Электродиализатор для обессоливания воды

АНИ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлено 21,11.80 (21) 3008660/23-26) УДК 663.63 (088.8) публиковано 23.05.82. Бюллетеньата опубликования описания 28.05.82 ааи кэобретеннки еткрмтий(54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР ДЛЯ ОБЕССОЛИВАВОДЫ ентрах шесых находятИзобретение относится к области получения обессоленной воды и может быть использовано для деминерализации природных вод методом электродиализа в различных отраслях промышленности, например атомной, электронной, медицинской, фармацевтической, химической, пищевой.Известно устройство для получения обессоленной воды, содержащее параллельно расположенные плоские профилированные чередующейся полярности, мембраны соприкасаюшиеся вершинами профиля 1 .Недостаток указанного устройства заключается в том, что пакет мембран имеет большое гидравлическое сопротивление и рабочее напряжение, что вызывает большие энергозатраты, необходимые для создания оптимальной плотности тока.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электродиализатор для обессоливания воды, содержащий корпус, ионообменные мембраны в.форме труб, внутри которых коаксиально размещены электроды, выполненные в виде прутков, и оси трубчатых мембран образуют правильные шестиугольники, прилегающие друг к другу. Под действием постоянного электрического тока, подводимого к электродам, происходит электромиграция ионов солей из обрабатываемой воды через мембраны в электродные камеры, непрерывно промываемые исходной водой 2).Недостаток указанного диализатора заключается в низком качестве обессоленной воды.Цель изобретения - повышение степени ообессоливания воды.Указанная цель достигается тем, чтоэлектродиализатор для получения обессоленной воды, содержащий корпус, ионообменные мембраны в форме трубок, внутри которых коаксиально размещены электроды, вы полненные в виде прутков, а оси трубчатыхмембран расположены в вершинах правильных шестиугольников, прилегающих друг к другу, снабжен стержнями из диэлектрического материала, расположенными в центрах шестиугольников, поверхность мембран выполнена зубчатой и вершины зубьев каждой мембраны соприкасаются с зубьями соседних мембран и со стержнями.Стержни, расположенные в цтиугольников, в вершинах которвыхода деминерализованной воды 13, рассола из анодных камер 14 и рассола из катодных камер 15. Катоды 17 в виде прутков диаметром 3 - 5 мм изготавливаются из титана или нержавеющей стали, аноды 18 в виде прутков диаметром, 1 - 1,5 мм - из платинированного титана.Электродиализатор для получения обессо. ленной воды работает следуюшим образом.Исходная водопроводная вода поступает через коллектор 10, находящийся в нижней крышке, затем через распределительные отверстия 6 в нижней торцовой части пластмассовых стержней 4 воды равномерно распределяется в узких каналах, образованных в каждом случае катионитовой 2, анионитовой 3 мембранами и пластмассовым стержнем 4. За время прохождения обессоливаемой воды до верхних собирающих отверстий 6 анионы солей под действием постоянного электрического тока мигрируют через анионитовые трубчатые мембраны 3 внутрь трубок, выполняющих роль рассольно-электродных камер 19, а катионы - соответственно через катионитовые трубчатые мембраны 2 в рассольно-электродные камеры 20, откуда через коллекторы 14 и 15, находящиеся внутри верхней крышки, рассол сбрасывается.Деминерализованная вода собирается в коллекторе 13 верхней крышки, откуда подается потребителю.Для получения деминерализованной воды с удельным сопротивлением 1 - 2 МОм на известных ионообменных установках необходимо исходную водопроводную воду подвергнуть обработке на механическом фильтре, катионитовом фильтре, йегазаторе и (с помощью насоса) на анионитовом фильтре. Стоимость 1 мэ деминерализованной воды такого качества составляет 0,7 - 0,8 руб. Чтобы получить деминерализованную воду такого же качества (1 - 2 МОм) с помощью предлагаемого электродиализатора, необходимо обработать исходную воду на механическом фильтре и на предложенном элект- родиализаторе, т. е. отпадает необходимость в катионитовом фильтре, дегазаторе, анионитовом фильтре, перекачке насосом, а также в реагентном хозяйстве для регенерации ионообменных фильтров,Таким образом, потребность в производственных площадях сокращается в 6 - 7 раз по сравнению с площадями, занятыми используемыми в настоящее время ионообменными установками аналогичного назначения. Отпадает также необходимость в катионитовой и анионитовой ионообменных смолах, соляной кислоте и щелочи для их регенерации. Обработка воды на механическом фильтре, загруженном дробленным антрацитом, не требует расхода кислот, щелочей, электроэнергии. 9291483ся трубчатые профилированные мембраны,ликвидируют застойные явления процессовэлектромиграции ионов в центрах шестиугольников. Выполнение мембран профилированными увеличивает их поверхность засчет того, что, во-первых, увеличивается общая площадь мембран и, во-вторых, всяона является рабочей, так как исчезаетнеобходимость опор из перфорированныхтруб, на которые надеваются мембраны.Это интенсифицирует процесс обессоливания, способствует отсутствию застойныхзон и повышению качества фильтрата,Расположение мембран соприкасающимися вершинами профилей друг с другоми со стержнями обеспечивает постоянное иневысокое электрическое сопротивление аппарата независимо от степени обессоливания исходной водопроводной воды. Гидравлическое сопротивление предлагаемой конструкции также минимальное, так как просвет в наиболее широкой части зон обессоливания достигает 5 - 6 мм.20На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства, разрез, на фиг. 2 -то же, вид сверху.Электродиализатор для получения обессоленной воды содержит корпус 1 в видетрубы из любого диэлектрического не загрязняющего обессоленную воду материала,внутри которой вплотную друг к другу в виде гексаэдра по вершинам правильного шестиугольника (в сечении) расположены катионитовые 2 и анионитовые 3 мембраны З 0трубчатого типа с зубчатым профилем (диаметр трубы 12 - 18 мм, высота профиля2 - 3 мм, шаг 5 - 6 мм). В центре каждогошестиугольника вплотную к мембранампомещен пластмассовый стержень 4, имеющий по торцам вдоль оси пазы 5 глубиной10 - 15 мм, диаметром отверстия 6 - 9 мм,от которых идут по шесть боковых отверстий 6 диаметром 2 мм, служащих для вводаснизу исходной воды и вывода сверху деминерализованной. Верхняя 7 и нижняя 8 40крышки из любого диэлектрического матерна.ла, не загрязняющего деионизованную воду с прокладками 9 из вакуумной резины,стягиваются для уплотнения всей системыс помощью электродов, выполненных в видепрутков и проходящих по оси каждой трубчатой мембраны 2 и 3. Крышки снабженыколлекторами 10 - 12 одновременно на нихустановлены коллекторы для ввода исходнойводы, вывода деминерализованной 13 и рассола 14 и 15. Для этого в обеих крышках 50напротив каждой трубчатой мембраны ипластмассового стержня высверлены на соответствующую глубину отверстия 16 диаметром 8 - 12 мм. С помощью поперечнопросверленных в крышках отверстиа образуются шесть отделенных коллекторов; в Ынижней крышке - для ввода исходной воды 10, воды в анодные камеры 11 и в катодные камеры 12; в верхней крышке - для51Формула изобретения 9291 Электродиализатор для обессоливания воды, содержащий корпус, ионообменные мембраны в форме труб, внутри которых коаксиально размещены электроды, выполненные в виде прутков, и оси трубчатых мембран образуют правильные шестиугольники, прилегающие друг к другу, отличающийся тем, что, с целью повышения степени обессоливания, он снабжен стержнями из диэлект 486рического материала, расположенными в центрах шестиугольников, поверхность мембран выполнена зубчатой и вершины зубьев каждой мембраны соприкасаются с зубьями соседних мембран и со стержнями.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР216622, кл. В О 1 0 13/02, 1967;2, Авторское свидетельство СССР661892, кл. С 02 Г 1/46, 1975.Составитель В. Банников Редактор В. Иванова Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая Заказ 3061/7 Тираж 733 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4