Россия

Опреснение воды с низким потреблением энергии

EDR

Внутреннее устройство

Электродиализ (ЭД, ED) - это мембранный процесс, работающий от напряжения постоянного тока. Для перемещения солей через мембрану используется электрический потенциал, оставляющий после себя пресную воду, прошедшую водообработку.

Процесс ЭД построен на следующих базовых принципах:

Большинство солей, растворенных в воде, представляют собой ионы - либо положительно заряженные (катионы), либо отрицательно заряженные (анионы). Поскольку два заряженных полюса с идентичными зарядами будут отталкиваться друг от друга, а два полюса с противоположными - притягиваться, ионы будут двигаться к электродам с противоположным электрическим зарядом.

Подходящие для этого мембраны сконструированы так, чтобы обеспечить селективное перемещение анионов или катионов. Ионы, растворенные в солевом растворе (такие как натрий (+) и хлорид (-)), мигрируют к противоположным электродам, проходя через избранные мембраны, пропускающие катионы или анионы (не одновременно).

Мембраны обычно чередуются - сначала идут анион-селективные мембраны, за которыми располагаются катион-селективные. Во время процесса содержание солей в водяном канале уменьшается, а на электродах откладываются концентрированные растворы. Концентрированные и разбавленные растворы накапливаются в промежутках между чередующимися мембранами, и эти пространства, ограниченные двумя мембранами, называются ячейками. Блоки для электродиализа состоят из нескольких сотен ячеек, связанных вместе электродами (т.н. камер). Подаваемая на очистку или обработку вода проходит через все ячейки одновременно, обеспечивая непрерывный поток опресненной воды и постоянный поток концентрата (рассола) в камере.

Процессы ED и EDR - это процессы, в которых ионы перемещаются через полупроницаемую мембрану под действием электрического тока. В системе EDR полярность, а также отсеки для воды, прошедшей обработку, и для концентрата периодически меняются, предотвращая образование отложений на мембранах.

Технология ED рекомендуется для следующих случаев:

- очистка воды с более высокой тенденцией к загрязнению или с колеблющимся качеством питательной воды;
- при потребности в высоком возврате воды;
- при потребности в высокой концентрации раствора.

Наиболее распространенные области применения технологии ЭД:

- производство питьевой воды;
- повторное использование воды;
- удаление нитратов из грунтовых вод;
- концентрирование сточных вод;
- пищевая промышленность (производство сыворотки, вина, сахара).

Проект «REvivED»

Проект восстановления воды «REvivED» направлен на решение проблемы питьевой воды с использованием новейших технологий опреснения. Цель проекта состоит в том, чтобы производить безопасную, доступную и конкурентоспособную по цене питьевую воду со значительно меньшим энергопотреблением по сравнению с современными технологиями опреснения обратным осмосом (ОО, RO). Проект включает в себя несколько систем и областей применения технологии, охватывая 12 пилотных проектов - начиная от небольших систем электродиализа (ЭД, ED) автономного опреснения солончаковой воды в развивающихся странах до более крупных гибридных систем (ОЭД, RED / ЭД-ОО, ED-RO) опреснения морской воды.

Компания FUJIFILM координирует проект в целом, а также поставляет ионообменные мембраны для всех систем и компонентов, разработанных в его рамках.

FUJIFILM также руководит разработкой систем опреснения солончаковой воды, а также разработкой и испытаниями в полевых условиях систем смягчения водопроводной воды, особое внимание уделяя проектированию, производству и испытаниям специальных камер.

Проект «MIDES»

Производство недорогой питьевой воды из восполняемых ресурсов по-прежнему остается самой большой проблемой, стоящей перед мировым сообществом. Для производства питьевой воды широко используется опреснение методом обратного осмоса (ОО, RO). В качестве варианта предварительной обработки для обратного осмоса, проект "MIDES" предлагает "Микробную опреснительную установку" (МОУ, MDC). Цель технологии состоит в том, чтобы резко снизить количество энергии, требуемой для производства питьевой воды, обеспечить высокий уровень возврата воды и уменьшить количество отходов.

Ионообменная мембрана (ИОМ, IEM) является ключевым фактором успеха в эффективном использовании установки MDC. Для MDC потребуется мембрана IEM, имеющая низкое электрическое сопротивление и высокую проницаемость. Поток сточных вод, попадающий в MDC, имеет высокий потенциал загрязненности, что может привести к снижению эффективности установки. Поэтому FUJIFILM планирует сосредоточиться на разработке и производстве новых мембран IEM, оснащенных системой предотвращения обрастания, предназначенных для использования в установках MDC. Новые мембраны будут испытаны и использованы на трех демонстрационных установках в Чили, Испании и Тунисе.