Обессолевание воды электродиализом, гиперфильтрацией

Электродиализное обессолевание: Основано на том, что в электрическом поле катионы растворенных в воде солей движутся к погруженному в опресняемую воду катоду, а анионы к аноду. При этом электрический ток в растворе переносится ионами, которые разряжаются на аноде и катоде. Если сосуд с опресняемой водой, в который погружены катод и анод, разделить проницаемыми для катионов и анионов перегородками на 3 части (катодную, рабочую и анодную) и включить постоянный ток, то постепенно большая часть катионов растворенный в воде солей будет перенесена электрическими токами в катодное, а анионов в анодное пространство. Находящаяся в рабочем пространстве вода опресняется. В производстве были получены электрохимически активные мембраны, являющиеся важнейшим элементом многокамерного электродиализного аппарата. От их свойств и качеств зависит эффективность процесса опреснения. Мембраны д. обладать высокой электропроводностью, селективностью(способность пропускать ионы с зарядом одного знака), отличаться достаточной прочностью и стойкостью в воде и рассолах. Ионитовые мембраны делят на катионо и анионо активные. Первые пропускают в электрическом поле катионы, но практически не пропускают анионы, вторые наоборот.

(4)

1,2,3 – катодное, рабочее, анодное, пространство

Опреснение воды обратным осмосом(гиперфильтрация):

Метод основан на следующем явлении: если в сосуде м/у пресной и соленой водой поместить полунепроницаемыю перегородку, способную пропускать воду и задерживать гидратированные ионы растворимых в воде солей, то м. наблюдать как пресная вода начинает поступать в отсек с соленой водой. Переток чистой воды происходит в следствии разници концентрации жидкости по обеим сторонам перегородки. Ч/з некоторе время уровень пресной воды станет заметно ниже уровня соленого раствора. Разница уровней после установившегося равновесия характеризует осмотическое давление растворенного вещества. Процесс самопроизвольного протекания менее концентрированного раствора в более концентрированный ч/з полупроницаемую перегородку называют осмосом. Если создавать в соленом растворе давление, превышающее осмотическое, то возникает перетекание молекул пресной воды в направлении обратном ее естественному движению, т.е. вода из раствора начинает перетекать ч/з перегородку в пресную воду. Такой процесс – обратный осмос. Таким образом опреснение соленой воды методом обратного осмоса основывается как раз на процессе перетекания молекул чистой воды из раствора при создании давления, превышающего осмотическое в направлении от раствора к пресной воде ч/з полунепроницаемую перегородку.

(5)

Полупроницаемая перегородка выбирается с таким расчетом, чтоб ч/з ее поры м. проходить молекулы воды, но не могли проходить ионы солей, растворенных в соленой воде. Т.к. ионы солей в размере почти в 1,5 раза больше молекул воды, то это возможно технически осуществить. Так как молекулы воды способны протекать ч/з поры, слишком узкие для прохождения ионов солей, то это явление еще и называют гиперфильтрацией, или сверхфильтрацией. В литературе опреснения обратным осмосом называют методом опреснения воды гиперфильтрацией.