Из-за высоких значений рН возрастает вероятность процесса отложения осадка на поверхности мембраны. Вдобавок газообразный водород следует удалять для повышения эффективности процесса ЭДИ.
Приведенные ниже реакции имеют место на аноде:
2Н2О → 4Н+ + О2 + 4е-
2Сl- → Сl2 + 2e-
рН будет иметь низкое значение на аноде. Это будет способствовать образованию газообразных хлора и кислорода; причем концентрация хлора будет выше концентрации кислорода. Хлор может способствовать разрушению материала мембраны.
Именно из-за образования газообразных водорода, кислорода и хлора поток, омывающий электроды (электролит) постоянно сбрасывается, пока концентрация этих газов не вышла за рамки ПДК.
Энергетические затраты электродеионизационной установки пропорциональны падению напряжения, приходящемуся на каждую ячейку. Падение напряжения на каждой ячейке может быть выражено через такие величины, как сопротивления мембраны и самой ячейки, а также мембранного потенциала. При плотностях электрического тока выше определенной предельной величины ионной диффузии становится недостаточно для создания тока через мембрану. И как результат ток создается при помощи переноса Н+ и ОН- ионов, которые образуются при диссоциации воды. Это все будет приводить к уменьшению КПД тока, возрастанию требуемого напряжения и отложениям нерастворимых гидроксидов на поверхности мембран.
Сопротивление мембранного модуля – это функция электропроводности раствора, поступающего на очистку, ионной формы ИО смол в дилюационной камере, а также сопротивления компонентов ячейки (мембраны, прокладок и ИО смолы). Энергетические затраты оправдываются тем, что они понижают общее сопротивление, что способствует движению частиц. Это может быть достигнуто, если работать при высоких рН для потока концентрата или при условии высоких скоростей потока концентрата, однако, ключевым моментом является конструкция прокладок в дилюационной камере. Другой новейшей разработкой в технологии тонкоячеечной ЭДИ было помещение ИО смол в концентрационную ячейку, однако, эта разработка пока не нашла применения в промышленности.
Обычный процесс ОО и процесс ЭД плохо удаляют слабо диссоциирующие вещества, такие как силикаты, диоксид углерода и аммиак, а также соединения бора. Когда процесс ЭДИ только начал развиваться, имелись некоторые сложности в удалении неионизированного диоксида углерода. В литературе было предложено использование дозирования щелочи в исходный поток для увеличения рН исходной воды и последующего удаления СО2 в форме бикарбоната. Использование моносферических ИО смол также показало эффективность в удалении слабо ионизированных веществ, так как произошло увеличение эффективной площади поверхности ИО смол в аппарате. Однако, степень удаления слабо ионизированных веществ связана со степенью разложения воды. Сильно ионизированные частицы удаляются первыми по пути прохождения потока воды, а слабо ионизированные частицы удаляются, когда поток воды проходит дальше по слою ФСД, где происходит процесс электролиза. ИО смолы, способные к быстрой регенерации, действуют как микро-области, имеющие высокие или низкие значения рН, позволяющие ионизировать слабо ионизированные частицы. Когда эти частицы приобретают заряд после прохождения процесса ионизации, они становятся подвержены действию сильного поля постоянного тока и удаляются из дилюационной камеры через ИО мембраны.
На ЭДИ установках, построенных на базе ячеек E-Cell компании GE Water Technologies было проведено много опытов по удалению слабо ионизированных веществ. Селективность по силикатам была изучена при достаточно широком спектре концентраций электролитов, расхода и силы тока. Данные селективности по силикатам и соответствующие Е-факторы показаны в таблице 2.6 в зависимости от начального содержания силикатов и изменяемых параметров. Представленные в таблице 2.6 значения, которые можно разбить на три условные группы, вполне соотносятся с теми, которые применяют на практике. На основе этих значений можно гарантировать содержание силикатов в получаемой воде ниже 20, 10 и 5 мкг/л соответственно.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.