рат з «киплячим» шаром
Очищення забруднених вод методом іонного обміну
Використовуються іонообмінні смоли, які складаються з просторово зшитих нерозчинних у воді вуглеводневих ланцюгів з фіксованими на них активними йоногенних групами, мають заряд, який нейтралізується розташованими всередині полімеру іонами протилежного заряду. При негативному заряді фіксованих груп ионит обмінює катіони (катіоніт), при позитивному - аніони (аніоніт).
Розрізняють такі види іонітів:
сильнокислотную катіоніти, які містять сульфогрупи - SO 3 H або фосфорнокислиє групи - РВ (ОН) 2 і сильноосновні аніоніти, які містять четвертинні амонієві підстави - N + (R) 3; катіоніт - КУ - 2 і аніоніт - АВ - 17;
слабокислотні катіоніти, які містять карбоксильні - СООН і фенольні групи, і слабоосновние аніоніти, які містять первинні -NH 2 і вторинні -NH - аміногрупи;
іоніти змішаного типу, які мають властивості суміші сильної і слабкої кислот або основ;
іоніти, обмінна ємність яких поступово змінюється в широкому діапазоні рН.
Повна ємність іоніту - кількість грам-еквівалентів іонів забруднювачів, яке може поглинути 1 м 3 іоніту до повного насичення.
Робоча ємність іоніту - кількість грам-еквівалентів іонів забруднювачів, яке може поглинути 1 м 3 іоніту до початку проскока в фільтрат іонів забруднювачів.
Важливою характеристикою іонітів є їх здатність до регенерації.
Процес очищення складається з наступних стадій:
дифузія іонів з розчину стічної води через прикордонну плівку рідини до поверхні іоніту;
дифузія іонів всередині зерна іоніту;
хімічна реакція обміну іонів;
дифузія витіснених протоіонов з обсягу зерна до його поверхні;
дифузія протоіонов від поверхні іоніту в розчин.
катіонірованіе.
Для очищення застосовують штучні і природні, мінеральні та органічні катіоніти. Природні, незважаючи на низьку вартість, не отримали широко поширення через малу обмінної ємності і недостатньою стійкості, хоча деякі з них - вермикуліт, доломіт рекомендується застосовувати для очищення від радіоактивних елементів.
Найчастіше застосовують штучні органічні катіоніти, сульфовугілля, Амберлайт, вофатіти.
Якщо катіоніт знаходиться в Н + формі, то обмін катіонів відбувається по реакції:
(48)
Якщо в Na + -форме, то:
(49)
де [K] - катіоніт;
Ме + - катіон розчину стічної води.
Регенерація катіоніту досягається обробкою відпрацьованого катіоніту кислотою:
(50)
або розчином кухонної солі:
(51)
аніонірованіе.
Аніоніти являють собою штучні смоли, одержувані полімеризацією органічних сполук - фенілендіамін, сечовина, меланін.
слабоосновная аніоніти обмінюють аніони сильних кислот (SO 4 -, Cl -, NO 3 -, PO 4 ---) і не здатні обмінювати аніони слабких мінеральних кислот (CO 3 -, Si 2 --):
(52)
Фільтри зі змішаним шаром іонітів.
Повний знесолення води можливо при послідовному фільтруванні через три стадії:
- я стадія - Н-катіонірованіе;
- я стадія - ОН-аніонірованіе на слабоосновная анионите;
- я стадія - ОН-аніонірованіе на сільноосновним анионите для виділення іонів слабких кислот.
Промислове застосування іонного обміну
Важкі метали.
Іони цинку
Застосовують Na- або Н-катіонірованіе. Для регенерації катіонітів використовують соляну кислоту і поварену сіль.
Хром - діапазон концентрацій до 1200 мг/л.
Ртуть - максимальна сорбція 4-4,5 мг-екв/г на целюлозних волокнах. Регенерувати ртуть можна шляхом спалювання волокна з наступною конденсацією парів ртуті.
Мідь, нікель - знешкодження проводять на сильнокислотних катіоніту КУ - 1, 2. регенерується катіоніти 5% розчином соляної кислоти.
Витяг іонів нікелю з морської води ефективно здійснюється на катионите КУ - 2.
Очищення від аміаку і амонійних солей.
Очищення від аміаку на катионите КУ - 2 - 100%. Обмінна ємність катіоніту не знижується, 10% розчин сірчаної кислоти повністю регенерує ...
