24 Основы процесса ионообменной очистки сточных вод и факторы, влияющие на ее эффективность

Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод тяж-х металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных в-в. Метод позволяет рекуперировать ценные в-ва при высокой степени очистки воды.

Ионный обмен представляет процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей св-ми обменивать ионы, содержащиеся в ней, на другие ионы, присутствующие в растворе.

В-ва, составляющие эту твердую фазу, называются ионитами. Они практически не растворимы в воде. Те из них, которые способны поглощать из растворов лектролитов положительные ионы, являют сякатионитами, поглощать отрицательные ионы – анионитами. Иониты могут иметь кислотный, основный или амфоторный характер.

Иониты бывают неорганические и органические. К неорганическим природным относятся цеолиты, глинистые минералы, полевые шпаты, различные слюды. К неорганическим синтетическим отн-ся силикагели, труднорастворимые оксиды и гидроксиды некоторых металлов (алюминия, хрома, циркония). Органические природные иониты – это гуминовые кислоты почв и углей. К органическим искусственным ионитам относятся ионообменные смолы с развитой поверхностью.

Основы процесса ионного обмена

Ионный обмен происходит в эквивалентных отношениях и является чаще всего обратимым. Реакции ионного обмена протекают вследствие разности хим-х потенциалов обменивающихся ионов. В общем виде эти реакции можно представить как:

mA+RmB mRA+B

Реакция ионного обмена протекает следующим образом:

- при контакте с катионитом

RSO3H+NaCl RSO3Na+HCl

- при контакте с анионитом

ROH+NaCl RСl+NaOH

Реакция идет до установления ионообменного равновесия. Скорость установления равновесия зависит от внешних и внутренних факторов:

1)гидродинамического режима жидкости;

2)концентрации обменивающихся ионов;

3)структуры зерен ионита;

4)его проницаемости для ионов.

Применяя иониты можно умягчать жесткую воду или опреснять засоленную воду.

25 Основы процесса адсорбции и факторы, влияющие на ее эффективность

Сорбцией (от лат. «sorbeo» - поглощаю, втягиваю) называется любой процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим в-вом (сорбентом

Адсорбционные методы основаны на явлении избирательной адсорбции (поглощения и концентрирования) загрязнений на поверх-ти твер-х тел - сорбентов, имеющих пористую структуру и большую удельную поверх-ть. Такие сорбенты прим-т для очистки газов от паров орган-х растворителей, удаления неприятных запахов и др.

Основными промышл-ми сорбентами явл-ся активир-й уголь или глинозем, силикагель, синтетические цеолиты. Эффект-ть очистки зависит от марки сорбента, его техн-х хар-к и массовой доли загрязн-лей в газовом потоке.

Осн-е отличие процесса – избирательность по отношению к загрязн-лю и обратимость процесса.

Равновесное соотношение при адсорбции выражается зависимостью между концентрацией адсорбируемого тв-го тела и равновесной конц-ей поглощаемого в-ва.

Факторы:

1)температура и давление

2)природа поглощаемого в-ва

3)наличие примесей