Установка электродеионизации

Установки электродеионизации предназначены для получения воды высокой степени чистоты с удельным сопротивлением, близким к абсолютному значению 18,2 МОм∙см. С целью снижения эксплуатационных затрат и минимизации занимаемой площади установки электродеионизации могут использоваться в:

схемах водоподготовки на ТЭС и АЭС;
в микроэлектронике;
в медицине;
в области очистки металлических деталей, метизов;
оптических элементов от различных видов загрязнений;

Оформите заявку, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

ЗАКАЗАТЬ

Конструкция установки электродеионизации

Модули электродеионизации имеют два основных варианта исполнения:

в виде фильтр-пресса;
в виде рулонного элемента.

В фильтр-прессных электродеионизаторах непрерывного действия модуль содержит каналы концентрата (воды, обогащенной растворенными примесями), фильтрата (питающей воды) и электролита (так называемые приэлектродные каналы). Все каналы разделены плоскими катионообменными и анионообменными мембранами.

Камеры представляют собой специальные рамки с полостью, заполненной смесью ионитов, или пустой полостью. Рамки имеют каналы, соединяющие их друг с другом в определенной последовательности. По краям модуля размещаются приэлектродные камеры и сами электроды. Весь пакет герметизируется за счет стягивания шпильками.

Установка электродеионизации воды

В рулонных электродеионизаторах непрерывного действия модуль представляет собой центральный катод, вокруг которого в виде спирали (рулона) намотаны катионитная и анионитная мембраны, разделенные слоем смеси ионитов и сетчатыми разделительными прокладками. Анод размещен вокруг всего рулона.

Принцип работы установки электродеионизации

Процесс электродеионизации проходит в специальном модуле, и принцип работы основан на трех составляющих, протекающих одновременно:

ионный обмен, при котором растворенные в питающей воде ионы, проходя через слои ионообменных смол, сорбируются на зернах катионита и анионита;
непрерывный отвод ионов через слои ионитов и ионоселективные мембраны в зону концентрата;
непрерывная регенерация ионита ионами H⁺ и OH^-, полученными в результате электролиза молекул воды под воздействием постоянного тока.

Модуль электродеионизации содержит три типа проточных канала: каналы очистки (D-каналы), канал концентрата (C-канал) и электродные каналы (E-каналы). Один D-канал, одна катионитная мембрана, один C-канал и одна анионитная мембрана вместе представляют собой ЭДИ-ячейку. Модуль ЭДИ представляет собой сборку параллельно работающих ЭДИ-ячеек.

Питающая вода поступает в D-каналы, заполненные смесью катионита и анионита, которые обменивают растворенные в воде ионы на ионы H+ и OH-. На выходе из D-канала получается деионизованная (сверхчистая) вода.

Е-канал образуют электроды совместно с последней мембраной. Проходя через Е-каналы, поток концентрата обогащается трансмембранным ионным потоком от замыкающей мембраны. В результате электродных процессов в катодный Е-канал подпадает небольшое количество газообразного водорода, а в анодный Е-канал попадает небольшое количество газообразного кислорода и хлора. Поток воды из Е-каналов отводится в дренаж для предотвращения хлорной и кислородной деструкции мембран.

Под воздействием электрического поля катионы из катионообменной смолы и анионы из анионообменной смолы движутся к соответствующим электродам через соприкасающиеся частицы ионитов. Ионы, прошедшие через катионитные и анионитные мембраны, попадают в C-каналы, в которых организован постоянный проток воды и вывод образованного концентрата из модуля ЭДИ.

Протекающий через питающую воду ток приводит к расщеплению молекул воды на ионы H⁺ и OH^-, которые, в свою очередь, регенерируют ионообменные смолы.

Основными параметрами регулирования ионных трансмембранных потоков являются: величина электрического потенциала, скорость потока в D-канале и соотношение потоков в D- и C-каналах, определяющее солесодержание концентрата. При высоком солесодержании концентрата создается опасность образования кристаллических осадков на поверхности мембран, а при низком солесодержании концентрата возрастает расход электроэнергии.

Эффективность работы ЭДИ определяется двумя факторами: скоростью переноса ионов в поперечном сечении слоя и скоростью непрерывной регенерации ионитов за счет действия электрического поля. Отклонение протекания вышеуказанных процессов от оптимума может привести к неполной регенерации зёрен ионитов и снижению качества очищенной воды. Основными технологическими параметрами, которые позволяют регулировать эффективность работы ЭДИ, являются:

сила тока;
скорость потока воды в D- и C-каналах;
температура питающей и очищенной воды;
солесодержание питающей и очищенной воды;
рабочее давление;
величина конверсии.

Степень очистки на установках ЭДИ зависит от солесодержания питающей воды и может достигать 99,9%. Для максимально эффективного использования установок ЭДИ и получения на выходе деионизованной воды стабильного качества, необходима обязательная предварительная очистка питающей воды. В качестве питающей воды нужно использовать обессоленную воду. Лучшим решением для предварительной очистки является применение двухступенчатой установки обратного осмоса.