(54) СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ В ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОРЕ
1
Изобретение относится к обессоливанию воды в электродиализных аппарата.х и может быть использовано в водоподготовке.
Известен способ обессоливания воды в электродиализных аппаратах, при котором удаление образовавшихся осадков с поверхности мембран производится периодически кислыми водными растворами при небольшой плотности тока 1.
Однакокачество обессоленной воды, получаемой потребителем, ухудшается во времени. На период удаления осадка и подготовительных операций аппарат довольно продолжительно не обессоливает воду.
Известен также способ обессоливания воды в электродиализаторе с периодическим изменением полярности электродов и одновременным с ним переключением потоков камер обессоливания и концентрирования, вывода диолизата из камер обессоливания в емкость для обессоленной воды и вывода воды из камер концентрирования в дренаж и/или в емкость для рассола 2.
Недостатком указанного способа является низкое качество обессоленной воды. При изменении полярности электродов в камеpax обессоливания с поверхности мембран происходит растворение осадка, образовавшегося, когда эти камеры являлись камерами концентрирования, т.е. до переключения. Растворившийся осадок, попадая в обессоливаемую воду, увеличивает ее солесодержание. Кроме того, рассол, находящийся в этих же камерах, при изменении полярности электродов и переключении гидравлических трактов неизбежно попадает в обессоленную воду. Все это приводит к тому, что
10 первые порции воды, выходящие из камер обессоливания после переключения, имеют солесодержание значительно, выше, чем даже в исходной воде. Смешивание этих порций с обессоленной водой приводит к снижению ее качества. Процесс растворения
15 образовавшихся осадков с поверхности мембран довольно продолжителен по времени.
Целью изобретения является увеличение степени обессоливания.
Поставленная цель достигается тем, что
20 согласно способу обессоливания воды в электродиализаторе с периодическим изменением полярности электродов и одновре.менным с ним переключение.м потоков ка.мер обессоливания и концентрирования, вывода обессоленной воды в емкость для обессоленной воды и вывода воды из камер концентрирования в дренаж и/или в емкость для рассола, после переключения потоков воду, подаваемую в камеры обессоливания, в течение 3-5 мин подкисляют до рН 0,5-1 и диализат в течение 6-15 мин сбрасывают в дренаж и/или в емкость для рассола. Кратковременное в течение первых 3- 5 мин после изменения полярности электродов подкисление обессоливаемой воды до рН 0,5-1 в 2-3 раза ускоряет процесс удаления труднорастворимых осадков поливалентных ионов с поверхности мембран. Расход кислоты при этом невелик. Так как диализат сбрасывается в течение 6-15 мин, то камеры и тракт обессоливания до направления диализата в емкость для обессоленной воды успевают промыться от остатков кислоты, рассола и основной массы растворившегося осадка. Более сильное подкисление обессоленной воды ниже рН 0,5 нецелесообразно, так как ухудшаются механические свойства мембран армированных капроновой сеткой. При подкислении воды Ьыше рН 1 удаление осадка более продолжительно во времени. . Подкисление обессоливаемой воды в течение более длительного времени, чем 5 мин, требует более продолжительной отмывки трактов аппарата, расход кислоты при этом также увеличивается. Подкисление в течение менее 3 мин малоэффективно. Так как попадание кислоты в уже обессоленную воду нежелательно, то сброс диализата -должен осуществляться в течение времени подкисления с некоторым запасом, т.е. не менее 6 мин. Экспериментально установлено, что полное удаление осадков соединений жесткости с поверхности мембран при изменении полярнос1И и подкислении до рН 0,5-1,0 не превышает 15 миН, без подкисления иногда вообще не удается полностью удалить осадки, особенно с прокладок и турбулизаторов. Сброс первых порций диализата в бак рассола позволяет снизить .расход воды и кислоты на собственные нужды аппарата и особенно целесообразен при высоком концентрировании рассола. В случае получения глубоко обессоленной воды более целесообразно сбрасывать первые порции диализата в дренаж, не допуская высокого концентрирования рассола, так как в этом случае увеличиваются энергозатраты на электродиализ и при возможных перетоках воды из камер концентрирования в камеры обессоливания значительно ухудшается качество обессоленной воды. Пример I. Известково-коагулированную воду состава, мг.л: 197 SO4 72 СГ 32,4 СО| 3,4 ОН, 87 Na-, 50 6 0,15 железа, общее солесодержание 460-500 мг/л обессоливают в. электродиализном аппарате при напряжении 4В на ячейку и скорости протока 10 см/с. Исходное солесодержание рассола 2500 мг/л. Производительность аппарата 15 т/ч, изменение полярности производят через каждые два часа. Подкисление обессоливаемой воды не производят. Всю воду из тракта диализата направляют в бак диализата. Анализ солесодержанйя диализата на выходе из аппарата во время опытов приведен в табл. 1. За время опыта получено 30 т частично обессоленной воды. Вода с солесодержанием меньшим, чем в исходной воде начинает поступать в бак диализата через 10 мин после переключения, но степень обессоливания низкая. Средняя степень обессоливания в расчете на суммарное солесодержание составляет 42%. Разборка аппарата после 40 переключений показала отсутствие соединений жесткости на поверхности мембран, на поверхности сетки-турбулизатора и прокладках обнаружены соединения железа и следы соединений жесткости. Пример 2. Известково-коагулированную воду состава, ,мг/л: 197 SOfl 72 С1 , 32,4 СО|: 3,4 ОН , 87 Nat 50 Са 6,0 Mg4 0,25 железа, общее солесодержание 460- 500 мг/л обессоливают в электродиализном аппарате при напряжении 4В на ячейку и скорости протока 10 см/с. Исходное солесодержание рассола 2500 мг/л. Производительность аппарата 15 т/ч, после изменения полярности и переключения трактов контуров обессоливания и концентрирования воду, подаваемую в контур обессоливания в течение 4 мин, подкисляют соляной кислотой до .рН 0,5, 6 мин сбрасывают в бак рассола, а затем направляют в бак диализата. Анализ солесодержанйя диализата во время опытов приведен в табл. 2. За время опыта получено 28,2 т частично обессоленной воды. Вода с солесодержанием меньшим, чем в исходной воде, начинает поступать на выходе из аппарата через 5 мин после переключения. Средняя степень обессоливания в расчете на суммарное солесодержание составляет 53%. Разборка аппарата после 40 переключений показала, что поверхность мембран сетки-турбулизатора и прокладок свободна от каких-либо загрязнений. Как видно из примеров, сброс первых порций воды, выходящей из контура обессоливания после изменения полярности электродов, в бак рассола и кратковременная кислотная промывка камер позволяют повысить общую степень обессоливания с 42 до 53%. Подкисление контура обессоливания ускоряет удаление осадка с поверхности мембран с 10 до 5 мин. Применение предлагаемого способа особенно целесообразно при частом изменении
полярности электродов, а также глубоком обессоливании воды, когда попадание в диализат даже небольших количеств воды с высоким солесодержанием резко ухудшает его качество. Применение предлагаемого способа не требует больших капитальных затрат и сложных переделок в схемах. Экономическая эффективность предлагаемого способа непрерывного обессоливания воды в электродиализном аппарате за счет повышения степени обессоливания составляет около 25 тыс. руб. в год на одну установку производительностью 100 частично обессоленной воды.
Таблица 1
Формула изобретения
Способ обессоливания воды в электродиализаторе с периодическим изменением полярности электродов и одновременным с ним переключением потоков камер обессоливания и концентрирования, вывода диали-зата из камер обессоливания в емкость для обессоленной воды и вывод воды из камер концентрирования в дренаж и/или в емкость для рассола, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени обессоливания.
Таблица 2
30 после переключения потоков воду, подаваемую в камеры обессоливания в течение 3- 5 мин, подкисляют до рН 0,5-1 и диализат в течение 6-15 мин сбрасывают в дренаж и/или в емкость для рассола.
Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе
