодной и анодной камер средняя отделена перегородками — мембранами. Мембраны, разделяющие камеры, не пропускают коллоидные частицы, но пропускают воду и ионы электролита. В средней камере находится вода, подлежащая обессоливанию. При пропускании электрического тока ионы из средней камеры переносятся к соответствующим электродам. В катодную камеру поступают катионы (Ма+, Са +, Н+, Мд + и др. Ионы водорода восстанавливаются на катоде до свободного водорода 2Н++2е->-Н2. [c.89]

Для изучения влияния вязкости на процесс электродиализа были проведены опыты по электродиализу 0,05Л раствора хлористого кальция, содержащего различное количество глицерина. Схема установки для электродиализа (рис. 5) состояла из ячейки, стабилизированного источника питания УИП-1, миллиамперметра и регулирующего реостата. Ячейка, выполненная из органического стекла, имела 5 камер, разделенных поочередно анионитовыми (Л) и катионитовыми (К) мембранами. Рабочей камерой служила камера обессоливания 3. Остальные камеры — вспомогательные 1 ж5 — электродные, 2 ж4 — промежуточные. Толщина рабочей [c.280]

Ко второй группе целесообразно отнести сточные воды с минерализацией от 3 до 10—15 кг/м . Для обессоливания таких сточных вод пригодны методы электродиализа и обратного осмоса, но применять эти методы можно только после очистки воды от органических веществ, катионов жесткости и железа. Эти методы обессоливания воды в СССР пока еще не нашли применения в установках достаточно большой мощности. Однако в этой области достигнуты успехи, позволяющие надеяться на создание таких установок в ближайшие несколько лет. [c.12]

Дальнейшие исследования по обессоливанию воды с относительно малым содержанием растворенных солей методом электродиализа проводились П. Д. Щекотовым на существующей станции химводоочистки. Технологическая схема, созданная здесь, представляла собой сочетание электродиализатора ЭДУ-1.рор (с уменьшенным числом ячеек), установленного в начале схемы, и двухступенчатой ионообменной установки Н-ОН-ФСД пропускной способностью 4 м ч (рис. 54). [c.140]

Рассматривая процесс электродиализа применительно к обессоливанию воды с относительно низким содержанием растворенных солей, особое внимание следует уделять экономической стороне проблемы. Технико-экономические расчеты показывают, что себестоимость обессоливания воды в первую очередь зависит от пропускной способности установки, числа ступеней и солесодержания исходной воды. Однако для установок, работающих на воде с солесодержанием ниже 1000 мг/л, себестоимость процесса электродиализа меняется в очень узких пределах. По приведенным в табл. 20 данным примерный расход электроэнергии равен 0,3 кВт-ч/м обрабатываемой воды. К этому необходимо добавить 1— [c.142]

Технологическая схема установки включала коагуляцию воды сернокислым алюминием в осветлителях ЦНИИ-1, фильтрование ее в слое нерегенерируемого сульфоугля, частичное обессоливание методом одноступенчатого электродиализа и трехступенчатое химическое обессоливание на ионитах. [c.148]

Рис. 40. Установка для обессоливания воды методом электродиализа в Техасе (США).

Энергия для электродиализа. Плотность тока, употребляемая в процессе электродиализа, имеет большое значение с увеличением плотности тока увеличивается перенос соли на единицу поверхности мембран и, следовательно, растет нагрузка на установку. Было найдено, что при отсутствии сильной поляризации расход энергии, нгэ ходимой для данного обессоливания, приблизительно пропорционален плотности тока. [c.214]

Нахождение оптимальной плотности тока 1 27]. Эксплуатация установки с минимальными затратами определяет оптимальную плотность тока. Выбор плотности тока для данного обессоливания зависит от эффективной площади мембран и необходимой производительности процесса обессоливания. Связь между этими величинами может быть использована при расчете оптимальной плотности тока для любого случая применения процесса электродиализа. [c.215]

Еще в начале XX в. изобретен способ обессоливания воды методом электродиализа. Было найдено, что при пропускании постоянного тока через воду, ионы солей движутся к электродам. Поставив на пути ионов пористые диафрагмы (мембраны), можно скапливать опресненную воду в межэлектродной части, а рассолы — в камерах, ближе к электродам. Однако многие годы электродиализ не находил применения из-за низкого (16—18%) к. п. д. установок. Это препятствие помогли преодолеть диафрагмы из ионообменных смол в виде листов, а затем и пленок. Они обладают высокой избирательной проницаемостью по отношению к катионам или анионам. В многокамерных установках с катионитовыми или анионитовыми диафрагмами коэффициент использования электроэнергии достигает 90% и более. Среди ионитных мембран выделяются своим качеством пленки из сополимера, получаемого радиационной прививкой стирола к тефлону. Схема одной из таких установок изображена на рис. 6. [c.71]

Электродиализные установки применяются в основном для частичного обессоливания морских и минерализованных вод, а также в оборотных системах водоснабжения. Устойчивая работа установки и достигаемая степень обессоливания зависят от ионного состава воды. При большой карбонатной жесткости исходной воды наблюдается образование отложений карбоната кальция и гидроксида магния. Особенно заметно это в катодной камере, где в процессе электролиза создается щелочная среда. Электродиализ рационально использовать при минерализации воды от 3,5 до 35 г/кг и при остаточном солесодержании не менее 400 мг/л. [c.90]

Рассмотрим теперь влияние потенциалов мембраны на процесс обессоливания при электродиализе. На рис. 3 полярность потенциалов в многоячейковой установке обозначена небольшими значками ( + ) и (—) в верхней части мембраны. Мембранные потенциалы в катионо- и анионообменных мембранах имеют одинаковое направление. При их введении ячейка действует как батарея с электрическими положительным и отрицательным полюсами соответственно с правой и левой сторон. Если внешнее напряжение устраняется и электроды замыкаются, то положительно заряженный ток идет во внешней цепи справа налево, а в ячейке —слева направо. С другой стороны, если создается внешнее напряжение и осуществляется обессоливание (как показано), то ток в ячейке направляется справа налево. Из этого следует, что потенциалы мембран являются противоположными по отношению к потенциалу концевых электродов. [c.136]

Анализ стоимости электродиализа основан на данных, полученных на установках по обессоливанию воды небольшого и среднего размера. Капитальные затраты и эксплуатационные расходы таких установок известны довольно точно. [c.168]

Метод электродиализа широко применяется для концентрирования и обессоливания вод различного состава и концентрации. Среди многообразных приемов повышения эффективности работы электро-диализной установки обращает на себя внимание использование засыпки ионита между мембранами. Известны работы [1—3], в которых такой прием был использован при очистке сбросных радиоактивных растворов и при получении питьевой воды из морской. В настоящей работе мы считали необходимым остановиться на двух вопросах . [c.160]

На рис. 287 представлена установка для обессоливания воды методом электродиализа, работающая на паросиловой станции в Техасе (США). Установка предназначена для обессоливания воды, идущей на питание отлов, и обеспечивает обработку 230 л воды в сутки причем солесодержание обрабатываемой воды снижается с 1000 до 300 мг/л. Установка [c.412]

Электродиализ. Электродиализные установки с ионитовыми мембранами, использующиеся для опреснения воды, в последние годы стали применяться и для очистки производственных сточных вод. Основное назначение электродиализных установок — извлечение из обрабатываемой воды ионизированных примесей. Механизм разделения примесей аналогичен тому, который был рассмотрен при обессоливании воды. Так как при электродиализе происходит снижение общего солесодержания обрабатываемой воды, то это делает целесообразным его применение в оборотных системах водоснабжения. Если в обрабатываемой воде содержатся катионы металлов, образующие труднорастворимые соединения, то в промывной раствор при необходимости добавляется кислота для предотвращения образования осадков на поверхности мембран. В процессе работы установки активная реакция католита становится щелочной, а анолита — кислой. Смещением этих растворов может быть достигнута их полная или частичная нейтрализация. Исходными данными, которые характеризуют Пригодность электродиализа для очистки сточной воды, являются срок службы мембран и электродов, расход реагентов на нужды установки, расход электроэнергии, количество и скорость подачи воды, затраты на эксплуатацию установки. Экономически целесообразным применение электродиализа для очистки производственных сточных вод считается в том случае, когда извлекаемые примеси возвращаются в производство. [c.190]

Среди многочисленных возможных областей применения ионитовых мембран особое место занимает электродиализ. В настоящее время созданы крупные промышленные установки по обессоливанию воды. Так, например, в Южно-Африканской республике освоена установка по опреснению воды производительностью около 120 000 в сутки. [c.7]

Обессоливание воды электродиализом и обратным осмосом не требует применения хим. реагентов и характеризуется существенно меньшими энергетич. затратами по сравнению с дистилляцией. При электродиализе используют селективные мембраны ионообменные, прн обратном осмосе-полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но задерживающие растворенные минер, и орг. в-ва. Расход электроэнергии иа 1 м воды, обессоленной электродиализом, составляет 6-30 кВт-ч/м , обратным осмосом-1,5-15 кВт-ч/м . Электродиализом воду можно обессолить на 90%, обратным осмосом-на 98%. В установках обратного осмоса рабочее давление достигает 5-10 МПа, укладка мембран м. б. по типу фильтропресса, трубчатая, рулонная (спиральная и в виде полого волокна). См. также Мембранные процессы разделения. [c.398]

Правильный в экономическом отношении расчет комбини-. рованной схемы может быть произведен только при учете взаимного влияния электродиализной установки и установки ионного обмена при их совместной работе. Сущность этой связи можно пояснить на таком примере (рис. 55). Вода с расходом 300 м /ч и солесодержанием 800 мг/л проходит электродиализные аппараты, где частично обессоливается и затем поступает на ионообменную установку (ИОУ). Если принять малую степень обессоливания электродиализом, то расход смол, реагентов и воды на собственные нужды ИОУ будет высоким и, следовательно, ИОУ будет приводить к большей себестоимости обессоливания 1 м воды. И наоборот, чем выше степень обессоливания электродиализом, тем меньше будет себестоимость фильтрата. Иначе говоря, себестоимость обессоливания воды ионообменным способом зависит от степени обессоливания ее методом электродиализа, уменьшаясь с увеличением последней. С другой стороны, с увеличением степени обессоливания увеличивается расход электроэнергии на ведение процесса и, следовательно, увеличивается себестоимость обессоливания воды электродиализом. Таким образом, снижение исходного солесодержания методом электродиализа оказывает непосредственное влияние на себестоимость обессоливания воды по схеме электродиализ— ионный обмен . [c.144]

В многоячейковой установке для электродиализа, показанной на рис. 3, разба вление и концентрирование соли происходит в смежных отделениях. Другими словами, с помощью электродиализа в этой системе происходит разделение исходного раствора соли на концентрированный солевой раствор и разбавленный раствор. В дальнейшем потоки, вытекающие из этих отделений, будут называться концентратом и дилюатомЧ Растворы могут непрерывно пода ваться и удаляться, как показано на рис. 3. Скорость потоков в ячейках с концентратом и дилюатом можег изменяться независимо друг от друга. Важное преимущество ионообменных мембран над инертными диафрагма1ми заключается в их способности образовывать электродиализные ячейки, соединенные последовательно. Если бы в таком устройстве использовались диафрагмы, то достигалась бы лишь небольшая степень обессоливания. Два потока, раствор А и раствор В, поступают в ячейку для электродиализа. Они распределяются по различным отделениям ячейки (], 2, 3 и а, 2 а соответственно). Раствор Л разбавляется, а в растворе В концентрируется электролит. Раствор А вводится в нижнюю часть прибора и направляется вверх, а раствор В вводится в. верхнюю часть и направляется вниз. [c.123]

Ф. В. Раузен и др. [36] показали, что метод электродиализа может быть применен для очистки до санитарных норм сбросных вод, содержащих менее 0,1 г л солей. Эта очистка проводилась в электродиализаторе, в котором в камеры обессоливания были помещены катионит КУ-2 (в Н+-форме) и анионит ЭДЭ10П (в ОН"-форме). В работе отмечается, что использование этого метода ограничивается установками небольшой производительности. [c.95]

С экономической точки зрения представляет интерес технологическая схема с применением двухстадийного электродиализа с предварительным обессоливанием сбросных вод и очисткой их на ионитах, загруженных в камеры обессоливания электродиализатора [146]. Предварительные расчеты показали, что за счет уменьшения расхода реагентов и пара, сокращения производственных площадей можно получить годовую экономию до 100 тыс. руб. для установки производительностью 500 M j yTKu. До настоящего времени такая схема очистки не проверена в производственных условиях. [c.291]

Однородное электрическое поле постоянного тока используется для обессоливания воды электродиализом через ионитовые мембраны. При этом на поверхности мембран, и особенно ани-онитовых, со стороны камеры обессоливания, образуются пленки из присутствующих в воде коллоидов и органических веществ [31, 32], интенсивно накапливаются на поверхности мембран краски [75]. Находящиеся в воде микроорганизмы тоже испытывают на себе электрофоретическую силу, которая доставляет пх к поверхности анионитовых мембран в камере обессоливания, где они могут задерживаться. Однако, как показывают исследования Танака [448], на ионообменных мембранах не задерживается много клеток, видимо, из-за высокой скорости протока жидкости. Об этом свидетельствует также наличие значительного количества живых микроорганизмов в воде, прошедшей электродиализную деминерализацию [179, 215], хотя многие бактериальные клетки гибнут в результате действия на них электрического поля [446]. Электродиализные установки даже с близко расположенными мембранами ( струнного типа) [73] не обеспечивают отделения от воды вирусов [67, 275]. [c.205]

На рис. 343 представлена установка для обессоливания воды методом электродиализа, работающая на паросиловой станции в Техасе (США). Она предназначена для обессоливания воды, идущей на питание котлов, и обеспечивает обработку 230 м воды в сутки причем солесодержание обрабатываемой воды снижается с 1000 до 300 мг/л. Установка состоит из четырех электроопреснительных ванн, которые представляют собой фильтр-прессные сборки из 150 катионитовых и 150 анионитовых диафрагм. Удельный расход электроэнергии в этом случае составляет 0,8 кВт-ч/м [219, 220]. [c.466]

В катодной и анодной камерах происходит увеличение концентрации растворенных веществ, а в средней камере происходит частичное снижение концентрации — обессоливание. Производительность такой установки невелика вследствие дополнительного переноса ионов через рабочую камеру. Повысить эффективность работы можно при использовании активных ионитовых мембран. Такие мембраны обладают соответственно свойствами катионита или анионита. Применение активных ионитовых мембран в электродиализе повышает эффективность применения этого процесса для обессоливания воды. На рис. 8 приведена схема трехкамерной электродиа-лизной установки. Катодная камера отделена от камеры обессоливания катионитовой мембраной, анодная камера — анионитовой. Исходная вода подается во все камеры. В процессе работы установки в средней камере происходит обессоливание воды, а в крайних наблюдается повышение концентрации раствора. Осуществление процесса электродиализа с применением ионитовых мембран основано на избирательном (селективном) переносе ионов определенного знака через мембрану. Анионитовая мембрана, несущая положительный заряд фиксированных на матрице катионов, избирательно пропускает только анионы из раствора, отрицательно заряженная катионитовая мембрана проницаема только для катионов. Благодаря селективной проницаемости ионитовых мембран катионы из камеры обессоливания беспрепятственно проходят в катод- [c.89]

Вместо параллельного соединения камер для проведения электродиализа, как показано на рис. 3, отдельные ячейки для концентрата и дилюата могут быть также соединены последовательно. Установка такого типа описана Вингером и др. [81], которые использовали ее для тщательного исследования процесса обессоливания. Потоки концентрата и дилюата направляются через установку в противоположном направлении. Такая установка имеет недостаток, заключающийся в необходимости понижения давления в потоках вследствие этого расстояние между мембранами должно быть шире. Когда используюг- [c.161]

В последние годы интенсивно ведутся работы по применению электродиализа для очистки сточных вод различных химических произволств. В ЙИЙ "Х. -1мпол Мрр" (Тамбов, СССР) разработана схема очистки высокоминерализованных сточных вод производства тетраэтилтиурамдисульфида (тиурам Е) с использованием электродиализной установки "Родник-9". При напряжении 4 В и силе тока О,1-0,4 А достигается 98,5-процентное обессоливание стоков при одновременной очистке их от органических примесей на 80,6%. Предлагаемый метод может обеспечивать возврат в основное производство 135,1 тыс. м /год очищенных стоков и регенерацию 3,0 тыс. т сульфата натрия в виде т9йS Eнoгo продукта. [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология