Файл: Презентация лекции 5.pdf

7. Ионообменная очистка - это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы - ионита.

Очистка производственных сточных вод данным методом позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси тяжелых металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ. При этом обеспечивается высокая эффективность очистки и получение выделенных из сточной воды металлов в виде относительно чистых и концентрированных солей.

Процессы ионообменной очистки воды включают чередующиеся стадии сорбции солей ионитами и регенерации последних.

Иониты – это высокомолекулярные органические соединения практически нерастворимые в воде и органических растворителях. В настоящий момент широко используются синтетические органические иониты (ионообменные смолы).

Основные области применения ионитов:

-процессы опреснения, обессоливания воды и подготовки ее для технических целей;

-очистка промышленных сточных вод с целью извлечения и концентрирования ценных или вредных (токсичных) компонентов, а также обезвреживание этих вод;

-гидрометаллургия цветных, редких, рассеянных и радиоактивных элементов (очистка, разделение, концентрирование);

-химический анализ, препаративная химия;

-радиохимия, органический синтез, химия комплексных соединений, медицина, пищевая промышленность;

Ионный обмен является одним из широко используемых и перспективных физико-химических регенеративных методов.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

1. Электролиз – совокупность окислительно-восстановительных реакций, которые протекают на электродах в растворах электролитов при пропускании через них электрического тока (на аноде – процесс окисления, т.е. отдачи электронов, на катоде – процесс восстановления, т.е. присоединения электронов).

Эти процессы используются для очистки сточных вод от растворенных примесей (цианидов, аминов, спиртов, альдегидов, нитросоединений, сульфидов, меркаптанов). В процессах электрохимического окисления вещества, находящиеся в сточной воде, полностью распадаются с образованием СО2 , NH3 и воды или образуются более простые и нетоксичные вещества, которые можно удалять другими методами.

2. Электрокоагуляция.

При электролизе сточных вод с использованием растворимых стальных или алюминиевых анодов вода обогащается соответствующими ионами, которые затем образуют гидроксиды этих металлов. Под их действием происходит процесс коагуляции содержащихся в воде высокодисперсных веществ, аналогичный процессу обработки воды соответствующими солями алюминия и железа.

«+»: компактность установок, простота управления, отсутствие потребности в реагентах, слабая чувствительность к изменениям условий проведения процесса очистки, получение шлама с хорошими структурно-механическими свойствами

«-»: повышенный расход электроэнергии и листового железа и алюминия.

3. Электрофлотация

При пропускании постоянного электрического тока через сточную воду на катоде образуется водород, который флотирует загрязнения. Суть процесса - очистка сточных вод проходит при помощи пузырьков газа, образующихся при электролизе воды при пропускании через раствор постоянного тока. На аноде возникают пузырьки кислорода, а на катоде - водорода.

«+»: непрерывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие затраты, простоя

аппаратура, большая скорость процесса.

4. Электродиализ

Процесс очистки сточных вод электродиализом основан на разделении ионизированных веществ под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны мембран . Катионы движутся к катоду, а анионы, соответственно, - к аноду. Перемещению ионов препятствуют мембраны, что влечет за собой появление камер концентрирования (нечетные) и обессоливания (четные) раствора.

Электродиализ используют для опреснения морской, речной и озерной воды, очистки промышленных стоков путем извлечения ионов.

«-»: концентрационная поляризация, приводящая к осаждению солей на поверхности мембран и снижению показателей очистки.