Обработка воды методом ионного обмена

Физико-химические методы играют существенную роль при обработке производственных сточных вод. К ним относятся следующие коагуляция и флокуляция, сорбция, ионный обмен, экстракция, различные электрохимические методы, мембранные методы (обратный осмос, ультрафильтрация) и др. Эти методы используют как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, биологическими и химическими методами очистки. В настоящее время область применения физико-химических методов очистки расширяется. Наиболее эффективное применение физико-химических методов достигается в локальных системах очистки сточных вод промышленный предприятий. [c.134]

К физико-химическим методам относятся коагуляция, флокуляция, сорбция, флотация, экстракция, ионный обмен и обратный осмос. Физико-химические методы все шире используются для предварительной обработки сточных вод перед их биохимической очисткой. Это связало с ужесточением требований к степени очистки сточных вод и необходимостью удаления всех органических примесей из сточных вод перед сбросом их в водоприемник. [c.52]

Химическое обессоливание воды. При создании мощных тепловых электростанций возникла серьезная проблема получения больших количеств воды высокой чистоты. Эту проблему удалось решить при разработке метода химического обессоливания воды. Химическое обессоливание воды заключается в последовательной многократной обработке воды в Н-катионитовых и ОН-анионитовых фильтрах. В результате Н-катионирования в воду переходят ионы Н , а в результате ОН-анионирования — ионы ОН . Они взаимно нейтрализуются Н" + + ОН Н2О, и в результате примеси остаются на ионитах. После истощения ионитовых фильтров они регенерируются соответственно растворами кислоты и щелочи. Наиболее трудно удалить из раствора анионы слабых кислот, особенно анионы кремниевых кислот. Для этого используются сильные аниониты, у которых функциональные группы диссоциированы полностью. Ионный обмен с гидросиликатным анионом протекает по уравнению [c.350]

Повышение эффективности очистки воды методами фильтрации и ионного обмена после предварительной магнитной обработки раствора установлено несколькими авторами (влияние такой обработки на ионный обмен описано в и. 2, гл. П). Г. М. Иванова провела эксперимент на Новосибирской ТЭЦ № 3. Омагничиванию подвергали воду перед поступлением на механический фильтр (диаметром 3 м) и после него перед поступлением ее в натрий-катионитовый фильтр (диаметром 2,5 м). Вода имела жесткость 1,74 мг-экв/л и щелочность 1,75 мг-экв/л, содержание железа составляло 0,75 мг/л окисляемость 3,01 мг/л Ог. Аппарат для магнитной обработки из постоянных магнитов имел производительность 62 м7ч, напряженность поля 88 кА/м. [c.224]

Существуют различные способы очистки природных и сточных вод, включающие такие стадии, как дистилляция, предварительная фильтрация, электрокоагуляция, обратный осмос и т. д. Один из наиболее эффективных способов обработки и обессоливания воды (устранения из нее по возможности всех растворенных солей)— ионный обмен. Последний может включаться в водоиод-готовку как стадия доочистки после обработки воды методом обратного осмоса, предварительной фильтрации и др. Но разработаны и используются способы непосредственной очистки природных вод ионитами. Подготовка воды и ее обегсоливание с помощью ионного обмена все больше используется в химической, электротехнической, обрабатывающей в ряде других отраслей промышленности. [c.281]

Повышение эффективности очистки воды методами фильтрации и ионного обмена после предварительной магнитной обработки раствора установлено несколькими авторами (влияние такой обработки на ионный обмен описано в п. 2, гл. И). Г. М. Иванова провела эксперимент на Новосибирской ТЭЦ № 3. Омагничиванию подвергалась вода перед поступлением на механический фильтр (диаметром 3 м) и после него перед поступлением ее в натрий-катионитовый фильтр (диаметром 2,5 м). Вода имела жесткость 1,74 мг-экв/л и щелоч- [c.176]

Чтобы снизить концентрации ПАВ в сточных водах до предельно допустимых рекомендуется перед биохимической очисткой производить их локальную обработку различными физикохимическими методами ионным обменом, адсорбцией, коагуляцией, пенной сепарацией (флотацией), химическим осаждением, деструктивным разрушением. [c.40]

Для очистки сточных вод от растворенных органических веществ применяются сорбционные методы (адсорбция, ионный обмен), пенная сепарация, экстракция, отдувка газами, перегонка (обычная, азеотропная, с водяным паром или инертными газами), химическое осаждение, обработка сильными окислителями (озоном, хлором, перекисью водорода, двуокисью хлора), жидкофазное и парофазное каталитическое окисление, обратный осмос, электрохимические методы и др. Для удаления из сточных вод растворенных неорганических веществ служат методы дистилляции (выпаривания), ионного обмена, обратного осмоса, химического осаждения, вымораживания, электродиализа и др. [c.15]

Методы ионного обмена. Рассмотренные методы все-таки не дают той степени умягчения, которая требуется для некоторых областей применения воды кроме того, они громоздки и связаны со значительными расходами реагентов. В последние годы широкое распространение получили методы ионного обмена. Твердые материалы, способные к ионному обмену с окружающей средой, получили название ионитов. Сюда относятся различные вещества неорганические и органические, природные или синтетические. Одним из простейших ионообменных материалов является сульфоуголь, получаемый обработкой бурых углей концентрированной серной кислоты при нагревании. В настоящее время наибольшее значение приобрели различные ионообменные смолы, вырабатываемые на основе синтетических полимеров. В зависимости от того, какие ионы в этих смолах обмениваются — катионы или анионы, — различают катиониты и аниониты. Иониты представляют собой твердые электролиты, у которых один поливалентный ион является нерастворимым, а ионы противоположного знака способны к обмену на ионы, находящиеся в окружающем растворе. [c.70]

Ионообменная техника используется для извлечения хроматов из сбросных растворов храмовой кислоты. Были применены катиониты типа сульфированного полистирола для выделения металлических ионов, загрязняющих отработанные растворы хромовой кислоты, и сильнощелочные аниониты типа четвертичного аммониевого основания для выделения хроматов из промывных вод после гальванического осаждения или анодирования. Применение анионитов оказалось экономичным и эффективным для концентрирования небольших количеств хроматов, которые было трудно обрабатывать осаждением и фильтрованием. Сточные воды, из которых выделены хроматы, могут быть повторно использованы после пропускания отходов через катионит. Метод противоточной анионо-катионной деионизации имеет преимущество в сравнении с нормальной катионо-анионной обработкой, так как при этом могут быть выделены следы ионов натрия. Ион натрия добавляется специально для нейтрализации хромовой кислоты в промывной воде перед анионным обменом. Сильнощелочные смолы особенно чувствительны к окислительным действиям хро.мовой кислоты, так что в качестве предупредительного мероприятия хром выделяется в виде хромата. Этот метод работы позволяет повторно использовать промывную воду, т. е. чистую деионизированную воду, в замкнутой системе промывки. [c.334]

Для устранения жесткости методом ионного обмена (см. ПО) или катионирования воду пропускают через слой катионита. При этом катионы Са " и Mg +, находящиеся в воде, обмениваются на катионы Na+, содержащиеся в применяемом катионите. В некоторых случаях требуется удалить из воды не только катионы Са и Mg +, но и другие катионы и анионы. В таких случаях воду пропускают последовательно через катионит, содержащий в обменной форме водородные ионы (Н-катионит) и анионит, содержащий гидроксильные ионы (ОН-анионит). В итоге вода освобождается как от катионов, так и от анионов солей. Такая обработка воды называется ее обессоливанием. [c.610]

Непрерывный ионный обмен представляет собой непрерывный противоток смолы и раствора через контактную камеру. Для деионизации и регенерации устанавливаются отдельные камеры, и смола проходит через камеры и между ними. По крайней мере одно такое устройство промышленного типа уже появилось (водоумягчитель Дорра) и применяется при умягчении воды. Этот метод, видимо, внесет большой вклад в сахарную промышленность в отношении экономии смолы и регенерирующих веществ при условии, что могут быть решены вопросы, связанные с обработкой наиболее вязких растворов. [c.542]

Для удаления взвешенных и гумусовых веществ применяются методы отстаивания в отстойниках и осветлителях любого типа, а также фильтрование в напорных и открытых песчаных фильтрах с предварительной коагуляцией при высоком содержании гумусовых. Для уничтожения органических веществ, планктона и бактериального загрязнения необходимо использовать хлорирование и озонирование, для поддержания pH — подкисление, иодщелачи-вание и фосфатирование для поддержания допустимого содержания фтора — фторирование при недостатке и сернокислотную обработку при избытке для обезжелезивания — аэрацию, коагуляцию, подщелачивание, обработку перманганатом калия и катио-нирование для умягчения поверхностных вод — известковосодовое умягчение для умягчения подземных вод —ионный обмен для обессоливания — ионный обмен, электролиз, дистилляцию и гиперфильтрование. [c.162]

Все шире используют метод ионного обмена, по которому воду пропускают через ионообменник, где катионы или анионы, которые необходимо удалить из воды обмениваются на ионы, содержащиеся в ионообменнике. Так для удаления катионов Са + и Mg + используют катионит, содержащий катион Na+, он и является обменным. Если требуется удалить из воды другие катионы и анионы, ее пропускают последовательно через катионит, содержащий в обменной форме катионы Я+, и затем через анионит, обменными ионами которого являются анионы ОН". Вода таким образом освобождается от анионов и катионов. Такая обработка воды называется обессоливанием. [c.52]

Основная масса промышленных и отопительных котельных для водоподготовительной установки использует водопроводную воду, применяя ионный обмен при обработке воды. При этом сбросы воды в ионнообменной части водоподготовительной установки довольно значительны (расчетный расход воды на собственные нужды водоподготовительной установки составляет 25% ее производительности). Таким образом, для уменьшения сбросов воды наиболее перспективными являются метод непрерывного иониро-вания воды, ступенчато-противоточное ионирование, термическая регенерация ионитов. [c.132]

В работах [69, 70] описан другой метод получения металлцеолитных катализаторов, обладающих молекулярно-ситовыми свойствами. В > а-форму морденита катионы растворимых в воДе солей платины, например [Р1(КНз)4] , не проникают, и поэтому обмен ионов На в каналах цеолита не происходит. Диаметр же окон, ведущих в полости Н-формы морденита (до 7 А), больше размеров аминокомплексных катионов платины. Это используется для приготовления катализаторов Р1-Ка-морденит. Сначала цеолит переводят в Н-форму (обработкой растворами кислот или через КН -морденит), затем ионным обменом вводят [Р1(ННз)4] и далее замещают Н на Ка" , применяя щелочные растворы солей натрия. В результате размеры окон, ведущих в хюлосги кристаллов, уменьшаются. Отметим, что катионы платины прочно удерживаются цеолитами и не вытесняются ионами натрия (речь идет о небольших количествах платины, когда цеолиты проявляют большое сродство к катионам тяжелых металлов). Продукт, содержащий меньше процента Р1 (0,2% [69]), обрабатывают в токе сухого воздуха, чтобы разложить комплексный катион, и восстанавливают водородом. Поскольку часть платины при восстановлении мигрирует на внешнюю поверх- ность кристаллов цеолита, для сохранения молекулярно-ситовой селективности требуется дополнительная обработка контактов. Для селективного отравления платиновых центров на внешней поверхности кристаллов катализатор обрабатывали при 260° С в токе водорода парами трифенилфосфина [69], молекулы которого не могут проникать в поры Ма-морденита. Полученный в результате катализатор селективно гидрировал этилен в присутствии пропилена. [c.160]

В последнее время все большее применение получают такие методы физико-химической обработки воды, как экстракция, сорбция, ионный обмен, электродиализ, озонирование, электрохимическое окисление, окисление под высоким давлением, выпаривание, сжигание, обработка воды ультразвуком, гипердавлением (обратный осмос) и др. [c.51]

Характеристика иондобменного оборудования непрерывного действия. Многие химические процессы, осуществляемые ионообменными методами в лаборатории, н е могут J быть с достаточно высокими экономическими показателями реализованы в заводских условиях при использовании ионообменников с неподвижным слоем, которые применяются для обработки воды или для простой очистки, К этим процессам, наиболее трудным для осуществления, относятся разделение, регенерационное концентрирование, очистка или обмен. Используя ионообмен, можно разделить два и более ионов [c.138]

Иногда сильно загрязненные органическими веществами сточные воды после биологической очистки и даже после аэротенков не отвечают гигиеническим требованиям по БПК5, окраска по шкале цветности 70°. При этом необходима дополнительная вторичная или даже третичная очистка. Из методов очистки в таких случаях применяются коагуляция, флокуляция, осаждение, фильтрование, ионный обмен, дополнительная обработка озоном из расчета 20 мг на 1 п сточных вод [47]. [c.9]

При концентрации фтора в воде выше ПДК проводится дефторирование (обесфторирование). Сложность обработки воды для снижения содержания фтора заключается в том, что растворимость даже труднорастворимых фторидов превышает ПДК фтора в воде. Методы дефторирования воды основаны на способности некоторых труднорастворимых соединений (оксидов и гидроксидов алюминия, магния, фосфатов кальция, основных солей алюминия) избирательно сорбировать из воды ионы Р по механизму ионного обмена. В зависимости от качества исходной воды фториды могут извлекаться в процессе обработки сорбцией их свежеосажденными хлопьями указанных сорбентов или при фильтровании воды через слой сорбента. Последнее практикуется для подземных вод, не требующих дополнительной обработки. Эффективным сорбентом фторидов является свежеосажденный гидроксид магния. При наличии в воде фторидов проходит обмен ионов по схеме Мд(0Н)2-Ь -f-P =<=f MgOHP4-OH-. Свежеосажденный фосфат кальция, образующийся при введении 1%-ной фосфорной кислоты в известковое молоко, избирательно сорбирует из воды ионы Р . [c.143]

В зависимости от характера и степени изменения свойств примесей в процессе обработки различают регенеративные и деструктивные методы очистки сточных вод. Удаление примесей из сюч-ных вод нри использовании регенеративных методов очистки идет практически без изменения химического строения иримесей. Эти методы перспективны для применения в системах оборотного водоснабжения и для создания бессточных технологических процессов. Регенеративные методы наиболее эффективны по технико-экономическим показателям, так как позволяют сократить расход воды, затраты на очистку стоков и возвратить в производство полезные продукты. К регенеративным методам относятся экстракция, эва-порация, ионный обмен и др. Деструктивные методы очистки сточных вод основаны на глубоком изменении химического строения примесей, что способствует переходу их в менее сложные или нетоксичные соединения. К деструктивным методам очистки сточных вод относится биологическая очистка и многие химические способы. [c.182]

Ионный обмен используют также для полного удаления из водных растворов катионов и анионов, исключая находящиеся в равновесии ионы Н+ и ОН . С этой целью раствор сначала пропускают через колонку с сильнокислотным катионитом в Н+-форме, на котором в результате обмена с Н+ удерживаются все катионы. Далее полученный раствор пропускают через вторую колонку с сильноосновным анионитом в ОН -форме. На нем удерживаются анионы не только сильных, но и слабодиссоци-ированных кислот, например кремневой, угольной и борной. В результате такой обработки получают деминерализованную воду с высоким удельным электрическим сопротивлением. Этим методом можно значительно повысить качество дистиллированной воды однако, обрабатывая воду таким способом, необходимо следить за содержанием в воде органических соединений, поскольку с течением времени и особенно под воздействием кислорода иониты разрушаются. Деминерализацию ведут в двух колонках объемом 5—10 л, соединенных так, чтобы вода в них поступала снизу, иначе накапливающийся воздух будет тормозить поток. Оборудование для лабораторной обработки воды изготавливается рядом фирм. В процессе работы с ионитом и [c.283]

На водоподготовительных установках вода обрабатывается двумя принципиально различными способами осаждением с последующим отделением осадка на осветлительных фильтрах и методом ионного обмена в ионитных фильтрах. Обработка воды осаждением позволяет удалить большую часть веществ, находящихся в грубодисперсном или коллоидном состоянии. Ионным обменом из воды удаляются вещества, находящиеся в истинно растворен1юм состоянии. [c.32]

Ионообменный синтез, несомненно, является наиболее очевидной из всех практических возможностей, открываемых использованием ионитов. Тем не менее в течение многих лет даже после появления (1935 г.) синтетических органических ионитов, которые представили прекрасный инструмент для осуществления этого метода, ионообменный синтез оставался в тени бурио разросшихся ветвей ионообменной технологии — обработки воды, хроматографического разделения элементов, извлечения и очистки ценных компонентов из сложных смесей. Характерно, что работы, специально посвященные ионообменному синтезу, были настолько рассеяны в литературе, что вплоть до начала 1960-х годов некоторые исследователи, применяя этот метод, характеризовали его как предложенный ими оригинальный прием. В советских и зарубежных монографиях общего характера по ионному обмену ионообменный синтез до сих пор вообще не упоминается в числе процессов и областей применения ионообменной технологии, либо отражен очень поверхностно (Кунин и Майерс, 1950 Тремийон, 1965). Несколько чаще в обзорах и моно-графях описываются ионообменное получение и очистка золей окислов и гидроокисей, а также разложение малорастворимых электролитов (наиболее содержательно — Гельферих, 1959). [c.8]

Прежде чем приступить к очистке сточных вод, необходимо извлечь цен1 - продукты для дальнейшего их использования в народном xosqfjTBe. С этой целью применяют различные физические и физико-химические методы, например, обработку острым паром, экстракцию, ионный обмен и др. В тех случаях, когда состав сточных вод делает нецелесообразным или невозможным извлечение и утилизацию содержащихся в них веществ, должны быть использованы деструктивные методы очистки стоков. К ним относится широко распространенный в СССР и за рубежом метод биохимической очистки производственных сточных вод, в результате которой органические загрязнения окисляются до углекислоты и воды. Этот метод использует природную способность самоочищения вод, осуществляемую микроорганизмами, которые населяют воду и почву. [c.4]

Ионообменные процессы с успехом используются в производстве напитков и в консервной промышленности. Умягчение воды, используемой в производстве газированных напитков, имеет важное значение, так как карбонаты и бикарбонаты, содержащиеся в воде, нейтрализуют лимонную и фосфорную кислоты, добавляемые к газированным напиткам, и потому должны быть предварительно удалены. Для этого предложено два ионообменных метода. По первому методу вода разделяется на два потока, один из которых пропускают через ]Ча-катионит, а другой—через П-сульфо-катионит. Соотношение объемов, пропускаемых через каждый из ионитов, должно обеспечить получение мягкой и практически не содержащей щелочности воды. По второму методу применяют лишь один иониткарбоксильный П-катионит. Так как активность карбоксильных кислотных групп недостаточна для того, чтобы осуществить обмен всех ионов нейтральных солей, вода, пропущенная через такой катионит, освобождается только от свободной щелочности и жесткости, эквивалентной этой щелочности. Второй метод заслуживает предпочтения при обработке воды, характеризующейся высокой щелочностью и высокой жесткостью. [c.141]

Однако широкое применение в промышленности прежде всего нашли естественные цеолиты, например глауконитовый песок. Ионный обмен был впервые применен в целях умягчения воды, при этом извлекался кальций и освобождалось эквивалентное количство натрия. Вследствие ограниченной сорбционной емкости естественных цеолитов необходимо громоздкое оборудование, а при умягчении очень жесткой воды регенерация сорбента должна проводиться часто. Естественные цеолиты были улучшены различными методами обработки и до сих пор широко применяются при умягчении не очень жесткой воды. [c.14]

До 1945 г. ионный обмен использовался, в основном, только для очистки воды. Этот метод применяется для обработки воды, содержащей обычно 50—500 жг/л растворимых примесей. После 1945 г. Промышленность начала выпускать много новых смол. По сравнению с неорганическими и углеродсодержаш1ИМи цеолитами, эти смолы имеют высокую емкость, разнообразные химические свойства и лучшую устойчивость. Вошли в употребление новые процессы, такие как разделение ihohoib, деионизация смешанным слоем и новое противоточное оборудование. Совершенно новую область ионного обмена представляют ионитные мембраны. Большой интерес проявляется к широкому применению ионного обмена в таких новых областях, как переработка сбросных вод я технологических растворов. Сбросные и технологические растворы обычно содержат свыше 1000 мг л растворимых электролитов. Были найдены важные способы использования ионного обмена для переработки сбросных и технологических растворов количество их непрерывно растет. [c.202]

Процессы третичной обрабоки добавляются в систему очистки после этапа биологической обработки. Они включают фильтрование - для удаления взвешенных и коллоидных частиц адсорбцию гранулированным или порошкообразьсл активированным углем и химическое окисление от органических вешеств, не подвергшихся биологическому разложению. Третичная обработка требует значительных капитальных затрат и эксплуатационных расходов, так как ей подвергаются большие объемы сточных вод, содержащие ухе незначительные количества загрязняющих вешеств. Так, например, дихлорфенол может быть удален озонированием или адсорбцией гранулированным активированным углем (ГАУ), но этими же процессами могли быть удалены большинство других органических веществ. Кроме перечисленных выше методов для окончательной очистки (доочистки) сточных вод применяют и другие методы. К ним относятся коагуляция, флокуляция, ионный обмен, обратный осмос, ультрафильтрация и электрохимические методы. [c.48]

Как было сказано выше, аля первичной обработки сточных вод широко применяются механические и физико-химические методы. Наиболее хорошо разработанными в технологическом плане механическими методами являются процеживание, гравитационное отстаивание, центрифугирование и фильтрование. Среди физико-химических методов, используемых для обработки сточных вод, более подробного рассмотрения в настоящем исследовании заслуживают коагуляция, флотация, адсорбция активированным углем и ионный обмен. Основными химическими методами, широко применяемыми аля обработки сточных вод, являются нейтр31лизация, сехшментация, окисление и восстановление. [c.52]

В Федеративной Республике Германии в этот же период расходы на очистку сточных вод ионообменным методом при эксплуатации крупных установок составляли 0,3 марок ФРГ на 1 м . В СССР ионный обмен широко используется аля очистки слабоминерализованных вод с общим солесодержанием О,2-0,3 г/л. Удельные расходы на обработку 1 м вод этим методом составили для вод с концентрацией солей 1 г/л на установке призводительностью 100 м /сут. - 0,05 руб. На установках производительностью 1 ООО м /сут, - также 0,05 руб. Для вод с концентрацией 5 г/л они составили 0,53 и 0,3 руб., соответственно. [c.65]

Сорнхил указывает, что обычно на практике воду пропускают по вертикальной трубе, так что она разбрызгивается по системе тарелок, размещенных вокруг трубы. Другой метод, применяемый вместе с обработкой ионно-обменными смолами, заключается в продувании воздуха через башню, где разбрызгивается вода. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология