Электродиализатор Советский патент 1982 года по МПК C02F1/469 

1

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

Известен электродиалиэатор для обработки минерализованных вод, включающий корпус, анионообменные мембраны, образующие 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 обессоливания, дополнительно снабжен одной или несколькими обратноосмотическими мембранами, выполненньами из ацетатцеллюлозы и размео1енными 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

10 мембраны 8.

Минерализованную воду, содержащую смесь ионов, например Na , С 1 , Са и S04/ подают в камеры опреснения 1 и 2. Перед проведением процесса

15 вводят в полость между двумя обратноосмотическими мембранами раствор соли, содержагчий ионы, которые не образуют осадки с ионами минерализованной воды, например NaCI. Под

20 действием поля постоянного электрии Са

ческого тока катионы Na

и анионы С Г и из камер опреснения 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

30 одновалентные ионы Na и СГи задерживгиот двухвалентные ионы 50 то ионы проходят из камеры 3 через две обратноосмотические мембраны в камеру 4. В связи с этим в камере 4 концентрируются растворимые соли NaC I и . Ионы С Г, в свою очередь, проходят из камеры 4. через две обратноосмотические мембраны в камеру 1, в которой концентрируются растворимые соли NaC I и СаС 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 С 1 и SO/улучшается, так как обратноосмотические мембраны образуют одн или несколько камер, заполненных раствором NaCI, которые являются дополнительным барьером для ионов Сг(и . Камеры с раствором NaC I , ограниченные обратноосмотическими мембранами, в обмене ионов не участвуют а обеспечивают только передвижение ионов СРи поэтому солесодержание раствора в них изменяется незначительно.

При размещении в камерах концентрирования одной обратноосмотической ацетилцеллюлозной мембраны раз.деление ионов Na и , С Г и 50д худшее,чем s случае двух обратноосмо тических ацетилцеллюлозных мембран. Это связано с уменьшением селективкого барьера для ионов So5 .

Следует отметить, что если бы в камере концентрирования между катионо- и анионообменными мебранами не помещали хотя бы одну обратноосмотическую ацетилцеллюлозную мембрану, 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 50 , полученное в начале эксперимента в полости концентрирования, составляет 4,8 г/л и в дальнейшем за 10,7 ч снижается до 2,6 г/ т.е. в 1,85 раза. При этом увеличивается напряжение и затраты электроэнергии на процесс электродиализа. Наблюдаемое ухудшение характеристик процесса электродмализа 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 А/дм. В камерах 2 и 5 получают пресную воду примерно такого же качества, как и в предыдущих примерах. Содержание -ионов 50 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 электродиализатора 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 предлагаемого способа на водоочистной станции с производительностью 1000 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 снабжен 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. .

На Са

«:.

so