Способ обессоливания воды электродиализом

 

Сущность изобретения: исходную воду предварительно умягчают на катионите в Na-форме и десульфируют фильтрованием на анионите в хлор-форме. Очищенную воду подают в электродиализатор, на выходе получают концентрат и обессоленную воду. Анионит и катионит регенерируют полученным концентратом. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 В 01 0 61/42

К ПАТЕНТУ, тр эл ва эн по в эл ва ем ре по по ни че ме ко во ка ка но тр по ле

rO УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BE ОМСТВО СССР (ГО ПАТЕНТ СССР) (21 4880155/26 (22 11.10.90 (46 30,08.93. Бюл. М 32 .(72 К.М.Салдадзе, М.С.) ороднев, 3.М.Балава зе, И.M.Öåéòëèí, Н.Л.Лукьянова, Г,А.8оро ина и Л.Г.Быстрова (73 Научно-производственноеобъединение

"П астмассы" (56 Патент США М 3637480, кл. 204 — 180Р, on блик. 25.01.72.

Изобретение относится к области алекхимической обработки растворовктролитов электродиализом с использоием ионоселктивных мембран.

Цель изобретения — снижение удельных ргозатрат на процесс электродиализа и

ышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что звестном способе обессоливания воды ктродиализом, заключающемся в предительном умягчении воды фильтрованичерез катионит в натрий-форме и енерацией катионита концентратом, учаемым в процессе электродиализа, вергаемую электродиализу воду дополельно десульфатируют фильтрованием ез сильнаосновный анионит в хлор-фора анионит регенерируют упомянутым центратом.

Прием десульфатации обессоливаемой

ы во взаимодействии с другими признаи заявляемого способа обнаруживает, показали проведенные исследования, и

ые технические свойства — при злекдиализе десульфатированной воды

ышается электропроводность ионосетивных мембран и, кроме того. при глу(54) СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ

ЭЛ ЕКТРОДИАЛ ИЗОМ (57) Сущность изобретения: исходную воду предварительно умягчают на катионите в

Na-форме и десульфируют фильтрованием на анионите в хлор-форме. Очищенную воду подают в электродиализатор, на выходе получают концентрат и обессоленную воду.

Анионит и катионит регенерируют полученным концентратом. 1 табл. боком обессоливании воды повышается выход по току.

Положительный эффект.- достигаемый в связи с этими свойствами заявленной совокупности признаков, состоит в снижении удельных энергозатрат на процесс электродиализа.

Способ осуществляется следующим образом.

При обессоливании воды, например, природной соленой воды, воду сначала фильтруют через катионит в натрий-форме.

При этом, содержащиеся в воде катионы щелочноземельных металлов — кальция и магния, способные образовывать при электродиализе нерастворимые осадки на поверхности ионоселективных мембран, обмениваются на ионы натрия, Затем эту умягченную воду фильтруют через анионит в хлор-форме. Содержащиеся в воде сульфат-ионы, обмениваются на ионы хлора. умягченную и десульфатированную воду, представляющую собой раствор хлористого натрия, подвергают обессоливанию электродиализом с использованием ионоселективных мембран. По мере истощения обменной емкости катионит и анионит pere1837926

Прототип

Заявляемый способ

Характеристика

5780

1872 (2500) .

1872 (2500) 460

670

277

136500

715

109200

135

540 нерируют, пропускал через него образовавшийся при электродиализе концентрат— раствор хлористого натрия, для приготовления которого используют только воду, электроосмотически перенесенную через ионоселективные мембраны.

Пример. Воду, содержащую Na — 4,1;

Са2 — 4,7; Mg — 1,6; CI — 3,9; S04 — 3,9;

НСОз,— 2,6 мгэ/л, с сухим остатком

742 мг/л и рН -7,6 последовательно фильтровали через сильнокислотный катионит

КУ--2 в натрий-форме и через сильноосновный анионит A8 — 17 в хлор-форме. Обработанную таким образом воду, не содержащую ионов жесткости, сульфат- и бикарбонатионов и представляющую собой раствор хлористого натрия обессоливали электродиализом с использованием ионоселективных мембран МА-40 и МК-40 до удельной электропроводности 2,9х10 Ом см " (со- 20 лесодержание до 2 мгэ/л, р Н 4.5). Регенерацию катионита и анионита производили раствором хлористого натрия, при приготовлении которого использовали получаемый в ходе процесса электродиалиэа концентрат. Отсутствие в обессоливаемой воде ионов жесткости позволило снизить расход воды на промывку камер концентрирования, а затем и исключить его. Концентрат представлял собой раствор хлористого 30 натрия в воде, поступившей из обессоливаемой воды через мембраны вследствие электроосмотического переноса.

Для получения сравнительных данных проводилась обработка той же воды извест- 35 ным способом путем фильтрования воды чеМасса ионита, кг — катионита КУ вЂ” 2 — анионита AB — 17

Эффективная площадь мембран в электродиализаторах, м (шт,)

Эксплуатационный. расход ионитов, кг!год — катионита КУ вЂ” 2 — анионита АВ-17

Расход реагентов (в пересчете на 100 концентрацию) для регенерации ионитов, т/год — хлористый натрий

Объем сточных вод, м /год

Количество комплектов рабочих ячеек (мембран, рамок, сепараторов), подлежащих замене при регламентных переработках электродиализаторов, компл/год рез катионит КУ-2 в натрий-форме и последующего обессоливания электродиализом также до удельной электропроводности

2,90 м .см, Регенерацию катионита КУ-2 производили раствором хлористого натрия, при приготовлении которого испольэовали полученный в процессе электродиализа концентрат, содержащий сульфаты и бикарбонаты. Характеристики процессов обессоливания воды в установке производительностью 100 м /ч обессоленной воды приведены в таблице.

При использовании способа, таким образом, создается положительный эффект, выражающийся в снижении удельных энергозатрат на процесс электродиализа. Кроме того, повышается надежность процесса, благодаря предотвращению образования в массе катионита нерастворимых осадков, сокращается расход мембран, объем сточных вод и трудоемкость обслуживания.

Формула изобретения

Способ обессоливания воды электродиализом, включающий предварительное умягчение исходной воды фильтрованием через катионит в натрий-форме, регенерацию катионита концентратом, образующимся при электродиализе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат и повышения надежности способа, воду дополнительно подвергают десульфатированию фильтрованием через сильноосновный анионит в хлор-форме и регенерацию анионита осуществляют концентратом, 1837926

Продолжение таблицы

Заявляемый способ

Прототип

Характеристика

Трудоемкость регламентных работ, связанных с переборками электродиализаторов, чел. ч/год

Напряжение на электродах, В

Ток, А

Выход по току

Удельная электропроводность анионоселективных мембран, измеренная по окончании эксперимента, Ом cM

Годовая продолжительность работы (с учетом затрат времени на регламентные работы), ч/год

Годовая производительность установки, м /год

,Годовое удаление солей, г.экв/год

Годовые энергозатраты, М Вт.ч/год

Удельные (по удаленной Соли) энергозатраты, к Вт,ч/г.зкв

432

338

0.87

1728

127

0.79

0.053

0,068

8184

8616

6,86х10

436

7,24х10

335

0,064

0,046

Составитель Э. Балавадзе

Техред М.Моргентал Корректор M. Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. УжгОрод, ул.Гагарина. 101

Заказ 2881 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5