|
Процессы электролиз, электродиализ и электродеионизация лежат в основе электрохимической технологии очистки воды, соответственно названия установок, где происходит протекание вышеперечисленных процессов, – электролизеры, электродиализаторы, электродеионизаторы. Электрохимическими характеристиками обладают системы с подвижными ионами (растворы, твердые электролиты или их расплавы). Электролиты – жидкие или твердые системы, в которых присутствие ионов обуславливает прохождение электрического тока. Раствором электролита является вода, поскольку в воде содержатся минеральные соли, диссоциирующие на ионы при растворении.
Для обессоливания воды используют электродиализаторы. Простейший электродиализатор представляет емкость, разделенную анионообменной и катионообменной селективными мембранами на три камеры, в крайних камерах располагают анод и катод. Особенностью селективных мембран является способность под действием электрического тока пропускать ионы только одного знака.
За счет селективных свойств мембран ионы, переместившиеся к катоду или аноду, остаются в двух крайних камерах, а в центральной камере находится обессоленная вода. Для обессоливания большого объема воды используют многокамерные электродиализаторы, которые состоят из множества питаемых постоянным током ячеек. Камеры, концентрация солей в которых снижается, называют дилюатными, а камеры с обогащенной солями водой во время электродиализа называют рассольными.
Удаление дилюата и рассола из электродиалитической установки осуществляется раздельно. Из-за селективности мембран данный вид электродиализа называют однонаправленным или классическим, недостатком этого метода является быстрое загрязнение мембран. Процесс обессоливания приходится останавливать довольно часто, чтобы очистить мембраны и электроды. Для частичной компенсации этого недостатка используют асимметричные токи или изменение полярности прилагаемого электрического поля.
Для более глубокого обессоливания воды используется электродеионизация, которая объединяет два метода очистки воды: электродиализ (устранение ионов с помощью катионо- или анионоселективных мембран) и деионизацию с помощью специальных ионообменных смол, при этом нет необходимости применять химикаты при регенерации ионообменных материалов. Процесс электродеионизации приводит к удалению нежелательных минеральных веществ, и эффективность технологии зависит от исходных концентраций примесей, подаваемого тока и предварительной водоподготовки. Электродеионизацию обычно проводят после очистки воды с помощью систем обратного осмоса.
|
