Рисунок 3.14 – Вид рулонного EDI
В модулях Dow™ EDI используется электрический ток, который вызывает непрерывную миграцию ионов примесей из исходной воды в поток концентрата, при этом происходит непрерывная регенерация ионообменных смол ионами Н+ (водород) и ОН- (гидроксил), которые образуются при распаде воды. Исходная вода (поток фильтрата) поступает в нижнюю часть модуля Dow EDI и разбивается по нескольким вертикальным спиральным ячейкам, называемым также "D" (dilute) каналами. Поток фильтрата проходит вертикально через ионообменные смолы, расположенные между двумя мембранами (анион-селективной мембраной, пропускающей только анионы, и катион-селективной мембраной, пропускающей только катионы).
Концентрат подается в нижнюю часть модуля через центральную трубку и разбивается на вертикальные каналы, которые называют "С" (concentrate) каналами.
Рисунок 3.15 - Принцип работы рулонного EDI
Поперек ячеек приложен постоянный потенциал. Постоянное электрическое поле расщепляет небольшую долю молекул воды (Н2O) на ионы водорода (Н+) и гидроксила (ОН-). Ионы Н+ и ОН- сорбируются на ионообменных группах катионита и анионита, непрерывно регенерируя смолу. Ионы водорода имеют положительный заряд, а гидроксил ионы — отрицательный. Ионы обоих типов мигрируют сквозь смолу, а затем, проходя через соответствующую ион-селективную мембрану, попадают в канал концентрата, благодаря притяжению к катоду и аноду, соответственно. Катион-селективные мембраны пропускают только катионы, и не пропускают анионы и воду, в то время как анион-селективные мембраны пропускают только анионы, и не пропускают катионы и воду.
Ионы примесей, растворенных в исходной воде, сорбируются на соответствующих ионообменных смолах, вытесняя ионы Н+ и ОН-. Попадая на смолу, ионы примесей присоединяются к потоку мигрирующих ионов, и проникают через мембраны в "С" каналы. Ионы примесей оказываются захваченными в "С" каналах, они попадают в рециркуляцию и затем выносятся из системы.
Исходная вода продолжает проходить через канал фильтрата, постепенно очищается, собирается на выходе "D" каналов и покидает модуль Dow EDI. Все потоки продуктов модуля Dow EDI собираются и выводятся из системы (Рисунок 3.16). [20]
Рисунок 3.16
При выборе между плоскорамными и рулонными элементами следует учитывать следующие преимущества и недостатки рулонных и плоскорамных модулей:
- Рулонный модуль надежно герметизирован с помощью верхней и нижней крышек, что устраняет проблемы с протечками, характерными для плоскорамных конструкций.
- В отличие от плоскорамных систем EDI, рулонные модули не нуждаются в операциях затягивания гаек и болтов при установке и их подтягивания для предотвращения протечек в процессе эксплуатации.
- Плоскорамные модули не имеют достаточного опыта применения в действующих установках, поэтому могут возникнуть сложности при их эксплуатации.
- Недостатком рулонных электродионизационных модулей является наличие турбулизующей сетки, приводящей к резкому повышению гидравлического сопротивления межмембранного канала, что связано со значительным увеличением энергетических затрат. Кроме того, для рулонных элементов существуют ограничения по максимальному расходу питающего раствора и минимальному расходу концентрата. При работе вне этих пределов могут быть разрушены мембраны, или на них образуются отложения. При увеличении скорости потока воды выше указанного возникают нерасчетные продольные усилия в мембранном элементе, а уменьшение расхода концентрата означает и уменьшение тангенциальной скорости воды вдоль мембраны. В противном случае возможно образование на поверхности мембраны осадков.
- Недостаточно изучены условия мойки рулонных электродеионизационных модулей, производителем также не дается четких инструкций для их проведения.
Среди производителей плоскорамных модулей ЭДИ несомненным лидером является компания GE Water & Process Technologies. На настоящий момент компания начала производство третьего поколения электродеионизационных модулей МК-3.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.