Биологические методы очистки сточных вод

Лекция 5. Основы ионообменных процессов

Деминерализация сточных вод.

Для создания систем водооборота, часть оборотных вод, так называемые «продувочные» воды, необходимо кондиционировать-уменьшить в них солесодержание, т.е. вывести из системы часть солей.

Деминерализация применяется при подготовке воды для другого технологического процесса.

Методы деминерализации в общем случае классифицируют по удаляемому веществу. К методам, связанным с удалением Н₂О, можно отнести методы дистилляции, вымораживания, экстрактами воды кристаллогидратами или органическими растворителями и обратный осмос. К методам удаления солей обычно относят ионный обмен и электродиализ.

Дистилляция (упаривание)- метод основан на разности упругости паров воды и растворенных в ней солей. При не очень высоких t⁰ и Р можно принять, что соли нелетучий и деминерализированная вода может быть получена в принципе однократным испарением воды и ее конденсаций. Теоретически минимально необходимые затраты энергии на испарение воды равны теплоте растворения солей в воде. Снижение реальных затрат энергии на подогрев и испарение, сведение их до теоретически возможного значения- основная цель исследователей. В какой-то мере это достигается использованием многоступенчатых процессов дистилляции и применением парокомпрессивного метода.

Ионообменные процессы основаны на способности веществ ионитов при контакте с растворами электролитов поглощать из раствора ионы в обмен на ионы того же знака, входящие в состав ионита. Иониты представляют собой трехмерные полимерные кристалические сетки, несущие ионогенные группы. Ионогенные группы состоят из прочно связанных с сеткой фиксированных ионов и способных к обмену противоионнов, заряд которая противоположен по знаку заряду фиксированных ионов. Для простоты изоброжения взаимодействия раствора с ионитом трехмерную сетку вместе с фиксированными ионами называют каркасом или матрицей и представляют ионит, состоящая из каркаса и противалентов. По знаку заряда обменивающихся ионов различают катиониты и аниониты. Существуют так же амфотерные иониты – амфометы, способные одновременно осуществлять и катионный анионный обмен всем обозначает R каркас (С фиксированными ионнами), І⁰ реакция катионного обмена может быть выражено

2RH+Ca²⁺ R₂Ca+2H⁺, а реакция аннионого обмена

2HCl+SO₄ R₂SO₄+2CL^-

Ионный обмен смесей сходство с адсорбций отличие в тем, что ионный обмен представляет собой стехиометрическое замещение на каждый эквивалент поглащенных ионов ионит отдает в раствор эквивалент ионов того же знака, а адсорбция состоит лишь в поглащено растворенного вещества. Преимущественно давно для очистки воды применяются минеральные иониты – это различные анинонсиликатные группы щелочов, монтмориллонит (глинистый минерал) и железоамомосиликаты используется и неоргоничные иониты – пермутиты и силкагели. Емкость перечисленных ионитов сравнительно металл, кроме того они разлагается кристалами и основными щелочами, это ограничивает их примениение. После создания в 1936 г. ионообменных синтетических смол они стали широко приниматься в гидрометаллургии, химической технологии и других облостях.

В настоящее время выпускается ионооменные смолы, обладающие высокой емкостью, химической способностью и механической прочностью.

Ионообменные смолы применяют в гидрометаллургии для решении следующих задач:

1) селикативного извличения металла из бедного раствора с получился концентрация при извлекаемого металла (например, извличение урана из раствора выщелачивания урановой руды, А из ионовных растворов переработки Аu – руд, ряда цветных и редких металлов из сбросных растворов метальных производств;

2) разделение близких по свойствам элементов: РЗЭ, Zn и Нf и другие.

3) получение высоко чистой и умягченный воды;

4) очистки от примеси различных производственных растворов и обежвреживания сточных вод.

Дата добавления: 2014-12-10