СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ

СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ


RU (11) 2233799 (13) C1

(51) 7 C02F1/469, C02F103:04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 02.05.2006 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2004.08.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003125231/15 
(22) Дата подачи заявки: 2003.08.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.08.18 
(45) Опубликовано: 2004.08.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 982712 А, 23.12.1982. ГРЕБЕНЮК В.Д. Электродиализ, Техника. - Киев, 1976, с.87. SU 698632 А, 25.11.1979. SU 1838248 А3, 30.08.1993. GB 2265633 А, 06.10.1993. 
(72) Имя изобретателя: Пилат Б.В. (RU); Пилат К.Б. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью Фирма "ЭЙКОСЪ" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 127410, Москва, ул. Поморская, 33, ООО Фирма "ЭЙКОСЪ" 

(54) СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ 

Изобретение относится к техническим средствам опреснения минерализованных вод и может быть использовано для обессоливания природных, сточных и других вод с повышенной концентрацией солей жесткости. Способ включает обессоливание воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания, разделение исходной воды на обессоленный диализат и минерализованный концентрат, выведение диализата из камер обессоливания в емкость для обессоленной воды и выведение концентрата из камер концентрирования, в дренаж или в емкость для рассола, при этом воду, подаваемую в камеру обессоливания, подкисляют до рН 5,0-6,9, а воду, подаваемую в камеру концентрирования, также дополнительно подкисляют до рН 4,3-5,0. Технический эффект - сокращение расхода кислоты при практически полном исключении зарастания камер и трактов электродиализного аппарата. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к техническим средствам опреснения минерализованных вод и может быть использовано для обессоливания природных, сточных и других вод с повышенной концентрацией кальция и магния.

Известен способ обессоливания воды путем электродиализа в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания, с подпиткой камер обессоливания раствором электролита, с пониженной концентрацией осадкообразующих ионов /А.С.СССР № 698632, В 01 D 13/02, 1979/. В процессе электродиализа исходный раствор подают в камеры обессоливания и концентрирования. Со временем в обеих камерах образуются: осадки, преимущественно карбоната кальция, причем наибольшее количество осадка образуется в камерах концентрирования. В известном способе предлагается в одну из камер обессоливания дополнительно вводить раствор хлористого натрия, что приводит к снижению осадкообразования и снижению напряжения, подаваемого на электроды электродиализатора.

Однако известный способ представляет скорее теоретический интерес, поскольку в реальных условиях вводить в одну или несколько камер дополнительный специальный электролит не представляется возможным.

Известен способ обессоливания воды в электродиализаторе /А.С.СССР № 982712, кл. В 01 D 13/02, 1982/, включающий пропускание обессоливаемой воды через электродиализатор, разделение воды на обессоленный диализат и минерализованный концентрат, вывод диализата из камер обессоливания в емкость для обессоленной воды и вывод концентрата из камер концентрирования в дренаж или в емкость для рассола, при этом периодически промывают камеры электродиализатора, для чего изменяют полярность электродов и одновременно с этим переключают потоки камер обезсоливания и концентрирования, так что камеры концентрирования становятся камерами обессоливания. После переключения потоков воду, подаваемую в камеры обессоливания (бывшие камеры концентрирования, подвергающиеся зарастанию осадками), подкисляют до рН 0,5-1,0 и диализат в течение режима промывки сбрасывают в дренаж и/или в емкость для рассола.

Недостаток известного способа заключается в существенном расходе кислоты для поддержания рН 0,5-1,0, кроме того, камеры концентрирования и тракт диализата и в рабочем режиме и тем более в режиме промывки также зарастают солеотложениями, хотя и медленнее, чем камеры концентрирования.

Задачей изобретения является разработка более эффективного способа обессоливания за счет предотвращения осадкообразования на мембранах.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, - сокращение расхода кислоты при практически полном исключении зарастания камер и трактов электродиализного аппарата.

Технический результат достигается тем, что так же, как в известном способе, проводят обессоливание воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания, разделяют исходную воду на обессоленный диализат и минерализованный концентрат, выводят диализат из камер обессоливания в емкость для обессоленной воды и выводят концентрат из камер концентрирования в дренаж или в емкость для рассола, при этом воду, подаваемую в камеры обессоливания, подкисляют.

Однако в отличие от известного способа воду, подаваемую в камеру концентрирования, также дополнительно подкисляют до рН 4,3-5,0, а воду, подаваемую в камеры обессоливания, подкисляют до рН 5,0-6,9.

При рН 4,3 осадкообразование исключается независимо от концентрации в воде карбонатных и бикарбонатных ионов. Таким образом рН 4,3 принят за нижнюю границу подкисления. Повышение рН увеличивает риск образования отложений, однако до рН 5 вероятность отложений невелика, поэтому на практике электродиализ по предложенному способу ведут при значениях рН в пределах 4,3-5,0.

В трактах и камерах диализата концентрация осадкообразующих ионов значительно меньше, чем в камерах и тракте концентрата. Скорость осадкообразования меньше, и даже незначительное снижений рН в сравнении с нейтральным (на 0,1) существенно снижает риск образования отложений. Поэтому по предлагаемому способу процесс ведут при рН в камерах и тракте диализата 5,0-6,9.

Способ проверен и осуществлен следующим образом.

Пример 1 ( по способу-прототипу)

Минерализованная вода с исходным солесодержанием (TDS) - 1220 мг/л и жесткостью 14,5-16,7 мг-экв/л подвергалась обессоливанию на электродиализном аппарате ЭДИС-50Б фирмы “Эйкос” производительностью 50 л/час с числом рабочих ячеек (пар камер) 80 и рабочим напряжением на электродах 150 В. Обработку воды осуществляли в непрерывном режиме с периодическим переключением в режим промывки. В камеры концентрирования по известному способу дополнительно вводили раствор концентрированной (30%) соляной кислоты до значения рН 1.

В результате электродиализа получили обессоленную воду с концентрацией 478 мг/л, однако при вскрытии аппарата через две недели было выявлено зарастание камер обессоливания и тракта обессоливания.

Пример 2 ( по предлагаемому способу)

Минерализованная вода с исходным солесодержанием (TDS) - 1220 мг/л и жесткостью 14,5-16,7 мг-экв/л подвергалась обессоливанию на электродиализном аппарате ЭДИС–50 Б фирмы “Эйкос” производительностью 50 л/час с числом рабочих ячеек (пар камер) 80 и рабочим напряжением на электродах 120 В. Обработку воды осуществляли в непрерывном режиме. В камеры концентрирования вводили раствор концентрированной (30%) соляной кислоты до рН 4,3, а в камеры обессоливания вводили раствор соляной кислоты до рН 5,5.

Среднее солесодержание полученной обессоленной воды 464 мг/л, при этом при разборке электродиализатора через два месяца осадка в камерах обнаружено не было.

Таким образом, основное преимущество предлагаемого способа заключается в предотвращении образования отложений в камерах, что позволяет снизить рабочее напряжение, подаваемое на электродиализатор, т.е. снизить энергозатраты на обессоливание и тем самым повысить эффективность обессоливания. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ обессоливания воды электродиализом, включающий обессоливание воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания, разделение исходной воды на обессоленный диализат и минерализованный концентрат, выведение диализата из камер обессоливания в емкость для обессоленной воды и выведение концентрата из камер концентрирования в дренаж или в емкость для рассола, при этом воду, подаваемую в камеру обессоливания, подкисляют, отличающийся тем, что воду, подаваемую в камеру концентрирования, также дополнительно подкисляют до рН 4,3-5,0, а воду, подаваемую в камеры обессоливания, подкисляют до рН 5,0-6,9.