Purificarea Apei Poluate prin Electrodeionizare

Electrodeionizarea (EDI) combina caracteristici ale electrodializei (ED) si ale schimbului ionic (SI) in aplicatii de purificare a apei pe diferite segmente de incarcare elimina regenerarea schimbatorilor de ioni, iar SI compenseaza deficitul cu saruri si componente ionizabile in solutie. Ele isi elimina reciproc principalele deficiente: ED de conductibilitate ionica a apei purificate. In final aplicatia reduce in mod semnificativ costurile de purificare a apei, tehnologia fiind posibil de aplicat in egala masura pentru: epurarea apelor poluate, recuperarea unor saruri din apele deversate in care se afla in concentratii mici, obtinerea apei demineralizate, desalinizarea apei de mare, obtinerea apei cu grad ridicat de puritate pentru aplicatii tehnologice exigente. De la primele semnalari asupra subiectului in anii 1980 au fost aduse o serie de imbunatatiri care au crescut performantele aplicatiei in paralel cu reducerea semnificativa a costurilor

TEHNOLOGIA EDI

Elementele caracteristice electrodializei

De la ED procesul de EDI preia forma celulei, sistemele de recirculare a solutiilor, precum si sistemul de aplicare a campului electric pentru realizarea separarii.

Celula este formata de perechi de membrane schimbatoare de cationi si membrane schimbatoare de anioni dispuse alternativ. Ele formeaza compartimente impare prin care circula un curent de apa care se imbogateste in saruri si impuritati (circuitul de concentrare) si compartimente pare prin care circula apa supusa purificarii (circuit de diluare). Compartimentele de capat contin electrozii si gazduiesc reactiile de descarcare. Aici actioneaza legile electrochimiei. Sub actiunea campului electric creat de electrozi se formeaza un flux de cationi spre catod si un flux de anioni spre anod. Alternanta membranelor determina fragmentarea acestor fluxuri si permite indepartarea substantelor dizolvate in compartimentele pare si concentrarea lor in compartimentele impare. Scaderea concentratiei purtatorilor de sarcini din circuitul de diluare mareste rezistenta electrica in compartimentele corespunzatoare si, deci, consumurile energetice

Elementele caracteristice schimbului ionic

In procesul de demineralizare se folosesc schimbatori de ioni cationit si anionit in pat mixt sau in straturi succesive pentru a fi retinuti atat cationii cat si anionii mobili din sistem

Sistemul lucreaza in regim ciclic incarcare – regenerare:

- cationitul lucreaza in ciclul hidrogen;

- in etapa de incarcare se retin cationii si se elibereaza acidul:

- in faza de regenerare are loc reactia inversa:

In seria de anioni identificati in proba de lucru ordinea de retinere a acestora de catre rasina schimbatoare de cationi este:

- anionitul lucreaza in ciclul hidroxil;

- in etapa de incarcare se retin anionii si se elibereaza baza:

- regenerarea se realizeaza cu o baza tare:

Dintre anionii mobili aflati in apele naturale si in cele poluate retinerea de catre schimbatorul de ioni se face, de asemenea, selectiv in ordinea:

In ansamblu rezulta apa demineralizata cu o conductivitate electrica de circa 40 S•cm. Neajunsul tehnologic al acestui proces consta in faptul ca sunt necesare materiale suplimentare la regenerare, iar solutia utilizata la regenerare contine atat substantele dizolvate indepartate cat si materialele de regenerare. De fapt, actiunea de purificare pe de un flux implica una de poluare mai accentuata pe fluxul de regenerare.