Способ очистки воды

 

О П И C А Н И Е 899486

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистических

Респубики (61} Дополнительное к авт, санд-ву (22) Заявлено 2! .09. 79(21} 2820948/23-26 с присоединением заявки М— (23}Приоритет

Опубликовано 23 01 ° 82 ° Бюллетень И 3

Дата опубликования описания 25 .01. 82 (51)М. Кд.

С 02 F 1/46

Зааударатвенный камнтат

СССР аа делам наабретеннй н аткрытнй (53) ÀÊ 663.63.

° 087 (088. 8) Третьяков

11 бЦ.",.";".< 1i

734ggq! .;;;;:: ж4аг7 :;, (i (72) Авторы изобретения

В. Г. Деркасова, В. К. Дюпин и О. В. (71) Заявитель (54) C.-!ÎÑÎÁ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Изобретение относится к электро — химии, а именно к способам очистки воды с наложением электрического поля, и может быть использовано для получения эталонных растворов при создании приборов анализа состава вод—

5 ных растворов и медицине, в химичес-. ких и физических лабораториях и в дру- гих областях народного хозяйства, где требуется вода очень высокой чис10 тоты.

Известен электрохимический способ очистки воды электродиализом. Очистку ведут в трехкамерном аппарате, 15 средняя камера которого образована катион- и анионпроницаемой мембранами. Очищаемая вода подается во все три камеры (1 ).

Однако достичь полной очистки воды этим способом не удается из-за того т что мембраны не обладают 1003-ной селективностью. Степень очистки воды в зависимости от конструктивных особенностей и числа электродиализных ячеек колеблется от 75 до 857.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воды, включающий две последовательные стадии удаления разноименных ионов примесей в двухкамерных аппаратах с мембраной при наложении электрического поля. Увеличение степени очистки достигается в этом способе за счет проведения процесса в две стадии. На первой стадии очищаемую воду подают в камеру с положительно заряженной мембраной, которая задерживает катионы. Воду, очищенную от катионов, подают в камеру с отрицательно заряженной мембраной, которая задерживает анионы. Напряжение на электродах до 600 В (21 . Однако полная очистка в известном способе не достигается из-за того, что мембраны не обладают 100Х-ной селективностью. Остаточная концентрация хлорид-ионов в

Схема очистки включает два двухкамерных аппарата и 2 с ионпроницаемыми мембранами 3 и 4 и электродами.

В анодное и катодное пространства

Йчейки 1 поступает очищаемая вода.

Ионпроницаемая мембрана 3 позволяет осуществить под действием электрического поля перемещение анионов из катодного пространства через мембрану 3 в анодное, а катионов — из анодного пространства в катодное. На вы— ходе из катодного пространства аппарата 1 получается вода, очищенная от веех анионов, кроме ионов гидроксила.

Эта вода подается в катодное и анодное пространства аппарата 2. Под действием электрического поля катионы из анодного пространства ячейки 2 перемещаются в катодное и на выходе из анодного пространства ячейки l и катодного пространства ячейки 2 объединяются в сборнике рассола.

4 В 6 В 8 В

r Расходы во

Исходная концентрация

Сl, мкг/кг через като ное простр анс тв о an парата l,л

3550

0,24

1600 30

2400 30

30

30

0,42

0,93

1,77 очищенной воде составляет 20-900 мкг/

/кг.

Цель изобретения — повышение стеrtени очистки.

Поставленйая цель достигается способом очистки воды, включающем две по следовательные стадии удаления разноименных ионов примесей в двухкамер— ных аппаратах с мембраной при наложении электрического поля, при этом очищаемую воду подают одновременно в обе камеры аппарата, причем на вторуго стадию подают воду, очищенную от одного типа ионов примесей в первой стадии .

На чертеже приведена схема, реали зующая предлагаемый способ.

Напряжение на электрода аппаратов

899486 4

Реализация такой схемы очистки воды не требует ионселективных мембран.

Единственным требованием, предъявляемым к мембранам, является способность пропускать ионы различного знака. В предлагаемом способе очистки воды не требуется перемешивания воды в камерах ячеек, что позволяет уменьшить расстояние между электродами до

>0 2-3 мм и снизить напряжение на них до 10 В, При напряжении 10 В и расстоянии между электродами 2 мм средняя напряженность электрического поля равна 50 В/см, что достаточно для получения удовлетворительной скорости миграции ионов.

Предлагаемое изобретение позволяет теоретически получить воду, не содержащую ионных примесей.

Пример. Электроды аппаратов имеют размер 70 х 100 мм и изготовлены из сплава ЭП-99. В качестве мембран используют в аппарате 1 анионитовую мембрану МА-40, в ячейке 2 катионитовую мембрану ИК-40. Напряжение на электродах ячеек 2-8 В.

Для обеспечения времени прохождения воды через катодные и анодные пространства аппаратов 1 и 2, достаточного для полного перехода ионов из одной камеры в другую, между элект. родами и мембранами помещают лабиринты из полиэтиленовой пленки толщиной 0,5 мм.

Результаты очистки растворов хлори35 да натрия различных концентраций от хлорид-иона при различных расходах раствора и в зависимости от напряжения на электродах приведены в табли40

С, С, С, С

+ мкг/кг мкг/кг мкг/кг мкг/кг

2840 710 100 80

2840 2010 710 !00

899486

Продолжение табл. !

Напряжение на электрод аппаратов

6 В

В 4 В

r/

Исходная концентраци

CI, мкг/кг

355 10 10

890

0,18

0,51

477 10

lO

563

IO

1,05

1,56 563

0,24 58

224

350

l0

178

l0

0,50

1,02 316 89

10

1,56 316

89

С вЂ” концентрация хлорид-ионов в очищенной воде, мкг/кг;

10 — означает, что истинная концентрация хлорид-ионов в очищенной воде составляет менее 10 мкг/кг и лежит за пределом чувствительности примененного котенциометрического метода определения хлорид-иона;

Формула изобретения

Расходы в через кат ное прост ранство а парата 1, Предлагаемый способ очистки воды от ионных примесей может применяться во всех областях народного хозяйства, где предъявляются высокие требования к качеству используемой водр, при этом очистка производится в электрически безопасных условиях (напряжение не превышает IO В). Степень очистки достигает практически IOOX.

Способ очистки воды, включающий две последовательные стадии удаления разноименных ионов примесей в двухкамерных аппаратах с мембраной при наложении электрического поля, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки, очищаемую воду подают одновременно в о6е камеры аппарата и,на вторую стадию подают воду, очищенную на первой стадии от одного типа ионов примесей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Патент Франции Р 2292504, кл. С 02 В 1/82, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 477945, кл. С 02 В I/82, опублик. 1975 (прототип).

89948б

Составитель Б. Богдановская

Редактор Н. Рогулич Техред А.Бабинен Корректор О. Билак

Заказ 12045/27 Тираж 979 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

113035, Иосква, 111-35, Рауискал наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4