- •1 Литературный обзор
- •1.1 Общая характеристика сточных вод химической промышленности
- •1.2 Методы очистки сточных вод
- •1.2.1 Рекуперационные методы очистки сточных вод
- •1.2.1.1 Метод адсорбции
- •1.2.1.2 Метод ионообменной очистки
- •1.2.1.3 Метод экстракции
- •1.2.2 Деструктивные методы очистки сточных вод
- •1.2.2.1 Термические методы
- •1.2.2.1.1 Концентрирование сточных вод
- •1.2.2.1.2 Метод жидкофазного окисления
- •1.2.2.2 Каталитический метод очистки сточных вод
- •1.2.2.3 Биохимическая очистка сточных вод
- •1.3 Вакуум и вакуумные установки
- •1.4 Применение вакуума в науке и технике
- •1.5 Вакуумные технологии в химии и нефтехимии
- •1.6 Характеристика вакуум-насосов
- •2 Технологическая часть
- •2.1 Описание технологии производства
- •2.1.1 Описание работы пароэжекторной установки (пэу)
- •2.1.2 Описание работы проектируемой вакуумной установки
- •2.2 Влияние производства на загрязнение атмосферы
- •2.3 Влияние производства на загрязнение водных объектов
- •2.4 Отходы производства
- •2.5 Обоснование замены вакуумной установки на установке производства имтгфа
- •3 Расчетная часть
- •3.1 Расчет материальных потоков производства имтгфа
- •– Изопрен – 8 %.
- •3.2 Расчет конденсатора позиции 106а
- •3.3 Расчет вакуумного насоса
- •Приняли взамен прежнего пароструйного насоса безмасляный винтовой вакуумный насосы cobra nc 400 b
- •3.3 Выбор вспомогательного оборудования
- •4 Эколого-экономическая часть
- •4.1 Расчет величины предотвращенного экологического ущерба
- •4.2 Расчет экономической эффективности реконструкции
- •5 Безопасность жизнедеятельности
- •5.1 Характеристика проектируемого объекта
- •5.2 Производственная санитария
- •Тогда кратность воздухообмена будет равна
- •5.3 Мероприятия для обеспечения безопасности технологического процесса и оборудования
- •5.4 Электробезопасность
- •5.5 Пожарная безопасность
- •5.6 Мероприятия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций
1.2.1.2 Метод ионообменной очистки
Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, ртути, кадмия, ванадия, марганца и др.), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет рекуперировать цепные вещества при высокой степени очистки сточных вод. Ионный обмен широко распространен при при обессоливании в процессе водоподготовки [8].
К органическим и искусственным ионитам относятся ионообменные смолы с развитой поверхностью. Они и приобрели наибольшее практическое значение для очистки сточных вод. Синтетические ионообменные смолы представляют собой высокомолекулярные соединения, углеводородные радикала которых образуют пространственную сетку с фиксированными в ней ионообменными функциональными группами [9].
Величина рН сточной воды, при которой происходит обмен ионами, зависит от константы диссоциации ионообменных групп смолы. Сильнокислотные катиониты позволяют проводить процесс в любых средах, слабокислотные в щелочных и нейтральных. Так катиониты с карбоксильными группами обмениваются ионами при рН больше 7, а не с фенольными группами при рН больше 8.
Иониты в контакте с водой не растворяются, но поглощают некоторое количество воды и набухают, являясь гелями с ограниченной набухаемостью. Набухание влияет на скорость и полноту обмена ионов, а также на селективность ионитов. Оно прекращается после того, как разность осмотических давлений до и после обмена уравновесится упругими силами сжатия и растяжения ионита.
Сильно набухшие смолы, называемые гелеобразными, имеют удельную обменную поверхность 0,1-0,2 м2/г. Макропористые иониты обладают развитой обменной поверхностью, равной 60-80 м2/г. Синтетические иониты набухают в воде больше и имеют большую обменную емкость, чем природные. Срок службы синтетических катионитов значительно больше, чем анионитов. Это объясняется низкой стабильностью групп, которые в анионитах выполняют роль фиксированных ионов [10].
Селективность обмена зависит от величины давления набухания в порах смолы и от размера пор ионита. При малом размере пор большие иониты не могут достичь внутренних активных групп. В целях повышения селективности ионитов у определенным металлам в состав смолы вводят вещества, способные образовывать с ионами этих металлов внутрикомплексные соединения (хелаты). Установлены ряд ионов по энергии их вытеснения из сильно- и слабокислотных катионов.
Иониты выпускают в виде порошка (размер частиц 0,04-0,07 мм, зерен 0,3-2,0 мм), волокнистого материала, листов и плиток. Крупнозернистые иониты предназначены для работы в фильтрах со слоями значительной высоты (1-3 м), порошкообразные – со слоями высотой 3-10 мм.
Размер частиц ионита влияет на перепад давления в фильтрах: с уменьшением размера частиц перепад давления в слое увеличивается. Исходя из этого, измельчение ионитов в процессе очистки нежелательно. Это приводит не только к росту сопротивления фильтра, но и к неравномерному распределению скоростей потока сточной воды по сечению фильтра [6].