ле головна з них - різке скорочення річкового стоку. Вихід один - повернути до обігу накопичилися після промивки полів колекторно-дренажні води: тоді можна буде брати з річок значно меншу частину їх стоку. Для цього необхідно опреснить ці води, витягти з них зайву сіль. В даному випадку найбільш придатні і економічні мембранні методи [1].
Мембрани-опріснювачі. Мембрани, за допомогою яких опріснюють воду, бувають двох видів - катіонітові і аніонітових. Катионитового мембрана - це тонка (0,5 мм) поліетиленова плівка, при виготовленні якої в поліетилен був доданий порошок катіоніту, наприклад марки КУ - 2, що представляє собою сульфовані сополімер стиролу і дивинилбензола:
У цьому сополимере ланцюга полістиролу зшиті між собою молекулами дивинилбензола, так що полімер в цілому не розчиняється ні в яких розчинниках. Однак у воді він набухає, і група R-SО 3 -Na дисоціює: іон R-SО - 3 залишається фіксованим, оскільки він пов'язаний з вуглеводним радикалом, а противоион Nа + набуває здатності до переміщення. Таких іонів в мембрані багато - близько 2 моль/л, тобто 8%. Тому якщо катионитового мембрану занурити в розчин солі, де катіонів менше (наприклад, в 0,1 - нормальному розчині NаС1 їх 0,6%), то частина іонів Nа + перейде з неї в розчин, і поблизу мембрани він виявиться зарядженим позитивно. Фіксовані ж іони R-SО - 3 в розчин перейти не можуть, тому на самій мембрані виникне негативний заряд. Електростатичні сили відштовхують однойменно заряджені аніони солі, що містяться в розчині, не дозволяють їм наблизитися до мембрани, а тим більше - проникнути крізь неї [2].
За таким же принципом влаштовані і аніонітових мембрани, тільки в них роль фіксованих іонів грають групи четвертинного амонійного підстави.
Природно, властивості у них протилежні - у водному розчині солі мембрана заряджає позитивно і відштовхує катіони.
Іншими словами, і катіоніти, і аніоніти володіють уніполярної провідністю: кожен з них може пропускати тільки один різновид іонів, а іншу затримує.
Таку їх здатність і використовують для опріснення води. При цьому солону воду поділяють перегородками з чергуються катіонітових і аніонітових мембран і пропускають через неї постійний струм (малюнок 3). Пересуваючись під дією електричного поля (на малюнку 3 - вправо), іони солі з парних осередків через катіонітові мембрани (вони, нагадаємо, для катіонів «прозорі») проникають в непарні і там потрапляють у пастку: шлях далі перегороджує Анио-ніт, а назад не пускає електричне поле. Таким чином, в парних осередках вода опріснюється, а в непарних концентрується розсіл [7].
Малюнок 3 - Електродіалізатор для опріснення води
На жаль, в цьому найпростішому електродіалізатор отримати з засолених стоків воду, придатну для поливу, не можна. При цьому має значення не тільки кількість, але і склад катіонів. Іони натрію руйнують структуру грунту, тому з засоленої води їх слід видаляти в першу чергу, а іони кальцію і магнію залишати: вода для поливу повинна бути жорсткою. Якщо опріснювати воду електродіалізатор зі звичайними мембранами, як було описано вище, відбувається якраз протилежне, - іони кальцію і магнію, що володіють великим
зарядом, під дією електричного поля швидше проходять через Катіоніт, ніж однозарядні іони натрію, і Опріснюють вода стає м'якшою. Таким чином, потрібні такі мембрани, які були б вибірково проникні, навпаки, для іонів натрію, а іони кальцію і магнію пропускали б гірше. Для цього на поверхню катіонітової мембрани наносять тонкий шар речовини-модифікатора, заряджений позитивно, причому його позитивний заряд набагато слабкіше негативного заряду самої мембрани [3].
Пробитися крізь таку біслойную мембрану іону кальцію або магнію важче, ніж іону натрію, тому що їх заряд більше. При електродіалізі на цих мембранах з засоленої води будуть видалятися в першу чергу саме іони натрію, що і потрібно. До того ж це скоротить витрату електроенергії (треба видаляти менше солей) і дозволить підвищити концентрацію розсолу; менше небезпека випадання в осад малорозчинних кальцієвих солей.
За допомогою біслойних мембран можна вирішити і ще одну проблему, яка виникає при опріснення колекторно-дренажних вод, - захистити аніонітових мембрани від отруєння органічними іонами. У таких водах зазвичай багато гумінових і Фульвіо-кислот, що вимиваються з грунту, - їх аніони нейтралізують позитивно заряджені фіксовані іони аніоніти, і він втрачає свою фільтруючу здатність - перестає затримувати катіони. Якщо ж на поверхню аніонітових мембрани нанести модифікує шар зі слабким негативним зарядом, то він буде електростатично відштовхувати органічні аніони і тим самим запобіжить отруєння мембрани.
