ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Важное значение в охране водных ресурсов и их рациональном использовании приобретают физико-химические методы улучшения качества воды и обезвреживания стоков (как бытовых, так и от промышленных предприятий), позволяющие повторно использовать очищенную воду в технологических процессах. Применение физико-химической обработки решает проблему использования очищенных сточных вод для нужд технического водоснабжения и создание на этой базе замкнутых циклов. Одним из таких методов является метод электродиализа. Сущность электродиализа состоит в направленном движении ионов через ионообменные мембраны под действием электрического тока.

Установка электродиализатора разделена чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами, расположенными между электродами. Исходная вода подается в обессоливающую (дилюатную) камеру. Под действием тока положительно заряженные катионы начинают двигаться к отрицательно заряженному аноду, причем катионообменные мембраны пропускают лишь анионы. Из рассольной камеры выходит рассол, а из дилюатной - обессоленная вода.

В ВолгГАСА на кафедре химии совместно с кафедрой ВиВ проводятся исследования в области разработки экономичных экологичных технологий очистки природных и сточных вод от солей тяжелых металлов. Задачей исследований является интенсификация электродиализного метода путем использования нестационарных режимов ведения процесса очистки, а именно: применения импульсного тока питания электродиализаторов. Использование импульсного тока дает следующие преимущества.

1.Известно, что производительность электродиализных установок прямо пропорциональна плотности тока. Однако увеличение плотности постоянного тока ограничивается концентрационной поляризацией. Проведение электродиализа в импульсном режиме позволяет получить значительно большую рабочую плотность тока по сравнению со стационарным режимом

2.Существенное отличие импульсного тока от постоянного в том, что он позволяет, кроме плотности тока, регулировать частоту и скважность импульсов. Как показали опытные данные, последние два параметра оказывают большое влияние на электродиализное извлечение ионов из обрабатываемого раствора. Из установленной зависимости извлечения катионовna, k, liот плотности постоянного и импульсного токов видно, что скорость очистки увеличивается в 2-4 раза.

3.Использование импульсного тока определенных параметров позволяет регулировать величину рН в примембранном слое, влияя тем самым на процесс осадкообразования гидроксидов металлов в камерах установок и на самих мембранах.

Наиболее широкое распространение электродиализный метод получил при обессоливании высокоминерализованных вод с содержанием солей 2 г/л и более. Метод также находит применение для очистки сточных вод от солей тяжелых металлов. Основным достоинством метода электродиализа является то, что он позволяет организовать локальный водооборотный цикл непосредственно на производственном участке, установки достаточно компактны, просты в управлении и легко автоматизируются. Необходимо отметить, что при нестационарном режиме электродиализа в 22,5 раза снижаются затраты электроэнергии на процесс, в высокие затраты электроэнергии всегда являлись большим недостатком как электродиализного, так и ряда других методов, связанных с использованием электроэнергии.