Способ деминерализации воды

/00 1)ю В ог О 61/42, 6 05 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 2 в способе явл ола исходной в ием баланса р зации исходно лизного аппар на его выходе за счет пред величения ст й воды или уве тока, протекаю й аппарат. 1 з солнечных вод. Новым то, что разбавление расс выполняют с сохранен дов и степени минерали ды на входе электродиа рассола с пресной водой соб осуществляется или тельного временного у минерализации исходно ния амплитуд рабочего через электродиализны лы, 11 ил. яется одой асхой воата и Споепени личеса рассол тилизаци ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРЬ 874091, кл. В 01 О 61/42, 1978,Авторское свидетельство СССР793598, кл. В 01 О 6142, 1978.(54) СПОСОБ ДЕМИНЕРАЛИЗАЦИИ ВОДЬ(57) Изобретение относится к методам исредствам фотоэлектрического опреснения Изобретение относится к деминерализации соленых вод, а именно к методам и средствам деминерализации соленых вод на основе традиционных и нетрадиционных возобновляемых источников энергии, к аппаратам и технологическим процессам фотоэлектродиализной деминерализации воды.Известна фотоэлектродиализная установка, реализующая способ деминерализации воды, основанный на преобразовании концентрированного солнечного излучения в электрическую энергию постоянного тока солнечной батареи и пропускании через электродиализный аппарат упомянутого тока, при этом по измерению уровня солнечного излучения в течение светового дня регулируют с помощью термоклапана расход поступления исходной опресняемой воды на вход электродиализного аппарата. "Фотоэлектрическая электродиализная установка" авт. Арамедов Х,А Атаева Б.Н Мурадов А,А. и др.),Однако ввиду наличия сбро а возникает необходимость его у и о.,Й 2 оо 1 773462 А 1 или хранения, что усложняет и удорожает реализацию способа в эксплуатации.Известна установка, реализующая способ деминерализации воды, основанный на электродиализе с противотоком потоков диамата и рассола и их рециркуляционном возвращением соответственно на входы трактов опреснения и концентрирования, при этом рециркуляционные коллекторы выполнены в виде сообщающихся с атмосферой емкостей, которые снабжают перегородками различной высоты, причем высоту перегородок уменьшают в каждом коллекторе по мере удаления от устройства для ввода раствора (см. А.С.СССР М 874091 от 4.07.78 гопублик. 23.10.81., БИ В 39).Описанный способ имеет следующие недостатки.Так как процесс упомянутого электродиализа сопровождается сбросом рассола, необходимо решать вопросы утилизации рассола, причем с увеличением крупнотоннажного производства пресной воды ухудшаются экологические условия в местах эксплуатации установок. реализующих спо1773462 Фиг.7 г.9 оставитель Н.Орловскийехред М.Моргентал Корректор С.Патоуше дактор каз 3884 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10соб, кроме того, в связи с тем, что в установках, реализующих данный способ, отсутствует информация о подтверкдении или о воэможности работы элеткродиализных аппаратов с электропитанием от возобновляемых источникОВ энерГии, ОГрэничивзетсЯ Область практичесого применения установок, реализующих этот спОсОб В местах, лишенных централизованного энергоснабжения,Из известных способов Деминерализзции Воды наиболее совершенным, близким по технической сущности и Выбранным В кэчест 88 прототипа для заяВляемОГО яВляется способ деминерализации воды (А,С. СССР В 793598 От 25.11.78 г, опублик.07.О 1,81 БИ М 1), основанный нэ том, что электродиализу подверГают часть исхОднО- го объема воды. Вычисленную по формуле1 -)СЧ=Чо -Со где Че - исходный объем воды; Ч - обьем воды, подвергаемой электродиализу; Со - концентрация соли в исходном растворе, С - заданная конечная концентрация соли; См - конц 8 нтрация соли В диамзт 8, соОТВетст" Вующая минимуму среднего сопротивления диализатора. Злектродиалиэ ведут до концентрации соли, при которой среднее сопротиВл 8 ние диализзторз минимальное и полученный диамат смешивают с оставшейся частью исходной воды,Прототип имеет следующие недостатТэк как процесс электродиализа не является безотходным В виду наличия сброса рассола, возникает угроза экологического загрязнения окружающей средыособенно эта опасность Возрастает при крупнотоннзжном производстве пресной воды или борьбе с засолением орошаемых земель.Установки, реализущие способ-прототип, работоспособны от традиционных источников энергии и в них не предусмотрена возможность функционирования от нетрадиционных источников энергии, например солнца, ветра и т.д. В результате ограничивается область технического использования установок, реализующих способ-прототип, в местах лишенных централизованного электроснабжения,Цель изобреения - повышение экологической чистоты за счет безотходности фотоэлектродиализа.С выхода злектродиализного аппарата рассол полностью возвращают на вход сме сителя и поддерживают значения степениминерализации на выходе смесителя в соответствии с выражением О 1 й С 1+02 й С 2+Чсм С 1 СрезЧ;с. Где Срез - ЗНЭЧЕНИЕ ЗадаННОй СТЕПЕНИ МИНЕрализации воды на Выходе смесителя;С 1 и С 2 - значения степени минерализз 1 О ции исходной воды и рассола;01 и 02 - заданные расходы исходнойводы и рассола;Чем - количество исходной воды, запол 15 нвощей емкость смесителя;Ч- суммарное количество разбавленного раствора опресняемой воды;Л 1 - время, в течение которого ведутфотоэлектродиализ,2 О и при отклонении измеренного значениястепени минерализации нэ выходе смесителя от расчетного изменяют расход исходнойводы на смесителе пропорционально величине и знаку отклонения, .25 Кроме того, в способе деминерализацииводы в начальный момент фотоэлектродиализа измеряют степень минералиэации Воды на Выходе смесителя, сравнивают срасчетным значением и при превышенииЗО расчетным значением измеренного значения степени минералиэации с выхода электродиализного аппарата подают спосоянным расходом рассол на вход смесителя, а расход исходной воды на входе35 увеличивают до тех пор, пока измеренноезначение степени минералиэации на выходесмесителя становится равным расчетномуили же при превышении измеренного значения степени минерализации воды на выходе40 смесителя от расчетного на начальной стадиифотоэлектродианализа тока через электродиализный аппарат уменьшают с максимального допустимого значения до тех пор, покастепень минерализации воды на выходе сме 45 сителя не станет равной расчетной.На фиг,1 - 5 даны функциональные схемы установок, реализующих предлагаемыйспособ деминералиэации воды; на фиг,6-8- временные зависимости в течение свето 50 вого дня уровня солнечного излучения,электрических параметров солнечной батареи на выходе стабилизатора постоянноготока и напряжения, а также импульсы электрического тока электродиалиэного аппара 55 та, создаваемые импульсным источникомтока, подключенного к стабилизатору тока инапряжения солнечной батареи; на фиг,9 -11 - изобракены временные зависимости втечение светового дня импульсов управле 1773462ния заполнением исходной водой проходной емкости смесителя, изменение степениминерализации исходной, опресняемой,пресной воды и рассола.Для раскрытия технической сущности 5предлагаемого способа и электродиализных установок для его реализации необходимо отметить следующие факторы,Во-первых, баланс количества воды истепени минерализации при смешивании 10разного количества воды и степени минерализации, которое оазируется на приведенноманалитическом соотношении, упомянутом впрототипе, а именно1 - С - С о)Г 1 реобраэуя выражение (1), приходим квидуЧ (Со - Сп) =- Чо (Со - С) (2)Или что то же самое при заданных рас ходах смешиваемых растворов (воды или рассола) в течение заданного промежутка времени имеем0 (Со-С )=0 (С.-С), (З)0 Х=0 о С 2,где Ч = 0 Л т - объем количества воды,подлежащей смешиванию;0 и 0 о - заданные расходы воды и рас- З 5сола соответственно;Ь- заданный промежуток времени;С 1 = Со - Сн - степень минеРализацииводы, полученной путем смешивания исходной воды и диамата; 40С 2 = Со - с - степень минерализацииводы, полученной путем смешивания водыи воды, опресненной по заданной концентрации соли,Анализируя вы,З и 4, отметим, что баланс количества исходной и опресненнойводы и степень ее минерализации сохраняются при варьировании значений расходови степени минерализаций смешиваемых посоставу растворов. Таким образом, стано Овится возможным регулировать процессразбавления (снижения) концентрации солирассола на выходе электродиализного аппарата исходной водой, причем процесс этотреализуется как в непрерывном во времени 55режиме, так и в имг ульсивном (порционных)режимах. В связи с указанными элементамиреГулирования расходом и степенью ми"нерализации рассола и исходной воды и всоответствии с тем, что в смесителе, осуществляющем разбавление можно включить емкость, заполненную до его определенного обьема также исходной водой, становится возможным и дальнейшее снижение степени минерализации опресняемой воды, при этом баланс гидравлических параметров и алгоритм, описывающий принцип работы такого смесителя разбавителя, поясняется приведенным соотношением01 " ЖС 1+ 02ЖС 2+ Чсв С 1 = ЧГ Срез(6)где 01 и 02 - заданные расходы исходной воды и рассола;Ч - количество обьема исходной воды, заполняющей емкость смесителя;Ч: - суммарное количество разбавленного раствора опресняемой воды;С 1 и С 2 - значения степени минерализации исходной воды и рассола;Срез - наибольшее значение заданной степени минерализации;Ь т - время, в течение которого ведут электродиализ,Наряду с этим отметим и факторы, определяющие процесс электродиализа со стороны электрических параметров и характеристик.Они включают энергоустановку, обеспечивающую электропитание электродиализного аппарата и его электрический режим. Так как наиболее экологически чистым в эксплуатации энергоустановки являются фотоэлектрические установки - солнечные батареи и модули, неравномерность поступления солнечного излучения в течение светового дня обуславливает необходимость стабилизации выходных электрических параметров солнечных батарей (постояннОГО тока и напряжения, мощности), С другой стороны, для исключения осадкообразования и вероятности отравления мембран электродиалиэного аппарата целесообразно проводить электродиализный процесс импульсным током или осуществлять периодическое реверсирование в течение нескольких часов реверсирования направления постоянного тока, протекающего через электродиализный аппарат.Согласно экспериментальным данным электродиализ пригоден и эффективен при определении океанских, морских вод, обессоливании артезианских и водопроводной воды, а также речных и сточных вод. Начальные значения степени минерализации ис ходных вод, подлежащих электродиализу,находятся в пределах 38 - 0,15) Г - л , э конечные значения степени мииерэлизациинз выходе злектродиализного аппарата - впределах(,5 - О,О 5) Г - л, Удельные энергозатраты достигают 0,3 - 2) кВт ч м , Плотность рабочего токэ электродиэлиззторз впределах 1-400 А, Температура исходнойводы в пределах 281-323 К, Напряжения наклеммах электродиализньо; аппаратов достигают 40 - 300 В.Кроме того, следует отметить то, то присоздании электродиализных установок с использованием солнечных батзрел нирокоиспользуют стандартное оборудование, агрегаты и элементы, серийно изготовляемыеотечественной промышленностью, в числокоторых входит л контроль измерительная ирегулирующая аппаратура - датчики давления, расходов и солесодержзния, регулируемые клапаны и вентили, регулируемыедроссели и гидрораспределители, а такжетиповые блоки управления технолоическими процессами,На основании изложенного для реализации предлагаемого способа деминерализации воды необходимо выполнятьследующие операции и приемы проведенияс соблюдением соответствующих режимовтехнологического процесса.Предварительные операции.На ОснОве ззДанных технических требо"ваний претр являрм.1 х к пордлз аемомспособу деминерзлиззции воды, рас ятнь 1 мпутем определяют электрические параметры амплитудучастоту или длительностьимпульсного рабочего тока злектродиализзтора, рабочее напряжение нз его клеммах,а также потребляемую мощность) электродиализэтора, обеспечивающие заданноеснижение солесодержания на его выходе,включая, при необходимости и число ступеней электродиализаторз,По результатам полученных данных осуществляют выбор и обоснование типовыхконструкций см, например, "ЗДА типа ЗОУНИИМПМ, типа ЗОСХ, ЗОУ - "Бархан",типа ЭДУ - 1000 и др.) и технологическогопроцесса электродиализаторов, а также выполняют монтаж и пусконаладочные работысхемы электродиализатора, реализующеепредлагаемый способ.Согласно электрическим параметрамэлектродиализатора, насосов прокачки исходной воды, рассола и пресной води, этакже потребляемой мощности блока регулирования и управления, совместного с блоком контроля и измерений (напримерстандартные блоки аналОгичнОго назначения - промышленные средства типа УПЗТ,типа БСК, типа уровень "Уровень" итипоустройства "Кедр" ), а также с учетомналичия стабилизатора постоянного тока инапряжения и импульсного источника тока5 на основе блокингз-генератора, например,Захаров В,К, и др, Электронные устройстваавтоматики и телемеханики Д-д, Знергоатомиздат, 1984, 432 с.) осуществляют выбор Фотоэлектрической установки из10 стандартных солнечных батарей типа"ИВМ 564,161,00 ПС или типа ФШ. 579,169.ПС и т.д.Основные операции и режимы их прове 15 дения,Включают гидравлическую и электрическую схемы электродиализатора, рециркулируют рассол посредством его подачи свыхода электродиализатора на один из20 входов смесителя запорно-регулируемойарматуры трубопроводной системы электродиализной установки.При этом в смесителе разбавляют рассол исходной водой от водоисточника при25 заданных параметрах - степени солесодержания (минерализации) и их расходов так, чтона входе электродиализатора обеспечиваютбаланс расходов и степени минерализацииисходной воды на входе злектродиализного30 аппарата и рассола с пресной водой на еговыходе, причем рассол полностью Возврдгцаат через смеситель на вход электродиалиэного аппарата при заданном расходе истепени минерализации. Опресняемой воды35 на выходе смесителя не более заданногозначения, соответствующего значениям параметров установившегося процесса электрОдизлиза.Непревышение заданного значения40 степени минерализации опресняемой водына входе электродиализатора достигаютдвумя методами.За счет предварительного временногоувеличения степени минерализации исход 45 ной воды при протекании исходной водычерез дозатор, которым вводят дополнительные компоненты, идентичные составукомпонент исходной воды, например, дополнительные в количественной мере, но50 идентичные по составу компоненты создают с помощью определенного обьема рассола на выходе злектродиализатора, которыйтакже смешивэютс исходной водой, используют при этом трехплунжерные кривошип 55 ные насосы по ГОСТ 19028-73 с подачей0,63-10 см чтипа ПТили Т, позошневые насосы типа НР с подачей 0,4 - 4 м ч ,насосы типа НРЛ с подачей 0,25-8 мз чит.д, Могут быть также использованы дозиру5 10 15 20 25 ЗО 35 40 50 55 ющие устройства сливного типа с местным сопротивлением в виде плавающей шайбы или вместо последней может быть регулируемый дроссель, Упомянутые устройства могут быть применены как комплектующие изделия смесителей. Далее прекращают ввод дополнительных компонентов при выводе электродиализиого аппарата на установившийся режим по гидравлическим и электрическим параметрам.Непревышение заданного значения степени мииеоализации опресняемой воды на входе электродиализатора достигают за счет предварительного временного проведения процесса электродиализатора с электрическими параметрами рабочего тока (амплитуда, час ота следования или длительность импульсного тока, амплитуда для постоянного тока и амплитуда с частотой для переменного тока), превышающими их номинальное значение, которые устанавливают путем регулирования значений параметров рабочего тока от максимально допустимых значений до номинальных(максимальное значение тока ограничено электрофизическими параметрами и мощностью рассеяния электродиализного аппарата), Предварительный временный процесс электродиализа проводят при максимальных значениях параметров рабочего тока. В этом случае обеспечивают с запасом снижение степени минерализации исходной опресняемой воды, в результате получают пресную воду с более низкой степенью минерализации, чем требуется по техническим или нормативным требованиям, и рассол, подаваемый с выхода электродиализатора на один вход смесителя и далее на вход электродиализатора. При разбавлеиии этого состава рассола с исходной водой получают опресняемую воду заданного расхода со степенью минерализации не более заданного значения, а затем стабилизуют процесс электродиализатора путем регулирования значения параметра рабочего тока (см. параметры рабочего тока), а именно, учитывая, что производительность злектродиализного аппарата пропорциональна плотности тока, то максимальное значение тока фотоэлектролиза устанавливают при заданных параметрах мембран до проявлений явления поляризации иа мембранах в соответствии с плотностью тока ие более 300 А , При этом уменьшают значения тока злектродиализного аппарата по ступенчато-убывающей зависимости до тех пор, пока степеньминерализации воды на выходе смесителяиа станет равной расчетному по выр. б. Разбавление рассола исходной водойосуществляют путем поэтапного электродиФализа, причем каждый этап электродиализа образуют по одинаковой гидравлической и электрическим схемам включения электродиализного аппарата и смесителя, при этом вход каждого последующего электродиализного аппарата соединяют с выходом предыдущего смесителя, который составляют из трубопроводной системы с запорнорегулирующей арматурой и проходной емкостью, которую периодически заполняют исходной водой.Вспомогательные операции и режимы их проведения,Данный вид операции, несмотря на название и последовательность изложения, также являются важными и необходимыми при реализации предлагаемого способа,Блоком контроля и регулирования управляют процессом электродиализа электрическими сигналами (диапазоны напряжений 1 10 - 0,1 В, тока 0,001 - 0,1 А, 0,1-10 Ом и частоты 0 - 10 кГц с датчиковздавлений и солесодержаний. В действие приводятся исполнительные органы в виде клапанов, регулируемых дросселей и вентилей, размещенных внутри и между трубопроводами и проходной емкостью смесителя,фотоэлектродиализная установка, изображенная на фиг.З, содержит солнечную батарею 1, подключенную через стабилизатор 2 и импульсный источник тока 3 к электродиализному аппарату 4, вход 5 которого соединен со смесителем б и регулируемым дросселем 7 через трехходовой клапан 8, на один из входов 9 которого подсоединен дозатор 10, а выходы 11 и 12 электродиализного аппарата 4 подсоединены соответственно к баку пресной воды 13 и второму входу 14 смесителя 6 через насос 15, при этом блок контроля и регулирования 16 соединен с датчиками давлений 17 и солесодержаний 18, а концентрированный рассол, необходимый в предварительный момент времени электродиализа по первому альтернативному варианту, находится в баке 19,Фотоэлектродиализиая установка, изображенная иа фиг.З, работает следующим образом,В начальный момент времени (см. фиг.б) поступления солнечного излучения Ф на выходе солнечной батареи 1 появится Осб и 1 сб (см. фиг.7), а на выходе стабилизатора 2 - Ост и 1 (см. фиг.7), Наряду с этим через смеситель б и электродиализный аппарат 4 протекает опресняемая вода, создаваемая потоком воды с расходом 0 Н, степенью минерализации Сисх.е, поступающей от водоисточника, и концентрированным рассолом с расходом О и степеньюминерзлиззции (рассол содержит дополнительную концентрацию соли), из бака 19 подаваемой через дозатор(насос-дозатор) 10. В этом случае опресняемая вода после смесителя 6 на входе 5 злектродиализатора имеет заданные гидравлические параметры: расход Он и степень минерализации опресняемой воды не превышает значения Сопр в (см, фиг.11), а рабочий импульсный ток имеет значение 1 в,При достижении времени на выходе электродиализного аппарата 4 появля 1 отся пресная вода с рассолом О,з = 0,5 0, и степенью минерализации Спв, а также рассол с расходом Ор= 0,5 О ууи степенью минерализации Ср (см. фиг,9-11), которые с помощью насоса 15 возвращают на вход 14 смесителя 6, Одновременно с этим с блока управления и регулирования поступает электрический сигнал по отклонению насоса-дозаторз 10 (см, фиг,10) и установки о положении "Закрыто" задвижки на входе трехходового клапана 9 и сокращения расхода исходной воды оодоисточникз от Он до значения Оу с помощью регулируемого дросселя 7 (см. фиг.9). Таким образом происходит вывод установки на установившийся режим электродиализа, при котором на вход электродиализного аппарата 4 с расхо. дом 0 и степенью минерализации Сопр.в, поступает опросгяемая вода. Данный процесс продолжается до момента времени и 2 в течение всего светового дня и в течение всего этого времени пресная вода поступает с бак 13 сбора пресной воды или непосредственно потребителю, э рассол постоянно рециркулируют и возвращают на вход 14 смесителя.Следует отметить, что образуемые в процессе электродиализа щелочной раствор из катодной камеры и кислый из анодной камеры электродиализного аппарата также могут быть подсоединены к линии рассола или упомянутые компоненты могут быть использованы самостоятельно для других целей. Кроме того, для стабильной и качественной работы фотозлектродиализной установки необходима подготовка исходной воды, позволяющая удалить грубодисперсные и коллоидные примеси, соли кальция, магния, железа 0,5 мг л,-1 марганца 0,5 мг л, общей жесткости 40 мгэкв л .На фиг.4 изображена функциональная схема фотоэлектродиализной установки, которая в отличие от установки на фиг.3 между импульсным источником тока 3 и электродизлизным аппаратом 4 имеет управляемый аттенюатор 20, позволяющий оегулировать значения рабочего тока электродиализного аппарата 4,Фотоэлектродиализная установка нафиг.4 работает следующим образом.При наличии солнечного излучения Фомомент времени светового дня работа солнечной батареи 1, стабилизатора 2 и импульсного источника тока 3 аналогична работе аналогичных агрегатов установки на фиг,З, Отличием же в установке на фиг.4является то, что отсутствует дозатор 10, поэтому электрическими сигналами с датчика солесодержаний 18 через блок 16 управления и регулирования с помощью управляемого аттенюатора 20 задаетсямаксимальное значение импульсного тока (см. фиг,8) электродиализного аппарата 4, так как в этом случае через него протекаетисходная вода с расходом Он степенью ми нерализации Сисх.в, создающая пресную воду со степенью минералиэации Сп, значительно меньшей, чем заданное значение степени минерализзции по техническим требованиям потребителя, и расходом 25 Оп. Кроме того с выхода 12 электродиализного аппарата 4 насосом 15 рассол расходом и степенью.минерализации Ср подается на оход 14 смесителя 6, на другой его вход поступает исходная вода от водоисточника, ЗО При этом на выходе смесителя и входе 5электродиализного аппарата 4 - опресняемзя вода расходом Ооп = Ои степенью минерзлизации Сопр,в (см, пуНктирную лини о О,на фиг.9). Причем по поступлении 35 оассола на вход смесителя в блок управления и регулирования 16 уменьшается расход исходной воды из водоисточника регулируемым дросселем 7 - датчик давления, управляющий через блок 16 регулируе мым дросселем 7 и установленный втрубопроводе 14 (на фиг.4 для упрощения не показан).Однако в связи с тем, что по достижениивремени 1 степень минерализации рассола 45 Ср на выходе электродиализного аппаратавозрастает, т,к, при разбавлении рассола исходной водой степень минерализации опресняемой воды Сод также возрастает для обеспечения непревышения заданно го значения степени минерализации опресияемой воды Соп.в. С помощью электрических сигналов датчиков солесодержания 18 через блок регулирования 13 и управляемый аттенюатор начинают регулировать значе ние рабочего тока, пропускаемого черезэлектродиализный аппарат 4 от максимально-допустимого 1 вкс и до номинального значения ном(см. фиг,8). В результате этого степень минерализации (солесодержания) пресной воды увеличивается, но не превы 14177346213(7) Ч шает заданного значения Спв, и наоборот степень минерализации рассола Ср уменьшается и за счет этого поддерживается непревышение заданного значения степени минерализации опресняемой воды Сопр.в на выходе смесителя 6 и на входе 5 электродиализного аппарата 4.В дальнейшем неизменность значения степени минерализации опресняемой воды Сопр.в. поддерживают регулированием значения рабочего тока электродиализного аппарата 4 и.Изображенная на фиг.1 фотозлектродиализная установка отличается от предыдущих установок тем, что в ее конструктивной схеме имеются два смесителя 6 и 61 и два гидрораспределителя 21 и 22, управляемце блоком 16 и переключающие соответствующие гидролинии с трубопроводами 23 поступления исходной воды и трубопроводами 14 рассола,Работа установки на фиг.1 аналогична работе установок на фиг.3.В изображенную на фиг,1 установку необходимо ввести дозатор 10 и исключить из схемы управляемый аттенюатор, однако различие, проявляемое в процессе функционирования, заключается в том, что к электродиализному аппарату 4 поочередно подключаются смеситель 6 или смеситель 61 гидрораспределителями 21 и 22, причем управление происходит как правило сигналами с датчиков 18 или программными устройством, встроенным в блок 13 (команды в случае наличия программного устройства приобретают вид зависимости - см. фиг,10),На фиг,1 изображена фотоэлектродиализная установка, позволяющая оптимизировать процесс электродиалиэа. Причем смеситель 6 составлен трубопроводной системой 14,23 и 24 и проходной емкостью 6 и 6 с запорно-регулируемой арматурой 15 ,21,22 и 25. Гидрораспределитель 21 срабатывает от блока 13, последний управляется датчиками давлений 17 внутри смесителя 6 и 6 или датчиков уровня, те и другие датчики на фиг,4 не показаны, чтобы упростить схему.Поочередное периодическое заполнение емкостей 6 и 61 осуществляется исходной водой, каждая из которых заполняется не менее, чем на половину, в дальнейшем подачей рассола вместе с исходной водой при Ор = Оисх.в и в суммарном расходе на входе 5 электродиализного аппарата 4 Оу= Ор + Оисх.в.В этом случае степень минерализации .опресняемой воды Сопр.в. на входе 5 электродиэлиэного аппарата определяется как 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 С О т+Чь С 1Сопр.вЧ где Сопр.в. - степень минерэлизации опресняемой воды на входе 5 электродиализного аппарата 4; Ср - степень минералиэации опресняемой воды на выходе трубопровода 24 смесителей 6 и 6; 1 - время истечения опресняемой воды из смесителя 6 или 6; С 1 и С 2 - соответственно степени минерализации исходной воды водоисточника и рассола; Ч 1 - объем заполнения исходной водой проходной емкости смесителя 6 или 6; О - расход опресняемой воды нэ выходе трубопровода 24 смесителя 6 и 6 .Такая конструктивная схема фотоэлектролизной установки эффективна при опреснении соленых вод с начальной степенью минерализации (3 - 7) Г-л, Благодаря наличию датчиков давлений 17 и солесодержания 18 обеспечивается не только поддержание заданного режима технологического процесса электродиализа в установках, изображенных на фиг.1 - 5, но и отключают установки при аварийных остановках насосов 10 и 15, превышении давления или перепада давлений между трактами концентрации и обессоливания, а также при минимальных уровнях воды в проходных емкостях смесителей 6 и 6 или наоборот при превышении заданного уровня опресняемой ворсы в упомянутых емкостях смесителей би 6 ит,д.Что же касается исключения осадкообразования при реализации предлагаемого способа безотходного электродиализэ отметим, что через электродиализные аппараты 4 пропускают импульсный рабочий ток, в случае же электропитания установок постоянным рабочим током необходимо предусмотреть схему реверсирования направления тока через 2-6 ч, а также воздействием нэ мембраны аппаратов 4 турбулентным потоком водовоздушной смеси и т.д.Нэ фиг.2 изображена фотоэлектродиализная установка, отличием которой от предыдущих установок является наличие гидравлической связи трубопроводных систем исходной воды с трубопроводами 11 и 12 электродиализного аппарата 4 через управляемые трехходовые клапаны 25, причем разбавление рассола с исходной водой и частью пресной воды осуществляется в таком режиме, когда рассол разделяют нэ два10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 потока с равными расходами, которые разбавляют соответственно с равными расходами пресной и исходной воды и далее оба потока разбавленного рассола насосом 15 подают на вход смесителя 6 и далее на электродиализный аппарат 4.Данный вариант реализации предлагаемого способа с рециркуляцией рассола и части пресной воды далее с исходной водой эффективна при обессоливании соленых вод 7 Г-л и выше,На фиг,5 изображена фотоэлектролизная установка для глубокого обессоливания соленых вод, в этом случае процесс электродиализа, реализуемый установкой, проводят поэтапно по одинаковой гидравлической и электрической схемам при последовательном включении электродиализных аппаратов 4 и смесителей 6, при этом вход каждого последующего электродиализного аппарата 4 соединен последовательно с выходом предыдущего смесителя 6.Кроме того, наличие проходной емкости смесителя 6, в которой происходит накопление опресняемой воды, способствует еще более интенсивному опреснению исходной воды до заданного значения,Технико-экономическая эффективность, создаваемая предлагаемым способом.Технический эффект.По сравнению с известными способами (в том числе с прототипом и базовым объектом) технические преимущества предлагаемого способа и установок, реализующих его, установлены на основе сопоставительного анализа. Методика сопоставительного анализа базируется на следующих технических требованиях и условиях эксплуатации сопоставляемых способов:предлагаемый и известный способы (установки для их осуществления) эксплуатируются при одинаковых условиях, а именно интенсивности солнечного излучения и продолжительности светового дня, а также интервалы рабочих температур окружающей среды одинаковые;опреснению подвергают соленую воду из одного водоисточника, т,е. исходную воду с равной по значению степенью минерализации, а на выходе электродиализных аппаратов одинаковый расход пресной воды (производительность пресной воды);электродиализные установки, реализующие сопоставляемые технические решения, потребляют от электроисточника равную по значению электрическую мощность;Наряду с прототипом в качестве базового объекта установка опреснительная электродиалиэная ЭОУ-НИИПММ (см. гехническое описание и инструкцию по эксплуатации В П 100,17,00,000. ТО, 1984 г), выявлены следующие преимущества,Благодаря безотходности технического электродиализного процесса устраняется экологическое загрязнение окружающей среды в местах эксплуатации установок, реализующих предлагаемый способ, Особенно это важно при производстве крупнотоннажного электродиализа, так как сброс рассола вызывает эрозию (засоление) почвы.Благодаря тому, что отсутствует сброс рассола становится возможным ресурсосбережение исходной воды и ее рациональное использование,Предлагаемый способ реализуется установками с электропитанием от традиционных и нетрадиционных электроисточников, например солнечных батарей, т,е, становится возможным размещение и применение электродиализных аппаратов в местах, лишенных централизованного энергоснабжения.,Эффективность способа повышается за счет того, что установки, реализующие и редлагаемый способ, могут быть созданы методами агрегатирования и комплексной стандартизации на основе серийно изготовляемых отечественной промышленностью аппаратурой и элементами.В связи с тем, что в конструктивно-технологической схемах установок, реализующих предлагаемый способ, использованы стабилизатор тока и импульсный источник электропитания на основе блокинг-генераторов отсутствуют силовые коммутирующие электромеханические переключатели, что повышает надежность и увеличивает ресурс работы установок, реализующих способ. Кроме того, устраняется осадкообразование на мембранах электродиализного аппарата и отравление, т.е. также увеличивается ресурс и повышается надежность установок.Экономический эффект,Зкономический эффект также выявлен по результатам сопоставительного анализа предлагаемого технического решения и базового объекта, в качестве которого выбрана установка ЭОУ-НИИПМ - 25 М, реализующая известный способ и агрегатированная солнечная батарея типа "ИЛЕВ" и нфШнБлагодаря тому, что по сравнению с известными техническими решениями установки, реализующие предлагаемый способ, не имеют сброса рассола в окружающую среду отсутствует экологическое загрязнение в месте эксплуатации установок и дополнительные экономические и материальные затраты на приобретение и оборудованиеприродоохранительных средств и мероприятий. Однако в связи с отсутствием экономических данных, характеризующих стоимостный эффект от сохранения экологической чистоты в месте эксплуатации установки, конкретное 5 исчисление и предоставление экономики в рублях на одну установку не предоставляется возможным.Так как установки, реализующие предлагаемый способ, создаются методами агрега тирования и комплексной стандартизации на основе стандартных серийно изготовляемых отечественной промышленностью аппаратурой, элементами и оборудованием, обуславливающих несомненный экономи ческий эффект и отсутствие соответствующих стоимостных показателей, то конкретное исчисление и представление экономики в рублях на одну установку также не представляется возможным. 20Формул а изобретения1. Способ деминерализации воды посредством фотоэлектродиализа, включающий смешение исходной воды с продуктом электродиализа в смесителе и измерение 25 степени минерализации исходной воды, опресняемой воды, рассола и расходов исходной воды, рассола и воды на выходе смесителя,отличающийся тем, что,с целью повышения экологической чистоты за 30 счет безотходности фотоэлектродиализа, с выхода электродиализного аппарата рассол полностью возвращают на вход смесителя и поддерживают значения степени минерализации воды на выходе смесителя в соответ ствии с выражением- 01ЙС 1 + 02ЙС 2 + ЧсмС 1Срез где Срез - значение заданной степени минерализации воды на выходе смесителя;С 1 и С 2 - значения степени минерализации исходной воды и рассола;01 и Ог - заданные расходы исходной воды и рассолаЧсм - количество исходной воды, заполняющей емкость смесителя;Ч . - суммарное количество разбавленного раствора опресняемой водой;Ь 1 - время, в течение которого ведут фотоэлектродиализ, и при отклонении измеренного значения степени минерализации на выходе смесителя от расчетного, изменяют расход исходной воды на смесителе пропорционально величине и знаку отклонения,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в начальный момент фотоэлектродиализа измеряют степень минерализации воды на выходе смесителя, сравнивают с расчетным значением и при превышении расчетным значением измеренного значения степени минерализации с выхода электродиализного аппарата подают с постоянным расходом рассол на вход смесителя, а расход исходной воды на входе увеличивают до тех пор. пока измеренное значение степени минерализации на выходе смесителя становится равным расчетному, или же при превышении измеренного значения степени минерализации воды на выходе смесителя от расчетного на начальной стадии фотоэлектродиализа ток через электродиализный аппарат уменьшают с максимально допустимого значения до тех пор, пока степень минерализации воды на выходе смесителя на станет равной расчетному.