Способ обессоливания воды

(51)7 02 1/461, 02 1/469, 01 61/44 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Товарищество с ограниченной ответственностью фирма Эйкос(57) Изобретение относится к электродиализным способам опреснения минерализованных вод и может быть использовано для обессоливания природных, сточных и других вод с повышенной концентрацией кальция и магния. Задачей изобретения является разработка высокоэффективного способа обессоливания путем снижения концентрации солей кальция и магния в обессоливаемой воде, позволяющего снизить напряжение на электродиализаторе за счет предотвращения осадкообразования на мембранах. Предложен способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания, отличающийся тем, что предварительно осуществляют умягчение обессоливаемой воды в диафрагменном электролизере, после чего образующийся анолит подают в камеры концентрирования, а католит в камеры обессоливания и проводят электродиализ. 12602 Изобретение относится к электродиализным способам опреснения минерализованных вод и может быть использовано для обессоливания природных, сточных и других вод с повышенной концентрацией кальция и магния. Известен способ обессоливания воды, осуществляемый в установке для извлечения кальция и магния, представляющей собой диафрагменный электролизер, который позволяет из воды с жесткостью 14,5-16 мг-экв/л получать анолит с жесткостью 1,11,5 мг-экв/л и рН 2,5-3, а также католит с жесткостью 0,6-1,0 мг-экв/л и рН 10,5-11,0 (Яковлев С.В. и др. Технология очистки воды. Л. Стройиздат, 1987,с. 164-165). Данная технология позволяет удалять соли жесткости, но оставляет в воде хлориды, сульфаты и т. д. Наиболее близким по технической сущности является известный 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, кл. В 01 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. Задачей изобретения является разработка более эффективного способа обессоливания путем снижения концентрации солей кальция и магния в обессоливаемой воде, позволяющего снизить напряжение на электродиализаторе за счет предотвращения осадкообразования на мембранах. Технический результат достигается тем, что так же, как в известном способе, проводят обессоливание воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания. Однако, в отличие от известного способа, осуществляют предварительное умягчение обессоливаемой воды в диафрагменном электролизере, после чего образующийся анолит подают в камеры концентрирования, а католит - в камеры обессоливания. В результате электрохимической обработки воды в диафрагменном электролизере, во-первых,снижается жесткость воды в католите и анолите, а во-вторых, анолит становится кислым, а католит щелочным. При обычном электродиализе отложение солей происходит в камерах концентрирования,поскольку в камерах обессоливания вода подкисляется, а в камерах концентрирования - подщелачивается. В изобретенном способе предлагается кислый анолит направлять в камеры концентрирования, а щелочной католит - в камеры обессоливания. Кислый анолит будет предотвращать образование солеотложений в камерах концентрирования, а щелочной католит после обессоливания будет иметь рН около 8, что соответствует требованиям ГОСТа на питьевую воду. Способ проверен и осуществлен следующим образом. Пример 1 (по способу-прототипу) Минерализованная вода с исходным солесодержанием 3520 мг/л и жесткостью 14,5-16,7 мгэкв/л объемом 600 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 150 В. Продолжительность непрерывной работы без переполюсовки 12 часов. В камеры концентрирования по известному способу дополнительно вводили 7 -ный раствор хлористого натрия в количестве 1 от массы обессоливаемой воды. В результате электродиализа получили обессоленную воду с концентрацией 478 мг/л. Пример 2 (по предлагаемому способу) Обессоливаемая вода с солесодержанием 3520 мг/л и жесткостью 14,5-16,7 мг-экв/л общим объемом 600 л предварительно направлялась в диафрагменный электролизер объемом 120 л. Количество электродов в анодной и катодной камерах - по 3. Материал анодов ОРТА (титан, покрытый оксидом рутения), материал катодов - титан, диафрагма выполнена из бельтинга (фильтровальная ткань). Напряжение, подаваемое на электролизер, - 24 В. В результате электролиза получили анолит с жесткостью 1,6 мг-экв/л и рН 2,7 и католит с жесткостью 0,9 мг-экв/л и рН 11,8. Продукты электролиза подавали в электродиализный аппарат ЭДИС-50 Б, причем в камеры обессоливания направляли католит, а в камеры концентрирования - анолит. Рабочее напряжение, подаваемое на электродиализатор, - 127 В. Продолжительность непрерывной работы аппарата - 12 часов. Среднее солесодержание полученной обессоленной воды 450 мг/л. При разборке электродиализатора 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 увеличить степень обессоливания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ обессоливания воды электродиализом в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания, отличающийся тем, что осуществляют предварительное умягчение обессоливаемой воды в диафрагменном электролизере, после чего образующийся анолит подают в камеры концентрирования, а католит - в камеры обессоливания и проводят электродиализ.