Էլեկտրոդիալիզի ջրի մաքրման տեխնոլոգիա

Էլեկտրադիալիզը (ԷԴ) գործընթաց է, որն օգտագործում է կիսաթափանցիկ թաղանթ և հաստատուն հոսանքի էլեկտրական դաշտ՝ լիցքավորված լուծված մասնիկները (օրինակ՝ իոնները) լուծույթից ընտրողաբար տեղափոխելու համար: Այս բաժանման գործընթացը կենտրոնացնում, նոսրացնում, զտում և մաքրում է լուծույթները՝ լիցքավորված լուծված նյութերը ջրից և այլ ոչ լիցքավորված բաղադրիչներից հեռացնելով: Էլեկտրադիալիզը վերածվել է մեծածավալ քիմիական միավորային գործողության և կարևոր դեր է խաղում թաղանթային բաժանման տեխնոլոգիայում: Այն լայն կիրառություն է գտնում այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են քիմիական աղազրկումը, ծովի ջրի աղազրկումը, սննդի և դեղագործության արտադրությունը, ինչպես նաև կեղտաջրերի մաքրումը: Որոշ շրջաններում այն ​​դարձել է խմելու ջուր արտադրելու հիմնական մեթոդը: Այն առաջարկում է այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են՝ ցածր էներգիայի սպառումը, զգալի տնտեսական օգուտները, պարզ նախնական մշակումը, դիմացկուն սարքավորումները, ճկուն համակարգի դիզայնը, հեշտ շահագործումը և պահպանումը, մաքուր գործընթացը, ցածր քիմիական նյութերի սպառումը, նվազագույն շրջակա միջավայրի աղտոտումը, սարքի երկար կյանքի տևողությունը և ջրի վերականգնման բարձր մակարդակը (սովորաբար տատանվում է 65%-ից մինչև 80%):

Էլեկտրադիալիզի տարածված մեթոդներից են էլեկտրոդիոնիզացիան (EDI), էլեկտրոդիալիզի հակադարձումը (EDR), հեղուկ թաղանթներով էլեկտրոդիալիզը (EDLM), բարձր ջերմաստիճանի էլեկտրոդիալիզը, գլանաձև էլեկտրոդիալիզը, երկբևեռ թաղանթային էլեկտրոդիալիզը և այլն:

Էլեկտրադիալիզը կարող է օգտագործվել տարբեր տեսակի կեղտաջրերի մաքրման համար, ներառյալ էլեկտրոլիտիկ ծածկույթով կեղտաջրերի և ծանր մետաղներով աղտոտված կեղտաջրերի մաքրումը: Այն կարող է օգտագործվել կեղտաջրերից մետաղական իոններ և այլ նյութեր արդյունահանելու համար, ինչը թույլ է տալիս վերականգնել և վերօգտագործել ջուրը և արժեքավոր ռեսուրսները՝ միաժամանակ նվազեցնելով աղտոտվածությունը և արտանետումները: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ էլեկտրոդիալիզը կարող է վերականգնել պղինձը, ցինկը և նույնիսկ օքսիդացնել Cr3+-ը Cr6+-ի՝ պղնձի արտադրության գործընթացում պասիվացման լուծույթների մշակման ընթացքում: Բացի այդ, էլեկտրոդիալիզը համակցվել է իոնային փոխանակման հետ՝ արդյունաբերական կիրառություններում թթվային թթվացման կեղտաջրերից ծանր մետաղների և թթուների վերականգնման համար: Հատուկ նախագծված էլեկտրոդիալիզի սարքերը, որոնք օգտագործում են ինչպես անիոնային, այնպես էլ կատիոնային փոխանակման խեժեր որպես լցոնիչներ, օգտագործվել են ծանր մետաղների կեղտաջրերի մաքրման համար՝ հասնելով փակ ցիկլի վերամշակման և զրոյական արտանետման: Էլեկտրադիալիզը կարող է նաև կիրառվել ալկալային կեղտաջրերի և օրգանական կեղտաջրերի մաքրման համար:

Չինաստանի աղտոտվածության վերահսկման և ռեսուրսների վերօգտագործման պետական ​​հիմնական լաբորատորիայում անցկացված հետազոտությունը ուսումնասիրել է էպօքսիդային պրոպանային քլորացման պոչային գազ պարունակող ալկալային լվացման կեղտաջրերի մաքրումը՝ օգտագործելով իոնափոխանակման թաղանթային էլեկտրոլիզ: Երբ էլեկտրոլիզի լարումը 5.0 Վ էր, իսկ շրջանառության ժամանակը՝ 3 ժամ, կեղտաջրերի COD հեռացման արագությունը հասնում էր 78%-ի, իսկ ալկալային վերականգնման արագությունը՝ մինչև 73.55%, ինչը ծառայում էր որպես արդյունավետ նախնական մշակում հետագա կենսաքիմիական միավորների համար: Էլեկտրադիալիզի տեխնոլոգիան նաև օգտագործվել է բարձր կոնցենտրացիայի բարդ օրգանական թթվային կեղտաջրերի մաքրման համար՝ 3%-ից մինչև 15% կոնցենտրացիաներով, Շանդոնգ Լուհուա նավթաքիմիական ընկերության կողմից: Այս մեթոդը հանգեցնում է մնացորդների կամ երկրորդային աղտոտման բացակայության, և ստացված կոնցենտրացված լուծույթը պարունակում է 20%-ից մինչև 40% թթու, որը կարող է վերամշակվել և մաքրվել՝ նվազեցնելով կեղտաջրերի թթվի պարունակությունը մինչև 0.05%-ից մինչև 0.3%: Բացի այդ, «Սինոպեկ Սիչուան» նավթաքիմիական ընկերությունը օգտագործել է մասնագիտացված էլեկտրոդիալիզի սարք՝ կոնդենսատային կեղտաջրերը մաքրելու համար, որի արդյունքում առավելագույն մաքրման հզորությունը կազմել է 36 տ/ժ, խտացված ջրում ամոնիումի նիտրատի պարունակությունը գերազանցել է 20%-ը և վերականգնման մակարդակը կազմել է ավելի քան 96%: Մաքրված քաղցրահամ ջուրն ուներ ≤40 մգ/լ ամոնիումային ազոտի զանգվածային մասնաբաժին, որը համապատասխանում է շրջակա միջավայրի չափանիշներին: