Romania
English
français
Deutsch
italiano
русский
español
português
العربية
Nederlands
한국의
Bulgaria
Melayu
Electrodializă (ED) este o cale independentă de desalinizare bazată pe membrană, distinctă de tehnologiile cu membrană acționate de presiune (RO/NF/UF/MF). Acționată de un câmp electric, realizează separarea ionilor prin migrarea selectivă a membranelor schimbătoare de ioni, completând mai degrabă decât concurând cu RO.
Componenta principală a electrodului de eșapament este stiva de membrane: între anod și catod, CEM-urile (membrane de schimb cationic, care permit trecerea doar a cationilor) și AEM-urile (membrane de schimb anionic, care permit trecerea doar a anionilor) sunt aranjate alternativ, formând „camere de diluție” și „camere de concentrație” alternante. Când apa salină de alimentare intră în camera de diluție, sub câmp electric: cationii (Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ etc.) migrează spre catod, trec prin CEM în camera de concentrație adiacentă, dar sunt blocați de următorul AEM și reținuți în camera de concentrație; anionii (Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, HCO₃⁻ etc.) migrează spre anod, trec prin AEM în camera de concentrație adiacentă, dar sunt blocați de următorul CEM și reținuți în camera de concentrație. Rezultatul: concentrația de ioni din efluentul camerei de diluție este redusă semnificativ, în timp ce efluentul camerei de concentrație este îmbogățit cu ioni migrați din camera de diluție. Întregul proces nu necesită schimbare de fază, presiune ridicată și substanțe chimice.
Ion | Surse comune | Mecanismul de îndepărtare și considerații inginerești |
Na⁺ | Sare, apă de mare, apă salmastre, ape uzate industriale | Cation monovalent cu rată de migrare rapidă. O țintă de îndepărtare a miezului de către decantare (ED) - rata de desalinizare depinde de densitatea curentului aplicată și de numărul de etape ale stivei de membrane. Concentrația finală de Na⁺ din efluent poate fi de până la 5-20 mg/L. |
K⁺ | Scurgeri agricole, ape uzate din industria alimentară | Comportamentul chimic este foarte similar cu cel al Na⁺; eficiența eliminării debitului de dioxid de carbon este aproape identică. În desalinizarea zerului, K⁺ este eliminat eficient împreună cu Na⁺. |
Fe³⁺/Fe²⁺ | Drenaj acid al minei, pânze subterane | Rată mare de retenție pentru cationii multivalenți, dar trebuie acordată atenție precipitării de Fe(OH)₃ care blochează porii membranei. pH-ul trebuie controlat în intervalul acid înainte de influent, altfel este necesară îndepărtarea precipitării pre-oxidare. |
NH₄⁺ | Ape uzate municipale, ape uzate din acvacultură, levigat de la depozitele de produse reziduale | Cation monovalent; rata de îndepărtare depinde de concentrațiile de ioni concurente. Îndepărtarea NH₄⁺ este inhibată competitiv în medii cu conținut ridicat de Na⁺. Forma de azot amoniacal este controlată de pH (predominant NH₄⁺ la pH<9, îndepărtabil prin ED; se transformă în molecule de NH₃ la pH > 10 → ED nu poate fi îndepărtat). |
Li⁺ | Saramură lac sărat, reciclare baterii cu litiu | Ion monovalent mic; se confruntă cu concurență atunci când coexistă cu cantități mari de Mg²⁺. Necesită membrane de schimb ionic selectiv sau pretratare cu NF pentru a separa mai întâi Mg²⁺, apoi utilizarea de dioxid de carbon pentru a concentra Li⁺. |
NH₄⁺ | Ape uzate municipale, ape uzate din acvacultură, levigat de la depozitele de produse reziduale | Cation monovalent; rata de îndepărtare depinde de concentrațiile de ioni concurente. Îndepărtarea NH₄⁺ este inhibată competitiv în medii cu conținut ridicat de Na⁺. Forma de azot amoniacal este controlată de pH (predominant NH₄⁺ la pH<9, îndepărtabil prin ED; se transformă în molecule de NH₃ la pH > 10 → ED nu poate fi îndepărtat). |
Cl⁻ | Sare, apă de mare, apă uzată industrială | Cea mai rapidă rată de migrare printre anioni. „Anionul țintă principal” pentru desalinizarea ED. |
SO₄²⁻ | Ape subterane, drenaj minier, ape uzate industriale | Anion divalent → densitate mare de sarcină → forță motrice puternică a câmpului electric → rată de retenție extrem de mare. Una dintre cele mai eficient îndepărtate ținte prin electrodezvoltare. Cu toate acestea, riscul de incrustare a CaSO₄ în camera de concentrat necesită un control special. |
NU₃⁻ | Scurgeri agricole, ape subterane contaminate cu îngrășăminte | Rată moderată de eliminare a anionilor monovalenți. Dezintegrarea electroforetică este o tehnologie importantă pentru eliminarea nitraților din apa potabilă - în comparație cu osmoza inversă, dezintegrarea electroforetică nu produce concentrat cu salinitate ridicată și are o rată de recuperare mai mare (80-95%). |
HCO₃⁻ | Alcalinitate naturală (apă subterană) | Îndepărtarea HCO₃⁻ reduce capacitatea de tamponare a apei, ducând la o scădere a pH-ului efluentului (datorită schimbării echilibrului de dizolvare a CO₂). Tratamentul prin decantare electronică al apei cu alcalinitate ridicată necesită ajustarea pH-ului post-tratare. |
F⁻ | Ape subterane cu conținut ridicat de fluor (zone cu boli endemice) | DE este una dintre tehnologiile recomandate de OMS pentru eliminarea fluorului din apa potabilă. Eficiența eliminării este afectată semnificativ de ionii concurenți (Cl⁻, SO₄²⁻) și de pH. |
Anioni de acid organic | Buloane de fermentație alimentară, ape uzate industriale | Ionii organici au volume moleculare mai mari → rezistență la migrare mai mare în membrane decât ionii anorganici mici → rate de îndepărtare mai mici. Acizii organici polivalenți (de exemplu, citratul³⁻) au rate de îndepărtare mai bune decât acizii organici monovalenți (de exemplu, acetatul⁻). |
Totuși, trebuie menționat că sistemele de electrodializă sunt relativ sensibile la anumiți ioni de metale grele, iar calitatea apei care intră în sistemul de electrodializă are anumite cerințe. Prin urmare, pretratarea apelor uzate sursă Este necesar pentru a îndeplini standardele privind influentul. În ceea ce privește interceptarea fizică, filtrarea mecanică, ultrafiltrarea (UF) și filtrele cu cartuș sunt de obicei utilizate pentru a îndepărta sedimentele, coloizii și alte impurități, menținând solidele în suspensie (SS) strict la niveluri scăzute. În ceea ce privește tratamentul chimic și de adsorbție, filtrele de carbon activ sunt utilizate pentru a îndepărta clorul liber cu efecte oxidative dăunătoare, culoarea și o parte din materia organică, iar inhibitorii de depunere a apei sunt dozați sau pH-ul este ajustat în funcție de calitatea apei pentru a preveni depunerile de sare anorganice. Pentru ionii de duritate, cum ar fi calciul și magneziul, precum și pentru ionii metalici de valență mare, cum ar fi fierul și manganul, este necesară îndepărtarea profundă prin dedurizare chimică sau chelare a rășinilor pentru a reduce semnificativ povara de depunere a depunerilor și otrăvirii de pe suprafețele membranelor.
După pretratarea menționată mai sus, calitatea apei care intră în sistemul de epurare a apei trebuie să îndeplinească o serie de indicatori de control principali: solide în suspensie (SS) necesare în general sub 1 mg/L; suma cationilor bivalenți și cu valență superioară predispuși la precipitarea hidroxidului, cum ar fi calciul, magneziul, fierul și zincul, trebuie să fie <0,3 mg/l; iar clorul liber trebuie redus sub pragul de siguranță de 0,5 mg/l. În plus, temperatura apei trebuie de obicei controlată între 5 și 40°C. În aplicațiile inginerești practice, combinația de procese de pretratare (de exemplu, „pretratare + dedurizare + dedurizare” sau „pretratare + osmoză inversă + dedurizare”) este configurată flexibil pe baza caracteristicilor calității apei brute și a cerințelor de apă pentru produsul final, pentru a obține o funcționare eficientă și pe ciclu lung a sistemului.
1. Care este principiul de funcționare al electrodializei?
Acționat de un câmp electric, utilizează CEM-uri și AEM-uri aranjate alternativ pentru a realiza migrarea selectivă a ionilor, pentru a purifica apa și a concentra ionii.
2. Care sunt avantajele electrodializei în comparație cu osmoza inversă?
Electrodializa nu necesită presiune ridicată și substanțe chimice, prezintă o rată mai mare de recuperare a apei și nu produce concentrat cu salinitate ridicată.
3. Pentru ce scenarii legate de apă este potrivită electrodializa?
Se aplică apei de mare, apei salmastre, apelor uzate industriale, scurgerilor agricole, apelor subterane și tratării saramurii lacurilor sărate.
IPv6 SUPPORT DE REȚEA
