29. Каковы плюсы и минусы ионообменного метода очистки сточных вод?

Плюсы: 1. Очень высокое качество очистки и умягчения воды. 2. Снижение содержания в жидкости не только солей жесткости, но и других вредных веществ. 3. Простота эксплуатации и обслуживания.

Минусы: 1. Высокие расходы на восстановление химических реагентов. 2. Необходимость правильной утилизации использованных реагентов. 3. Низкий показатель гидрофильности смолы.

у деда: Основными недостатками общепринятых технологических схем ионообменной очистки является значительное количество солей, образующихся при регенерации ионообменных фильтров (к извлекаемым из очищаемой воды солям прибавляется в 2-4 раза большее количество солей от регенерации ионообменных смол). Большой расход воды на собственные нужды (20-60% от номинальной производительности) и необходимость предварительного освобождения воды от органических веществ, необратимо сорбирующихся на ионообменных смолах и снижающих их обменную ёмкость, существенно ухудшают показатели процесса очистки.

Ионный обмен – это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы материалов, называемых ионитами. Сущность метода ионного обмена определяет область его применения. Использование ионообменной технологии позволяет эффективно решать следующие задачи:

1. Обессоливание слабоминерализованных сточных вод, содержащих неорганические загрязнители.

2. Доочистку промышленных сточных вод от трудноокисляемых органических соединений, в т. ч. пестицидов и красителей.

3. Доочистку хозяйственно-бытовых сточных вод от растворенных солей, биогенных веществ и тяжелых металлов для повторного использования в промышленных и сельскохозяйственных целях.

4. Селективное глубокое извлечение токсичных металлов из сточных вод, сбрасываемых в водоемы.

5. Обессоливание и умягчение добавочной воды для создания систем замкнутого оборотного водоснабжения.

6. Очистку и повторное использование сточных вод и конденсатов в теплоэнергетике, в т.ч. атомной.

Плюсы:

• Ионообменные фильтры хорошо очищают простую воду для питья и сточные воды предприятий.

• Умягчители воды снижают степень концентрации солей жесткости.

• Установка для очистки простая в применении.

• Необходимо регулярно заменять картриджи с ионообменной смолой.

Минусы:

• значительный расход реагентов;

• необходимость восстановления сорбционной способности ионитов;

• большой объем сточных и промывных вод от регенерации;

• стоимость обессоливания воды методом ионного обмена сильно растет с увеличением концентрации солей в водном растворе;

• уменьшение эффективности ионообменного метода опреснения и обессоливания воды с повышением минерализации воды;

• необходимость утилизировать отработанный ионит;

• невысокая скорость фильтрации.

30. Каковы основные природные и антропогенные методы обессоливания воды?

Хорошо освоенным и широко применяемым методом обессоливания является дистилляция (как и в природе, испарение воды). Для обессоливания морской воды используются установки мощностью от 15 до 40 тыс.м3/сут. Основной их недостаток - большой расход энергии: лучшие из них расходуют не менее 0,02 Гкал на l м3 получаемой воды.

В отдельных случаях для удаления солей применяют вымораживание. Известно, что при медленном охлаждении соленой воды из неё в первую очередь вымораживаются кристаллы льда, практически не содержащие солей.

антропогенные:

мембранные: электродиализ и обратный осмос. Электродиализ основан на направленном переносе ионов диссоцированных солей в поле постоянного тока через селективные мембраны из естественных или синтетических материалов. Метод позволяет разделять не только сточные воды на обессоленную (чистую) воду и концентрированный раствор солей, но и раствор солей на кислоты, щёлочи и другие составляющие. За рубежом метод электродиализа широко применяется для обессоливания воды. Обычно мощность установок составляет 150-250 м3/сут, однако уже действуют установки производительностью 20 и даже 400 тыс. м3/сут.

Обратный осмос. Процесс разделения водных растворов путем их фильтрации через полупроницаемые мембраны под действием давления, много выше осмотического. Метод имеет существенные преимущества перед другими: меньшие энергозатраты, простота изготовления, монтажа и эксплуатации установок и их малые габариты и т.д.

Во всех странах мира широкое распространение получило обессоливание воды с применением ионитов, ионный обмен.

Полное обессоливание проводится следующими способами:

• Дистилляция, термический способ.

• Методом ионного обмена.

• Методом электродиализа.

• Мембранным обратным осмосом.

Частичное удаление соли достигается при применении таких способов:

• Известкование.

• Баритовое умягчение.

• Н-катионирование.

• Вымораживание.