Введение
Глава I. Литературный обзор. 11
1 Физико-химические основы процесса электродиализа 11
2 Интенсификация процесса электродиализа 14
2.1 Гидродинамическая интенсификация 15
2.2 Негидродинамическая интенсификация 16
3 Массоперенос электролитов в электромембранных системах 18
3.1 Диффузионный слой. Концепция Нернста и концепция Левича 18
3.2 Основные уравнения, характеризующие конвективный массоперенос 21
3.3 Описание переноса ионов с электродиффузионным контролем 24
3.4 Механизм переноса ионов в мембранах 28
4 Принципы и классификация методов удаления отложений 30
4.1 Образование осадка солей жесткости при электродиализе 33
4.2 Нестационарные токовые режимы. Реверсный электродиализ 35
5 Области применения электродиализа 38
5.1 Электродиализ для очистки воды и водных растворов электролитов. 39
Выводы. Постановка задачи исследования 41
Глава II. Объекты исследований и методики проведения экспериментов. исходные растворы, реагенты, материалы . 44
1 Описание лабораторной электродиализной установки 44
1.1 Блок питания с импульсной переполюсовкой 46
2 Гетерогенные ионообменные мембраны 47
2.1 Подготовка гетерогенных мембран 50
2.2 Перевод мембран в солевую форму 50
3 Выбор и приготовление рабочих растворов 51
4 Методика определения электропроводности растворов 51
5 Методика определения рН-среды растворов 52
6 Методика определения концентрации рабочих растворов 52
6.1 Определение концентрации хлорид-иона 52
6.2 Определение концентрации сульфат-иона 52
6.3 Определение общей жесткости 53
6.4 Определение карбонатной жесткости и щелочности 53
6.5 Оценка погрешности экспериментального определения концентраций 53
7. Проведение экспериментов по гидродинамике 54
7.1 Оценка погрешности экспериментального определения гидродинамических характеристик мембранного модуля 55
8. Проведение экспериментов по массопереносу 56
8.1 Методы измерения чисел переноса ионов через мембраны 56
Заключение по главе II 59
Глава III. Исследование гидродинамики мембранного модуля. Результаты экспериментов и их обсуждение 60
1 Особенности работы мембранного модуля с тонкими щелевыми каналами 60
2 Гидравлическое сопротивление мембранного модуля 64
3 Анализ влияния гидравлических и конструктивных параметров на эффективность процесса 66
Заключение по главе III 68
Глава IV. Исследование массопереноса мембранного модуля. Результа ты экспериментов и их обсуждение 70
1 Массоперенос в электромембранной системе 70
2 Разделение реальных сульфатных растворов 76
Заключение по главе IV 77
Глава V. Электродиализ с импульсной переполю совкой 78
1. Термодинамические и кинетические особенности процесса электродиализа вод, содержащих ионы жесткости 78
2 Математическое описание образования осадка солей жесткости на ионитовых мембранах в электромембранных системах 84
3. Реверсный электродиализ 89
3.1 Постановка задачи реверсного электродиализа 90
3.2 Теоретическое описание реверсного электродиализа 91
3.3 Верификация модели 94
Заключение по главе V 98
Глава VI. Технология промышленного электродиализа 99
1 Варианты схем очистки сточных вод с производства стекловолокна 99
2 Сравнительный анализ методов очистки сточных вод 107
3 Технологическая схема очистки сточных вод (ОАО «Терм» НПО Стеклопластик) 109
4 Оценка технико-экономической эффективности переработки сернокислотных стоков (ОАО «Терм» НПО Стеклопластик) 115
5 Получение обессоленной воды 117
6 Масштабирование электрохимических характеристик электродиализаторов 119
6 Алгоритм расчета основных характеристик электродиализа 120
Заключение по главе VI 121
Основные выводы и результаты работы 123
Литература 124
Приложение 141
