Для достижения оптимальных характеристик процесса обработки воды электродиализом необходимо управлять следующими параметрами: плотностью тока на электродиализаторе и напряжением, от которого зависит плотность тока.[ ...]
Большинство исследований явления поляризации основано на опосредственной оценке. Для подтверждения правильности феноменологической картины, на которой строится математический аппарат, описывающий процесс поляризации, были проведены исследования на интерферометре Майкель-сона, позволившие получить возможность визуальной оценки процесса [10]. Явление поляризации прежде всего ограничивает плотность тока. Известно, что в процессе электродиализа практически все ионы проходят через мембраны благодаря переносу энергии. Но только примерно половина ионов, двигающихся из массы раствора к мембранной поверхности, переносится под действием электрического поля, другая половина ионов достигает мембранной поверхности в результате диффузии и конвекции.[ ...]
По мере переноса ионов из дилюатной камеры через мембраны концентрация электролита у поверхности мембран постепенно уменьшается, а движущая сила диффузионной массопередачи будет увеличиваться. При высокой плотности тока примыкающая к мембране пленка обессоленной воды настолько обедняется электролитом, что в определенный момент электрическое сопротивление системы резко возрастает. Наиболее общим приемом экспериментальной оценки явления поляризации является построение вольт-амперных характеристик в координатах U/I и 1/1 (рис. 5).[ ...]
Как известно, градиенты концентраций возникают не только в среде мембраны, но и в растворе. Обычно их пытаются устранить, применяя интенсивное перемешивание. Однако последнее не захватывает нернстовский диффузионный слой и концентрационный градиент в нем не удается устранить. Естественно, что в таких случаях теория должна учитывать влияние примембранной пленки раствора. Для количественного рассмотрения явления необходимо знать толщину этой пленки, которую оценивают методами гидродинамики, измерением диффузии и потенциалов или непосредственно, определяя критическую плотность тока в поле высокой напряженности, т. е. работая в условиях, близких к поляризации. Но если для оценки толщины примембранной пленки раствора используется явление поляризации, то это крайне вредит всему процессу электродиализа.[ ...]
В связи с этим предотвращение местной или общей поляризации является важнейшей задачей при создании электро-диализных аппаратов. Совершенно очевидно, что детальное изучение этого явления и его связи с параметрами процесса, свойствами мембран и растворов в немалой степени способствует успеху борьбы с ним.[ ...]
Изучение поляризации связано с рядом экспериментальных трудностей, не все из которых удается преодолеть. Сложность измерения некоторых параметров и невозможность исключения побочных эффектов часто приводят к необходимости введения упрющающих допущений, не всегда оправданных. По этой причине представляется весьма логичным стремление «заглянуть» непосредственно внутрь диффузионного слоя и визуально увидеть происходящие там процессы. Качественная интерпретация явления находит и свое количественное выражение.[ ...]
Поскольку публикаций о подобного рода экспериментах практически не было, целью нашей работы была отработка методики, отладка аппаратуры, первоначальное качественное описание процессов и, наконец, поиск путей возможного количественного их выражения.[ ...]
Методом, позволившим осуществить эту идею, является интерференометрия. Известно, что растворы различной концентрации обладают различной оптической плотностью и, следовательно, различным показателем преломления. Определив последний, можно рассчитать концентрацию.[ ...]
В основе предлагаемого метода исследования лежит интерференция, т. е. наложение двух совмещенных в пространстве волн, в результате чего возникает третья, результирующая волна, которая и несет необходимую информацию [10]. В качестве источника света может быть использован любой монохроматический когерентный излучатель. Наиболее приемлемым из существующих является лазерный источник, как обладающий высокой монохроматичностью, малой расходимостью луча, высокой интенсивностью излучения.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Оценка поляризации мембран в электродиализном аппарате в координатах и/1 и 1/1 (по Д. А. Кауану) |
 |
| Фотография интерференционной картины процесса электродиализа |
 |
| Поляризационная кривая ионитовой мембраны (а) и характерные кривые плотности тока 1 (б, по Сивека, США), построенные для определения режима работы электродиаЛизного аппарата |
 |