Электродиализ воды

Электродиализ
Явление электродиализа заключается в перемещении ионных примесей воды в постоянном электрическом поле: отрицательно заряженные анионы движутся к положительно заряженному электроду аноду, а катионы – к катоду. При этом из межэлектродного пространства удаляются растворенные соли и в нем накапливается пресная вода. Для отделения пресной воды от рассола устраиваются диафрагмы по типу рис. 1.

Рис.6.11. Схема диафрагменных электролизеров.

Одновременно на электродах протекают реакции разложения молекул воды с выделением кислорода на аноде и водорода на катоде . На аноде также может выделяться хлор.

Рис. 2. Многокамерный электродиализер 1- анод; 2- катод; 3- катионитовые мембраны; 4- анионитовые мембраны; О- опресненная вода, Р- рассол.

На практике применяются многокамерные электродиализеры с селективными мембранами (рис. 2). Такие мембраны представляют собой полимерные пленки из ионообменных материалов с тонкими капиллярными порами размером 10-9- 10-8 м. В зависимости от знака заряда ионогенных групп мембраны могут быть катионитовыми (отрицательный заряд ионов) или анионитовыми (положительно заряженными). Анионные примеси воды отталкиваются от катионитовой мембраны и не проходят сквозь нее, а катионы проходят. Соответственно катионы не проходят сквозь анионитовые мембраны, а анионы проходят. Чередуя в пространстве электродиализ ера между анодом икатодом катионитовые и анионитовые селективные мембраны, мы тем самым разделяем его на камеры, в которых поочередно будет накапливаться то пресная вода, то рассол. Количество таких камер может достигать 250-500 штук, расстояние между мембранами составляет 0,5-1,5 мм. Селективные мембраны могут быть также биполярными, амфотерными и гетерогенными. По виду поверхности мембраны могут быть гладкими, ворсистыми и профилированными. Мембраны должны обладать высокой электропроводностью, механической прочностью, химической стойкостью, мало набухать в воде. Толщина мембран 0,2-0,5мм. Количество электричества, необходимое для удаления солей из 1м3 воды вычисляется по формуле:

I*t = 26,8(Co-Cост), А-час/м3

Здесь: I – величина электрического тока, пропускаемого через электродиализный аппарат, Ампер;

t – продолжительность пропускания тока, час;

26,8 – количество электричества, необходимое для выделения из воды 1-г-экв. солей;

Co – концентрация солей в исходной воде, г-экв/м3

Cост – концентрация солей в опресненной воде, г-экв/м3.

Вода, подающаяся на электродиализ ные аппараты, должна быть осветленной (содержание взвесей не должно превышать 5 мг/л), обесцвеченной (цветность до 20 градусов), содержать не более 2 мг/л растворенного железа.

Электродиализ воды – статья на сайте “студент-строитель.ру”