Електродіалізне знесолення і граничне концентрування високомінералізованих вод

Abstract

Досліджені закономірності процесу знесолення-граничного концентрування розчинів хлориду натрію концентрацією від 10,2 до 37,7 г/дм³, які моделюють хлоридні стічні води деяких підприємств гірничовидобувної промисловості, із використанням електродіалізатора-концентратора удосконаленої конструкції, що була розроблена в Інституті колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України. Необхідність розробки такого електродіалізатора-концентратора обумовлена потребою глибокого концентрування отриманих під час очищення стічних вод концентратів з метою полегшення їх подальшої переробки у вторинні матеріальні ресурси, оскільки електродіалізатори, що випускаються промисловістю, малопридатні для цілей значного концентрування через те, що крізь камери концентрування в таких апаратах, як і камери знесолення, прокачують вихідні розчини, що призводить до значного зниження концентрації одержуваного розсолу. Показано, що використання зазначеного електродіалізатора-концентратора дає можливість за 100 хв отримати з розчинів концентрацією 10,2, 18,8 і 37,7 г/дм³ іонів Cl– дилюати, що містять їх відповідно 0,2, 0,6 і 1,0 г/дм³, і сконцентрувати розсоли у першому випадку в 10,6, у другому — у 6,7 і у третьому — в 4,0 раза. На основі результатів досліджень з урахуванням досвіду, накопиченого в Інституті в області переробки шахтних вод, розроблена принципова блок-схема очищення рудникових вод, яка базується на поєднанні вдосконаленого електродіалізу та зворотного осмосу. Комплексна переробка видалених під час очищення рудникових вод речовин передбачає їх використання у відповідних галузях; до - з несолений зворотним осмосом дилюат може бути використаний для технічних потреб, а його надлишок – скинутий у водойми.

We study the regularities of the process of desalination of sodium chloride solutions with a limiting concentration of 10.2 to 37.7 g/dm³, which simulate chloride wastewater of some mining enterprises. We use an electrodializerconcentrator with advanced design developed at A.V. Dumansky Institute of Colloid Chemistry and Water Chemistry of the NASU. The need to develop such device is caused by the necessity of the deep concentration of concentrates obtained during the wastewater treatment in order to facilitate their further processing into secondary material resources. The electrodialyzers produced by the industry are unsuitable for a significant concentration, since the concentration chambers in such devices and the desalination chambers are pumped with the initial solution. This leads to a significant reduction in the concentration of the resulting brine. Studies have shown that the use of the specified electrodializer-concentrator allowed one to obtain for 100 min from solutions with a concentration of 10.2, 18.8, and 37.7 g/dm³ Cl-ion diluents containing them, respectively, 0.2, 0.6, and 1.0 g/dm³ and to concentrate the brine by 10.6, 6.7, and 4.0 times, respectively. Based on this research and the experience gained at the Institute in the field of mine water treatment, a basic block diagram of the mine water treatment is developed. It is based on a combination of advanced electroodialysis and reverse osmosis. The complex processing of substances removed during the mine water treatment involves their use in relevant industries; additional desalination diluent can be used for technical purposes, and its excess is discharged into reservoirs.