Электродиализатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОВP Eт EНИЯ 899О64

С

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 02. 80 (21) 2880810/23-26 ($1) М. КП. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 01 0 13/02

С 02 F 1/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (j3) УДК 66 ° 067. 38 (088.8)

Опубликовано 230182. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23. 01.82 (72) Авторы изобретения

Кучерук P ° В. Войцеховский, Н.А. и В.Л. Рябухина

3, (1

Институт коллоидной химии и химии веды

AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР

Изобретение относится к конструкции в области электрохимии, в частности к конструкциям электродиализаторов.

Известен электродиализатор для обработки минерализованных вод, включающий корпус, анионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и обессоливания, и штуцеры подачи воды в камеры обессоливания (1).

Недостатком известного электродиализатора является невысокий срок службы электродиализатора из-за образования осадков на мембранах.

Целью изобретения является увеличение срока службы электродиализатора за счет предотвращения осадкообразования на мембранах.

Поставленная цель достигжется тем, что электродиализатор для обработки минерализованных вод, включающий корпус, анионообменные и катионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и обессоливания, и штуцеры подачи воды в камеры обес- 25 соливания, дополнительно снабжен одной или несколькими обратноосмотическими мембранами, выполненными из ацетатцеллюлозы и размещенными в камерах концентрирования.

На чертеже представлен предлагаемый электродиализатор.

Электродиализатор состоит из камер опреснения 1 и 2, между которыми помещены камеры 3, 4 и 5. Камеры опреснения 1 и 2 образованы анионообМенной мембраной 6 и катионообменной мембраной 7. Между камерами

1 и 2 расположены ацетатцеллюлозные мембраны 8.

Минерализованную воду, содержащую смесь ионов, например йа, CI, Са 1 и S04, подают в камеры опреснения

1 и 2. Перед проведением процесса вводят в полость между двумя обратноосмотическими мембранами раствор соли, содержащий ионы, которые не образуют осадки с ионами минерализованной воды, например йаС!. Под действием поля постоянного электрического тока катионы йа и Са и

+0. анионы С и SO из камер опресне4 ния 1 и 2 мигрируют через катионои анионообменные мембраны соответственно в полость концентрирования.

Так как под действием поля постоянного электрического тока обратноосмотические ацетилцеллюлозные мембраны преимущественно пропускают одновалентные ионы йа и С! и задер899064 живают двухвалентные ионы Са <и 50, то ионы Na+ проходят из камеры 3 через две обратноосмотические мембраны в камеру 4. В связи с этим в камере 4 концентрируются растворимые соли йаС! и Na 50< . Ионы С Г, в свою очередь, проходят из камеры 4

i через две обратноосмотические мембраны в камеру 1, в которой концентрируются растворимые соли NaCI u CaCly

Растворы солей из камер 3 и 4 выводятся отдельными потоками.

При размещении в камерах концентрирования между катионо- и анионообменными мембранами двух и более обратноосмотических ацетилцеллюлозных мембран разделение ионов Na и Ca+<

СГ и SO " улучшается, так как обратноосмотические мембраны образуют одну или несколько камер, заполненных раствором NaCI, которые являются дополнительным барьером для ионов Ca 1è

50 . Камеры с раствором NaCI, ограниченные обратноосмотическими мембранами, в обмене ионов не участвуют, а обеспечивают только передвижение ионов С.I и На поэтому солесодержание раствора в них изменяется незначительно.

При размещении в камерах концентрирования одной обратноосмотической ацетилцеллюлозной мембраны раз- 30 .деление ионов Na+ и Са., С Г и 504 худшее,чем в случае двух обратноосмо тических ацетилцеллюлозных мембран.

Это связано с уменьшением селективного барьера для ионов Са и 50 . 3

Следует отметить, что если бй в камере концентрирования между катионо- и анионообменными мебранами не помещали хотя бы одну обратноосмотическую ацетилцеллюлозную мем- 4ц брану, а в полости опреснения подавали бы минерализованную воду; содержащую ионы, которые могли бы при концентрировании давать труднорастворимые осадки, то в полостях концентрирования должны были бы образоваться осадки.

В известном электродиализаторе максимальное значение концентрации ионов SO, полученное в начале эксперимента в полости концентрирования, составляет 4,8 г/л и в дальнейшем за 10,7 ч снижается до 2,6 г/л, т.е. в 1,85 раза. При этом увеличивается напряжение и затраты электроэнергии на процесс электродиализа. И

Наблюдаемое ухудшение характеристик процесса электродиализа вызвано образованием в полости концентрирования на ионообменных мембранах осадка сульфата кальция. Толщина слоя осадка сульфата кальция после истечения

13 ч эксперимента достигает 1-1,2 мм.

В предлагаемом электродиализаторе минерализованную воду подают в камеры опреснения 2 и 5 электродиализатора. В электродные полости поступает 0 1 н. раствор NaCI. Плотность тока, при которой работает аппарат, составляет 0,5 A/äì . B камерах 2 и 5 получают пресную воду примерно такого же качества, как и в предыдущих примерах Содержание ионов 504 в процессе электродиализа достигает в камере 4 8,2 г/л, а в камере 3

1,38 г/л. В течение последних пяти из одиннадцати часов работы электуодиализатора эти значения концентраций практически не изменяются.

Таким образом, использование предлагаемого способа для очистки минерализованных природных и сточных, например шахтных, вод, а также других растворов позволяет вести процесс электродиализа без предварительной их подготовки, заключающийся в удалении ионов, образующих при электродиализе осадки на ионообменных мембранах.

Согласно предварительному подсчету экономический эффект от внедрения йредлагаемого способа на водоочистной станции с производительностью 1000 ьР/сут составит

42 тыс.руб..в год за счет исключения стадии предварительной очистки воды от ионов, образующих в процессе электродиализа осадки на ионообменных мембранах, а вследствие. этого увеличение срока службы электродиализатора. формула изобретения

Электродиализатор для обработки минерализованных вод, включающий корпус, анионообменные и катионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и обессоливания, и штуцеры подачи воды в камеры обессоливания, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы электродиализатора за счет предотвращения осадкообразования на мембранах он дополнительно снаб1 жен одной или несколькими обратноосмотическими мембранами, выполненными из ацетатцеллюлозы и размещенными в камерах концентрирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гребенюк В.Д. Электродиализ.

"Техника". К., 1976, с. 22.

899064

Составитель О. Зобнин

Редактор Н. Гунько Техред A. Савка Корректор И- Швыдкая

Заказ 12081

Тираж 732 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП " Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4