Расход энергии при ведение процесса обратного осмоса
Общий расход энергии на ведение процесса обратного осмоса зависит от гидравлических потерь в модулях, мощности, потребляемой насосной установкой, прокачивающей воду, от затрат энергии на ее подвод и предварительную подготовку.
В сравнении с термической дистилляцией затраты энергии на обратный осмос 195-200 МДж/м3,в то время как у первой - 130-200 МДж/м3.
Электродиализ, расход электроэнергии на процесс электродиализа
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
Поскольку метод электродиализа относится к энергоемким процессам, то важными являются мероприятия, направленные на снижение расхода электроэнергии. Например, снижение расхода энергии происходит за счет устранения воздушных пробок в камерах концентрирования или за счет уменьшения утечек тока.
22. Контроль за отложениями на мембраннах у установках электродиализа
1)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
2)При обессоливании осветленной воды для удаления отложений с поверхности мембран необходимо предусмотреть промывку электродиализных аппаратов без их разборки. Промывку проводят 3 %-ным раствором гидроокиси натрия, а затем 2 - 3 %-ным раствором соляной кислоты в течение 30 мин.
Кроме того, необходимо предусмотреть возможность разборки электродиализных модулей для очистки мембран вручную. Для этого следует подавать разбавленную соляную кислоту (2 - 3 %) в ванны для замачивания мембран
3)Во избежание засорения отложениями корректируется pH воды, а кон центрация образующегося рассола ограничивается с тем, чтобы исключить опасность кристаллизации.
23. Назначение магнитной обработки воды. Противонакипный эффект магнитной обработка
Вначале отметим основные принципы, на которых основана магнитная обработка воды. Данная процедура изменяет свойства солей кальция и магния. Они утрачивают возможность объединения в крупные формации, образующие в итоге слой накипи. Микроскопические частицы не присоединяются к стенкам труб и горячим поверхностям, уносятся далее из зон нагрева, отделяются фильтрами, либо сливаются в канализацию.
Если устройства магнитной обработки воды не устанавливаются, то происходит следующее:
· Ионы солей жесткости окружены в жидкости диполями воды, которые имеют отрицательный и положительный заряд каждого из полюсов;
· В процессе нагрева эти частицы приходят в движение, защитная оболочка вокруг ионов примесей разрушается;
· Карбонат кальция соединяется в крупные образования в виде накипи.
Если воздействовать на жидкость магнитным полем, то кластерная структура будет разрушена и объединение ионов начнется в объеме, что и необходимо для получения нужного эффекта. Однако необходимо произвести данную операцию несколько раз. Если диполь воды подвергнется однократному воздействию, даже очень сильному, то единичное колебание не позволит разрушить кластер.
Устройства магнитной обработки воды позволяют получить некоторые дополнительные выгоды. После него из солей жесткости образуются арагониты с игольчатой поверхностью. Такие частицы не могут соединяться вместе. При их продвижении по трубам происходит абразивное удаление старой накипи. На поверхностях железных труб со временем появляется токая пленка из окислов, которая выполняет защитные функции от коррозии.
В процессе магнитной обработки воды происходят несколько процессов:
-смещение электромагнитным полем равновесия между структурными компонентами воды и гидратированными ионами;
-увеличение центров кристаллизации растворенных в воде солей в заданном объеме воды на микровключениях из дисперстных феррочастиц;
-изменение скорости коагуляции и седиментации дисперсных частиц в обрабатываемом магнитном поле потоке жидкости.
Противонакипный эффект при магнитной обработке воды зависит от состава обрабатываемой воды, напряженности магнитного поля, скорости движения воды, продолжительности ее пребывания в магнитном поле и других факторов. В целом, противонакипный эффект при магнитной обработке воды усиливается с повышением температуры обрабатываемой воды; при более высоком содержании ионов Ca2+ и Mg2+; с увеличением значения рН воды: а также при уменьшении общей минерализации воды.