Умягчение воды метод катионного обмена

Катионитовый метод умягчения воды основан на способности некоторых практически нерастворимых в воде веществ, называемых катионитами, обменивать содержащиеся в них активные группы катионов (натрия, водорода и др.), на катионы кальция или магния воды, определяющие ее жесткость. Умягчаемую воду фильтруют через слой катионита, при этом катионы кальция и магния из воды переходят в катиониты, а в воду переходят катионы натрия или водорода. Катионитовый метод позволяет достичь глубокого умягчения воды (0,01-0,02) мг-экв/дм . Обменная способность катионита постепенно истощается. Ее можно восстановить, пропуская через катионит раствор поваренной соли, серной или соляной кислоты. В зависимости от того, каким реагентом отрегенерирован катионит, различают Ка-катионит (обменный катион натрия при регенерации поваренной солью) или Н-катионит (обменный катион водорода при регенерации кислотой). [c.251]

Способы умягчения воды разрабатывались с давних времен, однако лишь ионный обмен позволил реализовать первый достаточно рентабельный метод умягчения воды в промышленных масштабах. В этом методе катионит, выпускаемый промышленностью обычно в виде зерен, переводят в Ыа+-форму и загружают в колонку, через которую пропускают природную воду. Ионы Са + или удаляются из воды в результате обмена с ионами Ыа+ катионита. [c.177]

Как отмечалось выше, катионитовый метод умягчения воды основан на способности катионита заменять обменный катион другими катионами, находящимися в воде (рис. 303). Работа установки по катионированию воды состоит из следующих процессов умягчения воды, осуществляемого фильтрованием через слой катионита, взрыхления катионита пропусканием воды снизу вверх с интенсивностью 3—7 л/с м для предотвращения его слеживания, регенерации катионита и отмывки его от продуктов регенерации и остатков регенерационного раствора. [c.432]

Метод катионного обмена. Умягчение воды происходит в фильтре путем фильтрации через слой катионита. При этом катионит обменивает свои катионы Na+ или Н+ на растворенные в воде катионы Са + и Mg +, обусловливающие жесткость воды. Катионитовыми материалами служат сульфоуголь, синтетические смолы КУ и др. Наиболее распространен сульфоуголь, который получают путем обработки бурого или каменного угля концентрированной серной кислотой. Сульфоуголь может насыщаться обменными катионами натрия, водорода или аммония. Он характеризуется следующими данными [c.73]

Как отмечалось выше, катионитовый метод умягчения воды основан на способности катионита заменять обменный катион другими катионами, находящимися в воде (рис. 255). [c.383]

В качестве примера можно назвать известные методы умягчения воды, сахарных сиропов и растворов глюкозы, а также обмен всех катионов из разбавленного сиропа сахарной свеклы на ион аммония [22]. К этой группе принадлежит метод концентрирования сильноосновной смолой комплексных анионов уранилсульфатов в растворе серной кислоты [23]. [c.366]

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]

Избирательный и обменный характер ионной адсорбции играет основную роль во всевозможных процессах, совершающихся в золях и связанных с их строением и зарядом. Изучение обменной адсорбции имеет исключительно большое значение и в понимании механизма множества важных производственных процессов, связанных с явлением поглощения, и в установлении принципов и методов сознательного управления этими процессами. Достаточно сказать, что на обменной адсорбции основаны такие важные производственные процессы, как крашение волокон (хлопчатобумажное волокно обменивает свой ион Са++ на катион красителя), умягчение технических вод и т. п. на обменной же адсорбции основано учение К. К. Гедройца о почвенном поглощающем комплексе и разрешение на его основе проблемы поднятия плодородия почв. [c.106]

Природная вода с небольшой жесткостью или после грубого умягчения наиболее эффективно может быть умягчена и также обессолена методом ионного обмена. Сущность этого метода заключается в том, что некоторые твердые труднорастворимые минеральные и органические вещества способны извлекать из растворов одни катионы или анионы в обмен на содержащиеся в них другие. Для поглощения из воды ионов Са +, Mg +, Ре + применяют катиониты — сульфоуголь или высокомолекулярные смолы, содержащие активные группы с ионами Н+, Ыа+ или ЫН . [c.301]

Умягчение воды химическим способом в катионитовых фильтрах. При этом способе жесткая вода пропускается через твердое труднорастворимое вещество, называемое катионитом и способное к обмену свонх катионов на катионы, находящиеся в воде. Различают Na- и Н-катионирование, При фильтрации воды через Na-катионит происходит замена содержащихся в ней катионов кальция Са " и магния на катионы натрия Na . При этом осуществляется перевод труднораствори.мых кальциевых и магниевых соединений в легкорастворимые натриевые соединения, которые не способны образовывать накипь. Общее солесодержание не нз-.меняется. В связи с тем, что в результате Ха-катионирования вместо солей карбонатной жесткости в воде образуется бикарбонат натрия, умягченная вода становится щелочной, что можно отнести к недостатку этого метода умягчения. [c.163]

Наиболее эффективным физико-химическим методом очистки воды является ионообменный метод, в котором используется свойство некоторых веществ (ионитов) обменивать ионы, входяилие в их состав, на ионы, присутствующие в воде. Иониты, обменивающие свои катионы на катионы, присутствующие в растворе, называются катионитами, а иониты, обменивающие анионы, называются анионитами. Для умягчения воды применяют катиониты. Сначала использовали алюмосиликаты как природные (глаукониты, цеолиты), так и искусственные (пермутиты). Теперь они, вследствие их небольшой способности к обмену (считая в мг-экв ионов/з ионита), заменены более эффективными органическими веществами. Это синтетические смолы, содержащие группы кислотного характера (ЗОдН, СООН, ОН), и сульфированный уголь (называемый сульфо-углел ), который получается обработкой каменного угля олеумом и содержит те же группы водород в них способен замещаться па металлы. Применяя Ыа-катионит (схематическая формулаfRp 2Na , где [R] —остальная часть катионита), превращают соли кальция и магния в воде в натриевые, например [c.31]

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]

Сущность метода заключается в обменной реакции, которая протекает в гетерогенной среде между катионом твердой фазы (катионит) и катиопахми жидкой фазы. Под катионитами понимают вещества, способные обменивать содержащиеся в пих катионы на катионы, содержащиеся в водном растворе. Например, для умягчения воды применяют натрийкатиониты, содержащие ионы натрия, которые при фильтрации жесткой воды через слой катионита обмениваются на ионы кальция п магния. Отработанный катионит регенерируют, промывая его 5—10 6-пым раствором Na l, при этом катионит вновь приобретает ионы натрия, а в раствор переходят ионы кальция (или магния). [c.99]

ИОНИТЫ — твердые, практически нерастворимые в воде и органических растворителях вещества, способные обце-нивать свои ионы на ионы раствора. Sto природные или синтетические материалы минерального или органического происхождения. Подавляющее большинство современных И.— высокомолекулярные соединения с сетчатой или пространственной структурой. И. делят на катиониты (способные обменивать катионы) и аниониты (обменивают анионы). Катиониты содержат сульфогруппы, остатки фосфорных кислот, карбоксильные, оксифениль-ные группы, аниониты — аммониевые или сульфониевые основания и амины. Обменную емкость И. выражают в миллиграмм-эквивалентах поглощенного иона на единицу объема или на 1 г И. Природные или синтетические И.— катиониты — относятся преимущественно к группе алюмосиликатов. Аниониты — апатиты, гидроксиапатиты и т. д. Метод ионного обмена очень широко используется в промышленности и в лабораторной практике для умягчения или обессоливания воды, сахарных сиропов, молока, вин, растворов фруктозы, отходов различных производств, удаления кальция из крови перед консервированием, для очистки сточных вод, витаминов, алкалоидов, разделения металлов и концентрирования ионов. И. применяют как высокоактивные катализаторы в непрерывных процессах и т. п. [c.111]

По третьему методу умягчения (параллельный ионный обмен) удаляется щелочность и жесткость [26]. Одну часть обрабатываемой воды пропускают через Н-катионит, а другую—чере,з Ха-ка-тионит. Соотношение объемов, подвергаемых П- и Na- атиони-рованию, регулируют таким образом, чтобы свободная минеральная кислота, образуюи1,аяся в 0 ШОм фильтре, полностью нейтра- лизовала щелочность, образующуюся в другом [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология