Электродиализ

Электродиализ – это электрохимический процесс, позволяющий выделять минеральные вещества из исходного раствора посредством перемещения диссоциированных ионов через ионселективные мембраны. При этом формируется два потока: обессоленный – дилуат и концентрированный – концентрат. Процесс электродиализа позволяет осуществлять разделение компонентов в растворах без изменения их агрегатного состояния, при нормальных температурах, без экстремального воздействия на продукт.

Электродиализ реверсный (ЭДР)

В модулях установки электродиализа периодически, через определённо заданный промежуток времени, происходит изменение полярности постоянного тока (анод становится катодом, а катод - анодом, что влечет за собой смену направления движения ионов в растворе. При этом для обеспечения процесса деминерализации происходит смена гидравлических потоков: дилуат становится концентратом, а концентрат – дилуатом. Изменение полярности предотвращает отложение осадка на поверхности мембраны и тем самым позволяет продлить срок эксплуатации оборудования, исключая необходимость применения специальной химической очистки мембран.

Принцип процесса

В ходе электродиализа постоянное электрическое поле воздействует на движение частиц диссоциированных солей в водном растворе таким образом, что катионы, которые движутся к катоду, проходят через катионообменные мембраны и задерживаются анионообменными мембранами, а анионы, движущиеся к аноду, проходят через анионообменные мембраны и задерживаются на катионообменных. При правильной комбинации мембран обоих типов наблюдается разделение ионов входящего раствора, при этом образуется обессоленный поток, так называемый дилуат, и поток концентрированный, или концентрат. Таким образом, разделение осуществляется за счет воздействия электрического поля и высокой избирательной способности (пермселективности) ионообменных мембран к компонентам раствора. В электродиализной установке также циркулирует электродный раствор (в большинстве случаев это раствор индифферентной соли), обеспечивающий регулярное обновление поверхности электродов. Электродный раствор не принимает непосредственного участия в процессе разделения. Процесс деминерализации протекает в электродиализном модуле – устройстве из электродов, стягивающих плит и пакета мембран. Ионообменные мембраны и прокладки – составляющие части пакета мембран. Схематичное изображение процессе электродиализа представлено на рисунке, приведенном ниже.

Схема процесса

CM - катионообменная мембрана, D - камера дилуата

AM - анионообменная мембрана, K - камера концентрата

Режимы электродиализа

BATCH (Периодический режим): находит применение при использовании электродиализа в сфере пищевой промышленности (например, при деминерализации молочной сыворотки), а также в специальных областях (например, в фармацевтической промышленности) и в проектах по очистке воды, где требуется оборудование малой мощности, но при этом необходимы высокая степень обессоливания и значительное насыщение концентрата. Исходный раствор заполняет первый резервуар, в котором процесс деминерализации осуществляется до тех пор, пока содержание солей дилуата/концентрата не достигнет требуемого уровня.

FEED & BLEED (Однопроходный режим с частичным рециркулированием): данный режим используют в промышленных целях при очистке отработанных вод с высоким содержанием солей (например, при очистке воды из отстойников). Режим позволяет достигнуть высокой степени концентрирования солей.

SINGLE (ONE) PASS (Однопроходный режим): применим на станциях очистки воды для систем большой производительности. Характерное содержание солей во входящей воде для обработки в данном режиме за один проход - до 4 г/л. Поступающая вода проходит через установку электродиализа только один раз.