Способ опреснения соленых вод
СОЮЗ СОВЕТСКИХ .
СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕС КИХ
РЕСПУБЛИК (si>s В 01 D 61/44
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
Н AST0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 3561362/26 (гг) 01.03,83 (46) 30,06.93. Бюл. " 24 (72} Б.С.Троянкер (56) Апельцын И,Э. и Клячко В.А. Опреснение воды. М.: Стройиздат, 1968, с. 152-154, Авторское свидетельство СССР
Н 422178, кл. В 01 D 13/02, 1973. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕСНЕНИЯ СОЛЕНЫХ
ВОД путем циркуляции порции исходной воды через электродиализатор с анионообменными и катионообменными мемИзобретение относится к технологии опреснения солевых вод методом электродиализа и может быть использовано при опреснении морской воды в электродиализных установках циркуляционного типа.
Целью изобретения является повышение надежности процесса за счетпредотвращения отложения осадков труднораствсримых соединений на анионообменных мембранах.
8ыдержка электродиализатора с от" ключенным электропитанием и удаленным из камер раствором между циклами опреснения.обеспечивает частичную регенерацию анионообменных мембран на участках поверхности, которые подвер" гались действию концентрационной поляризации. Механизм регенерации анионообменных мембран на этих участках заключается в нейтрализации гидрок-.. сильных ионов, накапливающихся на ка„„50 „„1 166376 А1 бранами в течение времени опреснения с последующим отключением электропитания, отводом воды из электродиали- затора и подачей новой порции исходной соленой воды на опреснение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности процесса за счет предотвращения отложения осадков труднорастворимых соединений на анионообменных мембранах, между отводом воды и подачей новой порции исходной воды выдерживают интервал времени, равный 5-203 времени опреснения. тодной стороне анионообменных мембран в течение поляризационного периода, образующимися в этот же период водородными ионами, остающимися в тонкой пленке жидкости на катодной поверхности анионообменных мембран после удаления опресненной воды из межмембранных пространств электродиализатора. Удаление опресненной воды из межмембранных пространств способствует поддержанию в зоне реакции повышенной концентрации водородных ионов, так как они генерируются при поляризации анионообменных мембран на их границе с раствором, а удаление раствора из пространств между мембранами предотвращает диффузионное выравнивание концентрации водородных ионов по всей ширине камеры опреснения. 4астичная регенерация анионообменных мембран снижает их электрическое сопротивление и
1166376 уменьшает поток гидроксильных ионов в анионообменных мембранах на их анодную сторону, что предотвращает образование осалков в камерах концентрирования электролиализатора. Яа счет этого повышается технологическая надежность процесса и обеспечивается возможность работы при повышенных плотностях тока. О
Пример. Процесс опреснения морской воды содержанием 35 г/л в электродиализном опреснителе, содержащем электродиализатор, емкости, насосы и трубопроводы, образующие циркуляционные контуры опресняемого и концентрируемого потоков. В электродиализаторе использованы рамки прокладочного типа, ионообменные мембраны
МА-40 и ИК-40 и сепараторы из гофрированного перфорированного винипласта толщиной 2 мм.
Циркуляционные контуры опреснителя заполняют исходной морской водой, подают электропитание на электродиа- 25 лизатор и многократно рециркулируют порцию исходной воды через электродиализатор до снижения солесодержания .опресняемого потока ниже 700-900 мг/л, после чего отключают электропитание Зп от электродиализатора и опресненную воду сливают из циркуляционного контура, в том числе из электродиализатора. Линейную скорость жидкости в ячейках электродиализатора поддерживают около 2,5 см/с, Процесс проводят при постоянном в течение цикла опреснения напряжения на электродиализаторе, величину которого выбирают .из Условия обеспечения максимальной 40 скорости процесса, вызывающей снижение рН опресненной воды за счет концентрационной поляризации не более, чем на 1,5 единиц, чтобы обеспечить ее соответствие качеству питьевой 45 воды. Соответствующая этому условию величина напряжения на ячейке составляет по результатам испытаний 0„64 В при плотности тока в начале цикла опреснения 150 А/мз, в конце цикла опреснения 25-30 А/мз и температуре
25î После слива опресненной воды из опреснителя выдерживают интервал времени с отключенным от электродиализатора электропитанием и удаленным из межмембранных пространств раствором, составляющий 5-203 от общей продолжительности опреснения порции исходной воды, после чего начинают новый цикл опреснения.
В таблице приведены данные по работе электродиализатора, Из данных таблицы видно увеличение установившегося значения тока элект- . ролиализатора в начале цикла опреснения по сравнению с известным способом, начиная с 3 мин интервала времени между циклами опреснения.
При 2 мин интервале времени между циклами опреснения разница между установившимися значениями начального тока электродиализатора в предложен" ном способе и известным практически отсутствует, так как ее величина находится в пределах погрешности измерения тока (0,5 А).
В таблице, указан порядковый номер цикла опреснения, отсчитываемый от начала непрерывной работы опресните« ля после регенерации комплекта мембран 2-33-ным. раствором НС1 и промывки их исходной водой, в котором ток электродиализатора в начале цикла опреснения не отличается от величины начального тока электродиализатора в нескольких последующих циклах опреснения. Разница между общей продолжительностью цикла опреснения и продолжительностью опреснения равна сумме времени заполнения и опорожнения опреснителя (3,5 мин}, а также сумме времени между циклами опреснения, Объем порции опресненной воды увеличивается с увеличением интервала времени между циклами опреснения, начиная с трехминутного интервала, разница между объемом порции опресненной воды с объемом циркуляционного контура (10 л) соответствует электроосмотическому переносу воды через мембраны.
Стабильная работа опреснителя в соответствии с предложенным способом опреснения соленых вод и сохранение его производительности на уровне
7,5 л/ч в течение 250 ч работы указывает на увеличение технологическойнадежности процесса ло сравнению с известным способом.
Предложенный способ опреснения соленых вод может быть принят за базу сравнения, обеспечивает повышение надежности процесса опреснения соленых вод в электродиализных установках циркуляционного типа и увеличение производительности этих установок.
1166376
Показатель
Предложенный способ
Известный способ
Напряжение электродиализатора, В
33-35 33-35 33-35 33-35 33-35 33-35 33-35 33-35 33-35
Линейная скорость жидкости в ячейках, см/с
2,3 2,3
2,2
2>3
2,3
2,3
2 3 2,3
2,3
21
15
Ток электроднализатора в начале цикла, А
8,05
8,0
6,70 7,14 7,55 7,9
8,4
6,51 . 8,4
1,45 1,5
1,42
1,5
1,5 1,54
Ток электродиализатора в конце цикла, А
1,4
1,4
1,5
50,4 62,5 .59
Продолжительность опреснения, мин
54,5
53,8
54,6
50,4 63
53,9 66,5
Общая продолжительность цикла опреснения, мин
53,9 68
65,5 66,3
68,4
65,5
8,5
7,45
8,55
7,1
8,5
8,63
8,3 8,35
7,4 7,6
8,3
7,5
8,3
9,24
ll p и м е ч а и и е, В скобках приведены значения интервала времени между циклами опреснения, .выраженные в процентах от продолжительности процесса опреснения
Составитель
Редактор О.Филиппова Техред И.Иоргентал Корректор С.Юско
Заказ 2827 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент "., r. Ужгород, ул, Гагарина, 101
Порядковый номер цикла опреснения с установившимися значениями пара- метров
Объем порции опресненной воды, л
Производительность, л/ч
Первый цикл опреснения
Установившееся значение
Первый цикл опреснения
8,3
9,24
Установивв>ееся значение при -интервале вреиени, мин, между циклами опреснения
2 3 5 8 11 14 (3 2) (5,08) (8,8) (14,7) (20,4) (25,7) 8,4
7,65
