6.6.3.4.Электродиализ.

Электродиализом называют процесс переноса ионов через мембрану под действием приложенного к ней электрического поля. Для очистки сточных вод методом электродиализа используют электрически активные ионитовые мембраны.

Указанный процесс используют для опреснения соленых вод, а также очистки промышленных сточных вод и отработанных технологических растворов.

Ионитовая мембрана, помещенная в электролизную ванну, действует как ионитный фильтр: она проницаема только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных (обменных) ионов ионообменной смолы, из которых изготовлена мембрана. Различают два типа ионитовых мембран: катионитовые и анионитовые. Первые из них пропускают через себя лишь катионы, вторые - анионы. Следует подчеркнуть, что ионитовые мембраны не требуют специальной регенерации. В таблице 6.10 представлены основные свойства отечественных ионитовых мембран.

Таблица 6.33

Основные свойства ионитовых мембран.

Марка	Толщина	Ионообменная емкость	Селективность в 0,1 м	Электрическое сопротивление, Ом/см2		Прочность на разрыв,
	мм	мг-экв/г	р-ре NaCl	Удельное	поверхностное	МПа
Анионитовые мембраны
МА-40	0,5-0,7	3-4,4	0,94	200-250	12-17	12-13
МА-100	0,3	2-2,3	0,97	150-180	3,5-6	12-14
А-4	0,6	3,5	0,93	-	-	-
РМА	0,1	5	0,96	104	1	8
Китионитовые мембраны
МК-40	0,4-0,7	2,3-2,5	0,96	180-203	9,8-16,2	12-15
МК-100	0,3	2,5-2,8	0,97	120-150	2,4-5	12-15
К-2	0,6-0,7	2	0,96	-	-	-
РМК-10	0,3	1,9	0,86	208	6,3	13

Процесс очистки сточных вод осуществляется в многокамерных аппаратах (электродиализаторах), в которых плоские мембраны расположены параллельно. Схема процесса электродиализа представлена на рис. 6.33, а схема циркуляционной электродиализной установки непрерывного действия на рис. 6.34.

Рис. 6.62 Схема процесса электродиализа (цифры в кружках - номера камер)

А - анионитовые мембраны, К - катионитовые мембраны, 1 - выход газообразного водорода, 2 - подача сточной воды, 3 - выход газообразных кислорода и хлора, 4 - выпуск обессоленной воды, 5 - выпуск концентрированного рассола.

Рис. 6.63. Схема циркуляционной электродиализной установки непрерывного действия

1 - подача сточной воды, 2 - рабочие баки, 3 - бак для рассола, 4 - выпуск рассола, 5 - выпуск дилюата, 6 - электродиализатор, 7 - подача рециркуляционного рассола, 8 - насосы, 9 - подача смеси рециркуляционной и сточной воды, 10 - выпуск рассола из электродиализатора,

11 - выпуск обессоленной воды.

Процесс электродиализа осуществляется следующим образом. Катионы, двигаясь под действием электрического тока к катоду проходят катионитовые мембраны, но задерживаются анионитовыми мембранами. Анионообменные мембраны пропускают анионы, направляющиеся к аноду, но являются преградами для катионов. В результате протекания этого процесса соли переносятся током из четных камер в нечетные, вода в четных камерах опресняется, а в нечетных рассольных камерах накапливаются соли. Так происходит процесс очистки воды от присутствующих в ней солей.

Различают электродиализаторы двух типов: прокладочные (ЭДУ-50, ЭХО-М-5000х200, "Родник-3"), которые имеют горизонтальную ось электрического поля и пропускную способность 2-20м³/ч, а также лабиринтного типа (Э-400М,ЭДУ-2,ЭДУ-1000, АЭ-25), имеющую вертикальную ось электрического поля (пропускная способность 1-25 м³ /ч).

В практике обессоливания и очистки воды применяют следующие типы установок: прямоточные, циркуляционные (порционные). циркуляционные непрерывного действия и установки с аппаратами, имеющими последовательную гидравлическую систему движения потоков в рабочих камерах.

В циркуляционных электродиализных установках непрерывного действия (рис 4.34), число сточной воды непрерывно смешивается с частью не полностью обессоленной воды (дилюата), проходит через электродиализатор и направляется в резервуар очищенной воды.

Разработаны электродиализные методы регенерации хромовой кислоты из отработанных концентрированных растворов и электролитов, выделение кислот (серной, азотной, соляной, фосфорной и плавиковой) из отработанных травильных и полировочных растворов, едкой щелочи из отработанных травильных растворов. Указанным методом возможно выделение из сточных вод и ряда металлов (например, меди).