Главная » Публицистика

0 ... 117 118 119 120 121 122 123 ... 159

ным резервуаром, фильтров улучшения качества воды (УКВ) и бактерицидных ламп, кислотного xoзяйctвa, хозяйства сжатого воздуха.

Установки ЭДУ-5, ЭДУ-50 и ЭДУ-100 - порционного типа, а установка ЭДУ-1000 - прямоточная.

В установке ЭДУ-50 (рис. V.77) исходная солоноватая вода поступает на фильтры предварительной подготовки 1 и затем в питающий 2 и рассольный 3 баки. Насосами 4, 5 и 6 соответственно на электродиа-

СолотЬатая

Рис. V.77

лизатор 7 (с горизонтальным электрическим полем) подаются по трубам диализат (опресняемая вода), рассол и промывной раствор. Промывка приэлектродных камер электродиализатора происходит последовательно со сбросом промывного раствора в дренаж, а межпакетных пространств - параллельно с возвратом промывного раствора в рассольный бак. Промывной раствор и рассол подкисляются серной кислотой до рН от 3,5 до 4. Подача кислоты из контейнера 8 в мерник Р и в

4 5 6

Рис. V.78

1 - баки опресняемой воды; 2 - ба- СолоноВатас ки рассола (концентрата); 3 - элек- дода тродиализаторы; 4 - компрессор; б - контейнер с серной кислотой; 6 - мерник; 7 - рассвльные насосы; 8 - дилюатные насосы (опресняемой воды); 9 - промежуточная емкость; 10 - насосы пресной воды; и - фильтр с активированным углем и мрамопной крошкой; 12 - линии сшресняемой воды; 13 - линии рассола; 14 - линии промывной воды; 15 - линии кислоты

систему подкисления автоматизирована. Циркуляция диализата происходит на установке по контуру: дилюатный бак 10 - дилюатный насос 4 - электродиализатор 7; циркуляция рассола по контуру: рассольный бак 3 - рассольный насос 5 - электродиализатор 7. Опресненная до заданной на солемере величины вода поступает на фильтр УКВ и далее после бактерицидных ламп 12 выдается потребителю. Процесс опреснения на установке полностью автоматизирован.

Данные о солевом составе воды в системах диализата и рассола записываются на диаграммах солемера и кондуктометра.

На рис V.78 приведена принципиальная схема прямоточной электродиализной опреснительной установки ЭДУ-1000, рассчитанной на опреснение воды с содержанием растворенных солей 2,5 г/л.

Исходная солоноватая вода подается насосами 7 и 5 через одну нитку двух последовательно соединенных элект одиализаторов 3 и по-

следовательно проходит по двум ступеням опреснения. Рассол подается на установку по противотоку с применением рециркуляции.

Применяемые в ЭДУ-1000 электродиализаторы имеют вертикальное электрическое поле. Опреснительная установка ЭДУ-1000 полностью автоматизирована; пуск ее осуществляется от одной кнопки с собственного щита или дистанционно.

На электродиализных установках щироко применены полимерные материалы благодаря их высоким диэлектрическим свойствам. Электродиализаторы работают под большим напряжением (до 500 В) в условиях высокой влажности, когда при использовании других материалов неизбежны большие утечки тока, значительно снижающие производительность подобных аппаратов и повышающие удельный расход электроэнергии. К полимерным материалам наряду с определенными физико-механическими требованиями предъявляются еще и специальные требования санитарных органов, т. е. они не должны выделять в воду вещества, вредные для организма человека.

На установках типа ЭДУ рамные плиты выполнены из капролона; корпусные рамки-прокладки, образующие между мембранами рабочие ячейки, и закладные перфорированные сетки-сепараторы, - из поливи-нилхлоридной пленки.

В последние годы внимание специалистов привлекает новый метод опреснения, заключающийся в фильтровании воды через специальные полупроницаемые мембраны. При этом давление, под которым осуществляется фильтрование, должно превышать осмотическое, обусловленное различием концентраций солей в пресной и соленой воде (для воды океана с солесодержанием 35 г/л осмотическое давление составляет примерно 24 кгс/см). Пресная вода проходит через мембрану, а ионы солей задерживаются. Этот метод опреснения в нашей стране назван «гиперфильтрацией», в зарубежной литературе его часто называют «обратным осмосом».

Этот метод обладает рядом достоинств: минимальный расход энергии (7-8 кВт-ч/м пресной воды, получаемой из соленой с содержанием солей 35 г/л), простота конструкции и эксплуатации установок.

Существуют несколько гипотез для объяснения процесс» отделения солей от воды при прохождении ее через мембрану под действием приложенного давления. Рассмотрим три из них.

Гипотеза сорбционного механизма основана на свойствах полупроницаемой мембраны адсорбировать своей поверхностью молекулы воды. Таким образом, на поверхности мембраны образуется тонкий слой пресной воды (который несСбходимо непрерывно отводить) толщиной не

менее 4-6 А. С понижением солесодержания в исходной воде толщина слоя увеличивается. Подходящими поверхностными свойствами, по мнению авторов гипотезы, обладают мембраны из ацетилцеллюлозы, целлофана, обработанного силиконом, найлона.

Гипотеза связанной и капиллярной воды предполагает наличие в структуре мембран (например, ацетилцеллюлозных) связанной и капиллярной воды. Первая из них непосредственно связана с активными группами в структуре материала мембраны, вторая (капиллярная) заполняет промежутки внутри этой структуры. По гипотезе, мембрана состоит из поверхностного слоя, содержащего связанную воду и практически не содержащего капиллярной воды, и основного объема мембраны, преимущественно содержащего капиллярную воду. Связанная вода (в силу ее физико-химической природы) не обладает способностью растворять соли исходной воды и поэтому не пропускает ионы солей. Гид-ратационная способность связанной воды утрачена при создании водо-

родной связи со свободными гидроксильными группами мембраны (например, ацетилцеллЮлозы). Пресная вода, проходящая через поверхностный слой мембраны, содержащий связанную воду, непрерывно разрывает и вновь образует водородные связи между молекулами воды и гидроксильными группами ацетилцеллюлозы. По этой гипотезе давление расходуется на разрыв и образование водородных связей.

Согласно третьей гипотезе в мембране существуют поры, которые свободно пропускают молекулы воды и не пропускают гидратированных ионов растворенных солей из-за их размеров. Предполагается, что вода

Рис. V.79

J-подача соленой воды; 2-поддерживающий лист с мембранами на каждвй стороне; 3 - ход очищенной .воды после прохода через меморану; 4 - прокладка со стороны соленой воды; s -. очищенная пресная вода

И часть солей проникают через мембрану с помощью двух параллельных процессов: диффузии и проникания через поры под действием приложенного давления.

Метод гиперфильтрации найдет в ближайщем будущем широкое применение как для опреснения солоноватых вод, так и для приготовления питательной воды для котлов, очистки промышленных стоков и до-очистки бытовых сточных вод.

Для практического осуществления процесса, как и в электродиализе, требуется сборка мембранных аппаратов, или, как их называют, модулей мембран. Существует четыре типа модулей мембран: 1) фильтр-пресс; 2) рулонный -спиральная мембрана (рис. V.79); 3) трубчатый (мембраны в виде трубок); 4) полое волокно.

В настоящее время получает распространение идея изготовления мембран непосредственно в установке путем намыва (гидрокастинг).

Глава 24

ОСОБЫЕ ВИДЫ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

§ 131. УДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ ЖЕЛЕЗА

Железо в природных водах может содержаться либо в ионной форме (в виде двухвалентного железа, а также в виде неорганических и органических коллоидов), либо в форме комплексных соединений двух-и трехвалентного железа или тонкодисперсной взвеси гидрата окиси железа.

В подземных водах железо чаще всего встречается в виде растворенного двухвалентного железа, а в поверхностных водах - в виде комплексных соединений либо в виде коллоидных или тонкодисперсных взвесей.

Выбору метода обезжелезивания воды должно предшествовать ее пробное обезжелезивание, так как количественное содержание железа, указываемое в анализах, не дает представления о форме, в которой железо присутствует в воде. Пробное обезжелезивание воды заключается в моделировании обезжелезивающей установки по тому или иному существующему методу устранения из воды железа, а именно: 1) аэра-

0 ... 117 118 119 120 121 122 123 ... 159