Электродеионизация - Electrodeionization

Электродиондау (EDI) Бұл суды тазарту электр қуатын, ион алмасу қабығын және шайырды қолданатын технология ионсыздандыру су және бөлек ерітілген иондар (қоспалар) судан. Оның басқа суды тазарту технологияларынан айырмашылығы, ол химиялық өңдеуді қолданбай жасалады және әдетте жылтырататын өңдеу болып табылады кері осмос (RO). Сондай-ақ, жиі деп аталатын EDI бірліктері бар үздіксіз электродизация (CEDI) өйткені электр тогы шайыр массасын үздіксіз қалпына келтіреді. CEDI техникасы өте жоғары тазалыққа қол жеткізе алады, өткізгіштігі 0,1 мкС / см-ден төмен.


Тарих

Электродиализ жүйелеріндегі концентрациялық поляризация құбылысын жою немесе азайту үшін электродеонизация 1950 жылдардың соңында пайда болды. 1956 жылы Уильям Катц ионикада алғашқы электродионизация сипаттамаларының бірін жасады және «Су мембраналарын минералдандырудың қазіргі жағдайы» атты мақаласын Халықаралық су конференциясында жариялады.

Технология қаттылық пен органиканың төмен төзімділігіне байланысты қолдануда шектеулі болды. 1970-80 жж. Кері осмос жоғары TDS суларында ион алмасу шайырының артықшылығы бар технологияға айналды. RO танымалдылыққа ие бола отырып, EDI-нің қолайлы жылтырату технологиясы болатындығы анықталды. Химиялық регенерацияланған ион алмасу жүйелерін ығыстыру үшін оралған RO және EDI жүйелері қолданылды.

1986 және 1989 жылдары Миллипоре, Ionpure және Ionics Inc. сияқты компаниялар электродиондау қондырғыларын жасады. Бастапқы құрылғылар үлкен, қымбатқа түсті және көбінесе сенімсіз болды. 1995 жылы Glegg Water Conditioning E-Cell маркалы электродизацияны енгізді. Модульдік жобалау стандартына негізделген жаңа технология өзіндік құнын төмендетіп, сенімділігін арттырады. E-Cell көптеген OEMS-ке ұсынылды және бұл салада төңкеріс жасады. Көп ұзамай бәсекелестер модульдік ақысыз дизайнмен жүрді.

Қазіргі уақытта бұл технология көптеген су тазартушы компанияларда кеңінен қол жетімді, бірақ оны шектеулерді түсінетін және жоғары сапалы өнімді қолданатын мамандар ғана қолдануы керек.

Қолданбалар

Төмен тамақтандырған кезде жалпы еріген қатты заттар (TDS) жем (мысалы, РО-мен тазартылған жем), өнім өте жоғары тазалық деңгейіне жетуі мүмкін (мысалы, [[Тазартылған су # Электрөткізгіштігі | 18 мегом / см], Тазартылған судың өткізгіштігін / өткізгіштігін өлшеу. Ион алмасу шайыры иондарды ұстап қалу үшін әрекет етіп, оларды ион алмасу мембраналары арқылы тасымалдауға мүмкіндік береді.Edi технологиясының негізгі қосымшалары, мысалы Ionpure, E-cell және SnowPure электроника, фармацевтика және электр қуатын өндіруде.


Теория

Анодтағы электрод электрохимиялық жасуша деп аталады анод немесе а катод ойлап тапқан терминдер Майкл Фарадей. Анод электрод ретінде анықталады электрондар ұяшықтан шығу және тотығу пайда болады, ал катод электрондар ұяшыққа енетін электрод ретінде және төмендету орын алады. Әр электрод анодқа немесе катодқа айналуы мүмкін Вольтаж ұяшыққа қолданылады. Биполярлы электрод дегеніміз - бір жасушаның анодты және екінші жасушаның катодының қызметін атқаратын электрод.

Әр ұяшық электродтан және аннан тұрады электролит бірге иондар тотығу немесе тотықсыздануға ұшырайды. Электролит дегеніміз - электр өткізгіш орта ретінде әрекет ететін бос иондары бар зат. Әдетте олар ерітіндідегі иондардан тұратындықтан, электролиттер иондық ерітінділер деп те аталады, бірақ балқытылған электролиттер мен қатты электролиттер де мүмкін. Оларды кейде қысқартылған жаргонмен осылай атайды лит.

Су анод (оң электрод) мен катод (теріс электрод) арасында өтеді. Ионды селективті мембраналар оң иондардың судан теріс электродқа, ал теріс иондардың оң электродқа қарай бөлінуіне мүмкіндік береді. Жоғары тазартылған судың нәтижесі.


In situ регенерациясы

Иондардың қозғалысы үшін қажет болатын артық токты пайдаланған кезде. Судың бір бөлігі OH- және H + түзе отырып бөлінеді. Бұл түр шайырдағы аниондар мен катиондарды алмастырады, бұл процесс шайырдың орнында регенерация деп аталады. Бұл процестің өзінде болатындықтан, қондырғыны тоқтатудың және химиялық заттарды қолданудың қажеті жоқ, өйткені бұл басқалардың техникасында болады.[1]

Орнату схемасы

Электродеионизация қондырғысы

EDI типтік қондырғысында келесі компоненттер бар: анод және катод, анион алмасу мембрана, катион алмасу мембрана және шайыр. Ең жеңілдетілген конфигурация 3 бөлімнен тұрады, өндірісті ұлғайту үшін олардың санын көбейтуге болады.

Катиондар катодқа, ал аниондар анодқа қарай ағады. Анион алмасу мембранасы арқылы тек аниондар, ал катиондармен алмасу мембранасы арқылы тек катиондар өте алады. Бұл конфигурация мембраналар мен электр күшінің әсерінен аниондар мен катиондардың тек бір бағытта ағуына мүмкіндік береді, қоректік суды иондарсыз қалдырады, (ионсыздандырылған су).

Концентрация ағындары (қоректендіру ағынының оң және сол жағы) қабылданбайды және оларды ысыраптауға, қайта өңдеуге немесе басқа процесте пайдалануға болады.

Ион алмасу шайырының мақсаты - қоректендіретін судың тұрақты өткізгіштігін сақтау. Шайырсыз өткізгіштік қабілеті күрт төмендейді, өйткені иондардың концентрациясы төмендейді. Өткізгіштіктің төмендеуі 100% иондарды жоюды өте қиын етеді. Бірақ шайырларды қолдану мүмкіндік береді.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Альварадо, Люсия; Чен, Айчэн (2014-06-20). «Электродеонизация: принциптері, стратегиялары және қолданбалары». Electrochimica Acta. 132: 583–597. дои:10.1016 / j.electacta.2014.03.165. ISSN  0013-4686.

Сыртқы сілтемелер