Rhinoceros

Установки электродеионизации

Электродеионизация – это технология, сочетающая ионообменные смолы и ионселективные мембраны. При такой технологии пермеат получают после протекания воды сквозь один или несколько слоев ионообменных смол, находящихся между ионселективными мембранами. С внешней стороны модуля электродеионизации располагается анод, а с внутренней – катод. Таким образом происходит процесс ионообмена во внешнем электрическом поле. Растворенные в воде соли обмениваются ионами с ионообменными смолами и под действием разности потенциалов между катодом и анодом направляются в камеры для концентрата через ионселективные мембраны. Разность потенциалов также приводит к образованию ОН- и Н+ гидратированных ионов, которые регенерируют ионообменные смолы в камерах пермеата.

Схематически процесс электродеионизации представлен на рисунке:

Установки электродеионизации

Процесс использования ионообменных смол и их регенерации происходит непрерывно, что обуславливает отсутствие необходимости во внешнем восстановлении смол с помощью реагентов. Поэтому размер ионообменных элементов электродеионизаторов меньше обычных, а срок их службы намного больше.

Таблица 1. Требования к питающей воде
Установки электродеионизации Параметр Значение
pH 5.0-9.0
Жесткость ≤ 0.5 ppm (CaCO 3 )
Растворенный SiO 3 2- ≤ 0.5 ppm
TOC ≤ 0.5 ppm
Свободный  Cl 2 ≤ 0.05 ppm
Ионы Fe, Mn ≤ 0.01 ppm
Мутность, NTU ≤ 0.1
Окисляемость, mg/L 0,00
Таблица 2. Параметры работы модуля электродеионизации
Параметр Значение
Производительность (по продукту) 1.5-2.3 m 3
КПД до 95%
Интервал рабочей температуры 10-38°C
Давление на входе в модуль 2.5-5.5 bar
Перепад давления 1.5-2.5 bar
Объем возвращаемого концентрата 0.5-1.0 m 3 
Давление возвращаемого концентрата 0.5 - 0.7 bar
Поток электролита 0.8-1.1 л/мин
Электропроводность концентрата 250-600 μS/cm
Ток 9A
Максимальное рабочее напряжение (постоянный ток) 160V

Электродеионизация является последним поколением технологий очистки воды в фармацевтической отрасли. Ее несомненным преимуществом является отсутствие необходимости использовать реагенты для регенерации ионообменных смол при высоком качестве получаемой воды.

Как видно из табл. 1, установка электродеионизации требует предочистки питающей воды. С этой целью применяются установки обратного осмоса (обычно две ступени), иногда вместе с установками мембранного дегазирования. Целью предочистки является защита модулей электродеионизации от перегрузки солями. Как правило, после обратного осмоса из воды удаляется до 95% растворенных в ней солей; последующая электродеионизация удаляет 99% оставшихся солей. Получаемая вода имеет сопротивление порядка 18.2 MΩ-cm (при 25°C) и общее содержание углерода менее 20 ppb. Условия среды внутри модулей деионизации препятствуют развитию микроорганизмов, что снижает вероятность микробиологической контаминации получаемой воды. Современные модули электродеионизации позволяют проводить их санитиризацию при температуре 85°C до 4 часов.