39. Физико-химическая очистка псв (ионный обмен, принцип работы сооружений.Установки непрерывного действия)

Ионный обмен применяется для извлечения из СВ металлов (цинк, свинец, медь, хром, марганец, соединения мышьяка, фосфора и радиоактивных веществ. Ионный обмен-процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей свойствами обменивать ионы, содержащиеся в ней, на другие ионы, присутствующие в растворе. Такие вещества называются ионитами. Они практически нерастворимы в воде. Те из них, что способны поглощать положительные ионы, называются катионитами, отрицательные ионы- анионитами. К неорганическим природным ионитам относят цианиды, глинистые минералы, полевые шпаты, различные слюды и т.д. Органические природные иониты-сульфоугли. Органические искусственные иониты- ионообменные смолы. Они имеют наибольшее распространение. Процесс ионообменной очистки проходит на установках периодического и непрерывного действия.

Схема колонны с движущимся слоем смолы

Ионит (смола) непрерывно подается сверху. Очищаемый раствор движется снизу вверх со скоростью, обеспечивающей псевдосжижение слоя ионита. Отработанный ионит непрерывно отводится на регенерацию в отдельный аппарат.

40. Физико-химическая очистка псв(ионный обмен, принцип работы сооружений, расчет)

Ионный обмен применяется для извлечения из СВ металлов (цинк, свинец, медь, хром, марганец, соединения мышьяка, фосфора и радиоактивных веществ. Ионный обмен-процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей свойствами обменивать ионы, содержащиеся в ней, на другие ионы, присутствующие в растворе. Такие вещества называются ионитами. Они практически нерастворимы в воде. Те из них, что способны поглощать положительные ионы, называются катионитами, отрицательные ионы- анионитами. К неорганическим природным ионитам относят цианиды, глинистые минералы, полевые шпаты, различные слюды и т.д. Органические природные иониты-сульфоугли. Органические искусственные иониты- ионообменные смолы. Они имеют наибольшее распространение. Процесс ионообменной очистки проходит на установках периодического и непрерывного действия.

Расчет:

1. Объем катионита в Н-катионитовых фильтрах

, м3

q_{w –} расходобраб. Воды, м3/час

∑Сen- сумма конц-я катионов , г-экв/м3

∑Сex- сумма конц-я катионов в очищенной воде

n_р– число регенераций каждого фильтра в сутки (не более 2)

Ewc- рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м3

2 Площадь катионитовых фильтров

, , м2

H – высота слоя катионит. Фильтра (2-3м)

v_{f –} скорость фильтрования

q_{w –} расходводы, м3/час

3. Объем анионита

41 Физико-химическая очистка псв (экстракция, сущность процесса, область применения.Многоступенчатая проитвоточная экстракция).

Экстракционные способы очистки. Для выделения из производственных сточных вод растворенных в них органических веществ, например фенолов и жирных кислот, можно использовать способность этих веществ растворяться в какой-либо иной жидкости, не растворимой в очищаемой воде. Если такую жидкость прибавлять к очищаемой сточной воде и перемешивать, то эти вещества будут растворяться в прибавленной жидкости, а концентрация их в сточной воде будет уменьшаться. Этот физико-химический процесс основан на том, что при тщательном перемешивании двух взаимно нерастворимых жидкостей всякое вещество, находящееся в растворе, распределяется между ними в соответствии со своей растворимостью согласно закону распределения. Если же после этого прибавленную жидкость выделить из сточных вод, то последние оказываются частично очищенными от растворенных веществ.

Этот способ удаления растворенных веществ из сточных вод называют жидкостной экстракцией; удаляемые при этом растворенные вещества — экстрагируемыми веществами, а добавляемую, не смешивающуюся со сточными водами жидкость — экстрагентом. В качестве экстрагентов применяются бутилацетат, изо-бутилацетат, диизопропиловый эфир, бензол и др.

Осн. расчетным ур-ем явл-ся: С_Экс/С_в=К, С_Экс – концентрация раств. в-ва в экстрагенте, С_в – концентрация раств. в-ва в воде, К – коэффициент распределения.

Очистка СВ методом экстракции может быть осуществлена тремя способами: одно - или многократной 1)обработкой одного и того же объема воды свежими порциями экстрагента; 2)перемешиванием воды и экстрагента в одном аппарате по принципу противотока с последующим разделением жидкости; 3)перемешиванием воды и экстрагентов в нескольких аппаратах, работающих по принципу противотока.

Многоступенчатая экстракция проводится в многосекционных экстракторах или экстракционных установках. Она может проводиться с противотоком экстрагента или комбинированным способом при наличии нескольких экстрагентов. Многоступенчатая противоточная экстракция более эффективна, чем экстракция в перекрестном токе. При противоточной экстракции достигается более высокая средняя движущая сила процесса и происходит более полное извлечение компонента из раствора.