Método de producción de agua de uso diario
Descripción general
 De agua que contiene iones nitrato nocivos, para eliminar los iones de ácido nítrico, y que incluye un método mineral adecuado para muy económicamente fabricado en grandes cantidades de agua doméstica adecuados para el agua potable. ] Sometidos a la solución de sal diluida que contiene nitrato de iones membrana de ósmosis inversa y electrodiálisis ion de cambio, una mezcla de agua desmineralizada obtiene respectivamente, para controlar la concentración de iones nitrato y la conductividad del agua mezclada Cómo controlar
Campo técnico
El agua desmineralizada producida por el método de la membrana de ósmosis inversa y el método de electrodiálisis se mezclaron para obtener agua de 1,5 m 3 / h. Esto está en la mezcla, para detectar el electrodo de ion nitrato de iones nitrato proporcionado y también para controlar la cantidad de alimentación del monitor, desde el agua producida y la unidad de ósmosis inversa de la célula de electrodiálisis por el medidor de conductividad. Como resultado, fue posible mantener la concentración de iones de ácido nítrico en el agua del producto a 50 ppm o menos, y producir agua con una conductividad de 50 μs o más y 900 μs. Como ejemplo, la concentración de iones de nitrato fue de 17 ppm, la conductividad fue de 450 microsegundos, y el TDS fue de 185 ppm. Por cierto, cuando la concentración de todas las especies iónicas comenzó iones nitrato en el agua sube primas, el agua generada a partir de aumento de la unidad de ósmosis inversa de la presión de funcionamiento de la conducción por la célula de electrodiálisis ya que es la unidad de ósmosis inversa La cantidad aumentó y se mezcló con el agua obtenida del tanque de electrodiálisis.
Antecedentes
La presente invención, por electrodiálisis usando una membrana de intercambio aniónico identificado como de ósmosis inversa para eliminar los iones nitrato de una solución acuosa en la que se mezclan diversos aniones, en particular en la producción de agua sanitaria adecuado para el agua potable Para un usuario
El ion nitrato es una especie de iones que daña el cuerpo humano que se encuentra en el agua potable. En particular, en los últimos años, de la lluvia ácida que se basa en un problema de gas industria de escape, un aumento del ion nitrato se ha convertido en un grave problema que se incluye en el agua subterránea basado en los excrementos de fertilizantes o productos pecuarios agrícolas en zonas con baja lluvia. Especialmente en Europa con poca lluvia, el fenómeno se vuelve prominente. Además, los desechos industriales que contienen iones de nitrato están aumentando, lo que también es un problema importante desde el punto de vista de la preservación ambiental de la tierra.
Tarea de solución
Convencionalmente, se conocen diversos métodos para eliminar estos iones de nitrato. Por ejemplo, un método puede descomponer iones nitrato NO3- a N2 y O2, un método para eliminar adsorbida por la resina de intercambio iónico, se han desarrollado un método de descomposición por fermentación anaeróbica, y muchas otras técnicas. Además, como un método de utilización de una membrana de separación, por ejemplo, el método de membrana de ósmosis inversa, incluyen electrodiálisis con membranas de intercambio iónico, respectivamente se utilizan para diferentes propósitos, es una tecnología importante que se industrializado.
Sin embargo, para eliminar iones de nitrato presentes en una solución de sal diluida tal como agua subterránea mediante la técnica convencional descrita anteriormente, existen problemas que deben resolverse. Por ejemplo, la adsorción y eliminación de iones nitrato con una resina de intercambio iónico requiere una operación de regeneración de la resina, que no solo es complicada, sino que también requiere el tratamiento del líquido residual después de la regeneración. Además, el método de separación de membrana, sin la necesidad de regeneración, pero es muy útil para la eliminación de iones nitrato de rastro en que puede funcionar de manera continua, es extremadamente difícil de película selectivamente transmite sólo iones nitrato Ahí
Por ejemplo, el método de membrana de ósmosis inversa es simplemente eliminado por membrana de iones se disuelven solamente por una simple operación de presionar, también la energía es menos consumo, agua desalada obtenida es diversos grados allí La mayoría de las sustancias iónicas se eliminan, y en muchos casos está cerca del agua pura. Consecuentemente, tal agua desmineralizada no es preferible para agua de uso doméstico, particularmente cuando se usa para beber, agua en ausencia de componentes minerales.
Solución
Por otro lado, un método de electrodiálisis usando una membrana de intercambio iónico (en lo sucesivo, denominado simplemente como electrodiálisis) es especies de membrana de intercambio de cationes por especies de membrana de intercambio de aniones seleccionados, se puede controlar especies iónicas a través de la membrana Ahí Por ejemplo, una membrana de intercambio aniónico que impregna selectivamente iones de nitrato ya se ha descrito en la patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2-298396. Es decir, mediante el uso de estas membranas de intercambio aniónico, es posible eliminar selectivamente los iones de nitrato mediante permeación de la membrana para obtener agua desmineralizada. Sin embargo, el método de electrodiálisis, ya que la permeación de la membrana de iones se lleva a cabo por la corriente, cuando la concentración de sal para manejar agua extremadamente baja, la densidad de corriente de funcionamiento se reduce notablemente. Por lo tanto, cuando se trata una cierta cantidad de una solución salina acuosa diluida que contiene iones nitrato mediante dicho método de electrodiálisis, se requiere una gran instalación de electrodiálisis y se aumenta el costo del equipo.
Los presentes inventores [] encontraron que, en vista de los problemas descritos anteriormente, para eliminar de la solución de sal diluida que contiene iones nitrato sólo nitrato iones a una cantidad predeterminada, y el agua doméstica adecuada para agua potable que contiene los minerales deseados Hicimos una investigación intensiva en la fabricación. Como resultado, la presente invención se ha completado mediante un método simple que combina un método de membrana de ósmosis inversa y un método de electrodiálisis que utiliza una membrana de intercambio iónico.
Esto es, la presente invención es un saliente por una solución de sal acuosa diluida que contiene iones nitrato por separado (1) y se desaló por ósmosis inversa (2) un método de electrodiálisis usando una membrana de intercambio iónico que es selectivamente permeable a los iones de nitrato sometido a una sal, cuando se mezcla agua desmineralizada para cada obtenido en la preparación de agua para uso doméstico, caracterizado porque la 50 ppm o menos iones de nitrato y la conductividad del agua mezclada se controla mediante el control de los mayores de 50 [mu] s (microsiemens) Método.
Sujeto a la solución de sal diluida que contiene iones nitrato presente invención (en adelante, referido simplemente como salmuera) es generalmente Zenka contenido de sal soluble (totales Disolbed sales: TDS) está incluyendo 2000 ppm o menos, la bebida es especialmente 1000 ppm o menos Contiene agua utilizada para el agua de vida diaria y el ion nitrato a 50 ppm o más.
En el método de ósmosis inversa (RO) de la presente invención, se usa un dispositivo de ósmosis inversa convencionalmente conocido sin ninguna limitación. Por ejemplo, un tipo de membrana plana usando la membrana, espiral, tipo tubular asimétrica basada en acetato de celulosa, que realiza la separación por compacidad de la estructura de la membrana en forma de módulos de membrana, las membranas del tipo de fibra hueca o similares usando el polímero de condensación, el positivo o cargado negativamente membrana de ósmosis inversa que tiene una cargada, pero también se utiliza adecuadamente, tal como una membrana suelta RO para operar a baja presión, preferiblemente el dispositivo a través de una membrana de ósmosis inversa de alto que tiene un rechazo de sal como sea posible preferido. Generalmente rechazo de sal que se utilizan en la desalinización de agua de mar 95% o más, es particularmente preferible usar el 98% de la membrana de ósmosis inversa. Por lo tanto, el agua desalinizada obtenida por tal método de ósmosis inversa es ligeramente diferente del agua pura dependiendo de la composición y la concentración del agua cruda, el tipo de membrana de ósmosis inversa y las condiciones de operación.
Por otra parte, en el método de electrodiálisis de la presente invención, una membrana de intercambio aniónico que permea selectivamente los iones nitrato se usa junto con una membrana de intercambio catiónico. Generalmente fuertes grupos de intercambio de aniones básicos y coexisten débilmente básico grupo de intercambio aniónico, relativamente capacidad de intercambio es baja, la densidad de reticulación es alta, y la cadena de carbonos de cadena de alquilo 2 o más hidrófobo está unido al grupo de intercambio aniónico Preferiblemente se usa una membrana de intercambio aniónico. Es decir, una membrana de intercambio aniónico de este tipo apenas permea los iones sulfato y los iones carbonato, y permea selectivamente los iones nitrato en comparación con los iones de cloro. Por lo tanto, como el anión en el contenido total de sal soluble del agua cruda, solo el ion nitrato se reduce principalmente, y los otros iones apenas cambian. Por cierto, que depende cationes membrana de intercambio catiónico usadas en normal de la membrana de intercambio de cationes, iones de calcio, los cationes polivalentes tales como iones de magnesio pasan selectivamente, de catión monovalente de intercambio iónico paso selectivo Al usar una membrana, los cationes monovalentes se impregnan y se eliminan selectivamente.
La proporción de mezcla del agua desalada obtenida por ósmosis inversa y la electrodiálisis de la presente invención no se determina incondicionalmente por la composición de agua desmineralizada generalmente se desmineraliza de ósmosis inversa de agua contra el agua desmineralizada para electrodiálisis mezclado en general, a una relación de 0,5 5 veces, se puede mantener iones nitrato en la mezcla de modo que el siguiente y la conductividad de 50 ppm de 50 [mu] m.
Según la presente invención, por simple mezcla de agua desmineralizada obtenida por ósmosis inversa y electrodiálisis inversa, en particular de 50 ppm o menos, que es un valor de referencia iones nitrato nocivos sobre el cuerpo humano como el agua potable, preferiblemente 25 ppm o menos y la conductividad El grado de agua que tiene una cantidad necesaria de minerales se puede obtener fácilmente con un grado de 50 μs o más.
Que el consumo, en el proceso de ósmosis inversa de la presente invención, sin tener en cuenta la pérdida de minerales, puesto que es posible obtener agua desalada que es más sustancias iónicas retirados con iones nitrato, mediante una simple operación de presionar La energía puede ser extremadamente reducida.
En el método de electrodiálisis de la presente invención, dependiendo de la relación de mezcla de agua desmineralizada desmineralizada por ósmosis inversa, para una cantidad limitante de la solución de sal diluida es procesado, sin necesidad de un equipo de electrodiálisis grande, Además, es posible reducir la energía eléctrica requerida para desalinizar la conductividad eléctrica a 50 μs o más sin mantener el ion nitrato del agua desalinizada a 50 ppm o menos.
Con respecto a la presente invención, el esquema del método (proceso) de fabricación se describirá con referencia a la figura 1. Bombea desde el pozo (1) de agua almacenado en el depósito (2), después de pasar a través de la etapa de pretratamiento (3), una parte se suministra a la célula de electrodiálisis (4), se elimina el agua de los iones sulfato Y almacenado en el tanque de mezcla (5). Por otro lado, el agua desmineralizada obtenida por el dispositivo de ósmosis inversa (6) se suministra de manera similar al tanque (5). Tanque (5) accionada automáticamente concentración Zenshio de monitorizar los iones de nitrato y de 50 ppm o menos de la vasija de electrodiálisis agua mezclada de manera que una más 50ms monitoreados por metro de conductividad (4) o revertir dispositivo de ósmosis (6) Mientras se mantiene la concentración de iones sulfato a 50 ppm o menos, opere de modo que se pueda obtener la máxima producción de agua.
Para controlar la producción de agua desmineralizada en la ósmosis inversa, como se describe anteriormente, en general, es la presión de funcionamiento suficiente cambio, también por el método de electrodiálisis para variar la densidad de corriente en operación, es posible cambiar la producción Tu puedes Es decir, la operación del proceso de la presente invención, la concentración de iones nitrato del agua de 50 ppm producción mixta o menos, el contenido total de minerales está diseñado para ser un más 50ms se detecta mediante las variaciones de conductividad en la composición del agua cruda se produce Si, manteniendo la concentración de iones nitrato en el agua producto a 50 ppm o menos, a fin de mantener los minerales totales que 50ms, las condiciones de funcionamiento de la ósmosis inversa o electrodiálisis método, es necesario controlar la producción de agua desmineralizada. Por ejemplo, cuando la concentración de iones nitrato en el agua de producción es más de 50ms conductividad más allá de la de 50 ppm es mantener un valor numérico predeterminado el aumento de la producción de agua desde el dispositivo de ósmosis inversa contra el agua de producción de electrodiálisis Es necesario hacer Aunque la concentración de ion nitrato en el agua de producción es de 50 ppm o menos, cuando la conductividad eléctrica es menor de 50ms es aumentar la producción de agua de la electrodiálisis, mediante la reducción del agua de producción de la ósmosis inversa anteriormente Es necesario mantener el valor numérico predeterminado. Además, la concentración de ion nitrato en el agua de producción excede el 50 ppm, si la conductividad eléctrica se hizo menos 50 [mu] s, reducen la cantidad de iones a desalar unidad de tiempo mediante la reducción de la densidad de corriente en la electrodiálisis, mediante el aumento de la conductividad Y se puede alcanzar el objetivo aumentando la cantidad de agua producida por el método de ósmosis inversa.
La operación descrita anteriormente, detecta la conductividad del agua del producto por metro de conductividad, y la concentración de iones nitrato es detectada por un nitrato adecuado ion de la máquina eléctrica se detiene automáticamente agua de producción de la unidad de ósmosis inversa y el aparato de electrodiálisis Es preferible operar, operar o controlar las condiciones de operación. Por supuesto, también es posible conocer la concentración de iones de nitrato y la conductividad mediante muestreo analizando mediante cromatografía de iones, mediante análisis químico, muestreando regularmente el agua del producto, controlando así la operación.
De agua que contiene iones nitrato nocivos por el método de tratamiento de agua de la presente invención, una gran cantidad de agua de uso doméstico que se puede utilizar en agua se eliminan potable está contenida iones nitrato minerales adecuados pueden ser extremadamente bajo costo.
De aquí en adelante, el contenido de la presente invención se describirá específicamente mediante ejemplos, pero la presente invención no está limitada en absoluto por estos ejemplos.
Ejemplo 1
Nitrato de iones 153 ppm, un cloro ion 88.5Ppm, sulfato de iones 120 ppm, bicarbonato de ion 152.5Ppm, según sodio 230 ppm (TDS744ppm) primero diagrama de un proceso para diluir la solución de sal de un neutro (agua cruda) que contiene, reverse osmosis respectivamente por debajo de Después del tratamiento por el método (1) y el método de electrodiálisis (2), (3) el agua producto obtenida (agua desmineralizada) se mezcló para preparar agua diariamente. Además, el agua cruda se filtró de antemano por un filtro de arena, y la suspensión se eliminó.
(1) método de ósmosis inversa
Se desaló utilizando un módulo de 24m2 área efectiva que la membrana plana de la estructura asimétrica de la rechazo de sal de 98,5% en espiral a base de acetato de celulosa. El TDS obtenido en el agua producto fue de 6 ppm, y se obtuvo agua con casi contenido mineral eliminado. La cantidad de producción fue de 1 m 3 / h.
(2) Método de Electrodiálisis
Se desaló mediante membranas de intercambio catiónico de Tokuyama Soda (Ltd.) (NEOSEPTA CMX) y membranas de intercambio aniónico de permeabilidad selectiva de iones nitrato (NEOSEPTA ANR-2) en pares.
Como la capa de electrodiálisis, se usaron 10 pares de membranas que tenían un área efectiva de transporte de corriente de 20 cm2. La desalinización del agua (agua cruda) descritos anteriormente se llevó a cabo desalado a una densidad de corriente de 2 mA / cm @ 2, mientras que la extracción de agua desmineralizada por el sistema de circulación parcial. El ion nitrato en el agua desmineralizada obtenida fue de 52 ppm y el TDS fue de 540 ppm. La cantidad de agua desalada producida fue de 0,5 m3 / h. La energía eléctrica requerida para la desalación fue 0.3 KwH / m 3.
Efecto de la invención
Breve descripción de los dibujos
(3) Fabricación de agua viva
La figura 1 es una vista esquemática que muestra el proceso de la presente invención.
1. Un pozo
2. Tanque
3. Proceso de pretratamiento
4. Tanque de electrodiálisis
5. Tanque de mezcla
6. Dispositivo de ósmosis inversa
7. Equipo de monitoreo
Reclamo
La solución de sal diluido, incluyendo las reivindicaciones 1 iones nitrato por separado (1) a la desalinización por ósmosis inversa por un desalado (2) un método de electrodiálisis usando una membrana de intercambio iónico que es selectivamente permeable a los iones de nitrato sometido, al mezclar el agua desmineralizada obtenida respectivamente, el método de producción de agua sanitaria, caracterizado porque el monitor y nitrato de control de iones del agua mezclada a continuación y 50ppm conductividad de 50 [mu] s.
Dibujo :
Application number :1994-000339
Inventors :徳山曹達株式会社
Original Assignee :佐田俊勝、岸本文都