Электродеионизация

Электродеионизация является разновидностью ионного обмена. Системы электродеионизации используют комбинацию смол, выборочно проницаемых мембран и электрического заряда для обеспечения непрерывного потока (продукта и концентрированных отходов) и непрерывной регенерации. (рис. 1):

Рис. 1. Принцип электродеионизации

Подаваемая вода распределяется на три потока. Одна часть потока проходит через каналы электродов, а две другие части попадают в каналы очистки и концентрирования, которые представляют собой слои смолы, помещенные между анионной и катионной мембранами. Смешанные слои ионообменных смол задерживают растворенные ионы. Электрический ток направляет захваченные катионы через катион-проницаемую мембрану к катоду, а анионы через анион-проницаемую мембрану к аноду. Ионообменная смола с обеих сторон мембраны усиливает перенос катионов и анионов через мембраны. Катион-проницаемая мембрана предотвращает поступление анионов к аноду, а анион-проницаемая мембрана предотвращает поступление катионов к катоду. В результате ионы концентрируются в этом отсеке, из которого они смываются в сток. В результате получается очищенная вода высокого качества. Разделение воды в канале очистки (секция смолы) электрическим потенциалом на ионы водорода и гидроксила позволяет осуществлять непрерывную регенерацию смолы.

С помощью процесса электродеионизации возможно удаление минеральных веществ. Эффективность метода зависит от исходного содержания примесей, скорости подаваемого потока воды в систему и предшествующих стадий водоподготовки. Метод электродеионизации целесообразно использовать в сочетании с обратным осмосом. Процентное содержание общих растворенных в воде веществ снижается более чем на 99%, удельная электропроводность снижается более чем в 15 раз по сравнению с подаваемой. Содержание общего органического углерода может уменьшиться на 50-90% в зависимости от состава органических веществ в воде и стадий предварительной очистки. Растворенный диоксид углерода переводится в бикарбонат ион и выводится в виде растворимого вещества. Удаление растворенного диоксида кремния составляет 80-95% в зависимости от условий и режима работы.

Технология электродеионизации имеет ряд преимуществ:

• Является неэнергоемким процессом;

• Осуществляется непрерывная регенерация;

• Не нужна замена смолы, поскольку смола не истощается;

• Не останавливается производство воды из-за истощения смолы;

• Достаточно низкие затраты на обслуживание;

• Не требуется химических реагентов для регенерации.

Данной технологии очистки воды присущи практически все недостатки, характерные для ионного обмена. Необходимым условием использования установки электродеионизации является температура воды, которая должна быть в пределах 10-35 ^оС и уровень свободного хлора, не превышающий 0,1мг/л, вода должна быть достаточно деминерализована (электропроводность не более 605 мкСм/см) и декорбонизирована (содержание СО₂ не более 15 мг/л).

Для дальнейшего снижения микробиологического загрязнения может быть необходимым использование УФ-облучения, использования субмикронной фильтрации.

Санитарная обработка блока электродеионизации должна проводится периодически с использованием надуксусной кислоты, натрия гидроксида и др.