Схемы ионообменных установок
Процессы ионообменной очистки сточных вод проводят на установках проводят на установках периодического и непрерывного действия. Установки периодического действия состоят из аппаратов (фильтров или колонн) периодического действия, насосов, емкостей и контрольно-измерительных приборов.
По схеме а регененрирующий раствор готовят непрерывно при подаче в эжектор воды и концентрированного раствора кислоты или щелочи. Подачу кислоты или щелочи прекращают после пропускания через ионит заданного объема регенерационного раствора. Однако подачу воды продолжают для отмывки ионита от регенерационного раствора. Элюат и промывные воды после нейтрализации сбрасывают в канализацию. По схеме б регенерирующий раствор готовится специальной емкости – сокращение расхода регененрирующего агента и объема регенератора, так как регенерационный раствор готовят путем добавления к первой порции промывной воды концентрированного реагента. Наименьший расход реагентов достигается в схеме с фракционированием реагента (схема в). В схеме г с «плавающим фильтром» получают более концентрированные регенераты.
Режим работы периодической установки сводится к следующим стадиям: 1) ионообмен; 2) отмывка ионита от механических примесей; 3) регенерация ионита; 4) отмывка ионита от регенерирующего раствора. Работа аппарата может быть интенсифицирована путем использования аппаратов с кипящим слоем ионита. Скорость очистки увеличивается в 2-3 раза.
Схема ионообменной установки периодического действия: 1 –колонна; 2 – решетка; 3 – слой ионита; 4, 5, 6 – распределители; 7 – бак с регенерирующим раствором; 8 – насос.
Непрерывный ионообмен дает возможность уменьшить затраты смолы, реагентов для регенерации, промывной воды, а также применять более компактное оборудование по сравнению периодическим ионообменником.
Аппараты для ионного обмена классифицируются:
- По организации процесса: аппараты непрерывного, полунепрерывного и периодического действия;
- По гидродинамическому режиму: аппараты вытеснения, смешения и промежуточного типа;
- По состоянию слоя ионита: с неподвижным, движущимся, пульсирующим, перемешиваемым и циркулируемым слоем;
- По конструкции: колонные и емкостные и др.
Примеры очистки сточных вод на ионитах.
Извлечение ионов металлоыв зависит от концентрации их в воде, рН, общей минерализации воды, а также наличия и концентрации ионов кальция и железа. Для рекупирации металлов используют катиониты как сильнокислотные (в водородной форме), так и слабокислотные (в натриевой форме).
Производительность установки для очистки сточных вод от хрома по очищенной воде 2-3 м3/ч, по электролиту 0,2-0,3 м3/ч. очищенный электролит возвращают в производство. Элюат после фильтра нейтрализуют известковым раствором. При наличии в сточной воде нескольких катионов объем катионита рассчитывают по наименее сорбируемому иону. Расчетную концентрацию принимают равной сумме концентраций всех удаляемых катионов.
Схема установки для очистки хромсодержащих промывных вод и хромового электролита: 1 – усреднитель; 2 – фильтр; 3 – катионитовые фильтры; 5 – катионитовый филтр для превращения регенерата анионита в окисд хрома (III); катионитовый фильтр для очистки электролита от ионов Fe3+ и Cr3+; 7 – емкость для кислоты; 8 – емкость для щелочи; 9 – емкость для отработанного электролита; 10 – нейтрализатор; 11 – сборник очищенной воды; 12 – сборник оксида хрома (III); 13 – сборник очищенного электролита.