Процес йонного обміну використовують для очищення стічних вод від багатьох органічних і неорганічних сполук, а також від катіонів кольорових металів. При хімічному очищенні стоків від катіонів кольорових металів за допомогою подачі вапна або їдкого натру і осадження у вигляді гідратів оксидів не завжди вдається очистити стоки повністю. Крім того, осадження гідратів оксидів вимагає суворого дотримання визначених значень рН стоків. Недоліками хімічного способу очищення стоків є значні витрати вапна і великі обсяги отриманих осадів гідратів оксидів металів. Використання більш досконалих процесів йонного обміну дозволяє практично повністю виділити зі стічних вод катіони кольорових металів та утилізувати отримані метали.
Найбільше розповсюдження при йонному обміні одержали синтетичні йонообмінні нерозчинювані у воді смоли — іоніти (катіоніти й аніоніти). Катіоніти — іоніти, у яких протийони мають кислотний характер, тобто обмінюють йони водню на інші катіони. Аніоніти — іоніти, у яких протийони мають лужний характер, тобто обмінюють гідроксильні йони лугу або аніони солей на інші аніони. При йонообмінному очищенні стічних вод застосовують також сильнокислотні сульфокатіоніти КУ-1 та КУ-2, слабокислотний карбоксильний катіоніт КБ-4, аніоніти ЕДЕ-10П і АВ-17.
У стічних водах звичайно містяться різні катіони кольорових металів, тому за таких умов важливе значення має селективність поглинання катіонів іонітами. Так, при йонному обміні на сульфокатіоніті КУ-2 за енергією витиснення йони розташовуються в такій послідовності:
- H+ < Na+ < NH4+ < Mg2+ < Zn2+ < Co2+ < Cu2+ < Cd2+ < Ni2+ < Ca2+ < Sr2+ < Pb2+ < Ba2+.
Стічні води очищують при фільтруванні зі швидкістю до 0,16 м/хв. крізь нерухомий або псевдорозріджений шар іоніту. Найчастіше застосовують очищення стоків у завислому шарі, оскільки у цьому випадку частинки іонітів переміщаються в об'ємі колони, постійно перемішуючись. Швидкість очищення у такому шарі більша, ніж у нерухомому. Застосування завислого шару не вимагає ретельного очищення стічних вод від завислих твердих домішок. По мірі заміщення в смолах протийонів катіонами кольорових металів густина зерен іонітів суттєво збільшується, тому такі зерна переміщуються у нижні шари іоніту, звідки іоніт відводиться на регенерацію. Найчастіше застосовують йонообмінні колони з решітками і конічними перетічними трубами (рис. 1).
У йонообмінній колоні 3 на різній висоті встановлені безпровальні 2 і провальна 1 решітки. У безпровальних решітках змонтовані конічні перетічні лійки 6. У верхній частині колони передбачені кільцевий зливний жолоб 4 і конічна лійка 5 для подачі іоніту. Стічна вода подається у нижню частину колони і переміщується з визначеною швидкістю знизу вгору, при цьому на безпровальних решітках утворюється завислий шар іоніту. Очищена вода відводиться з колони через кільцевий жолоб. При насиченні іоніту збільшується його густина, тому він переміщується з верхнього шару в нижній через перетічні лійки. Насичений іоніт відводиться з конічного днища колони і за допомогою аероліфта 7 подається зверху в регенераційну колону 8, звідки розчин надходить у колону знизу. З колони регенерований іоніт подається у промивну колону 9. Відмитий іоніт знову повертається у йонообмінну колону.
Особливістю йонообмінного методу очищення стічних вод є можливість очищення до будь-якого ступеня та утилізація цінних компонентів, що виділяються зі стічних вод. Йонообмінне очищення ціанистих стоків дозволяє утилізувати кольорові та благородні метали у вигляді товарної продукції. Для вилучення благородних металів і очищення стоків їх спершу пропускають через фільтри з активованим вугіллям. Фільтрат вугільних фільтрів після вилучення золота і срібла подається в іонітові фільтри для вилучення міді та цинку. Сорбентом в іонітових фільтрах слугує аніонообмінна смола марки АВ-17.
Див. також
Література
- В. О. Смирнов, В. С. Білецький. Флотаційні методи збагачення корисних копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2010. — 492 с.
- Білецький В. С., Олійник Т. А., Смирнов В. О., Скляр Л. В. Техніка та технологія збагачення корисних копалин. Частина ІІІ. Заключні процеси. — Кривий Ріг: Криворізький національний університет. 2019. — 232 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Proces jonnogo obminu vikoristovuyut dlya ochishennya stichnih vod vid bagatoh organichnih i neorganichnih spoluk a takozh vid kationiv kolorovih metaliv Pri himichnomu ochishenni stokiv vid kationiv kolorovih metaliv za dopomogoyu podachi vapna abo yidkogo natru i osadzhennya u viglyadi gidrativ oksidiv ne zavzhdi vdayetsya ochistiti stoki povnistyu Krim togo osadzhennya gidrativ oksidiv vimagaye suvorogo dotrimannya viznachenih znachen rN stokiv Nedolikami himichnogo sposobu ochishennya stokiv ye znachni vitrati vapna i veliki obsyagi otrimanih osadiv gidrativ oksidiv metaliv Vikoristannya bilsh doskonalih procesiv jonnogo obminu dozvolyaye praktichno povnistyu vidiliti zi stichnih vod kationi kolorovih metaliv ta utilizuvati otrimani metali Ris 1 Shema jonoobminnogo pristroyu Najbilshe rozpovsyudzhennya pri jonnomu obmini oderzhali sintetichni jonoobminni nerozchinyuvani u vodi smoli ioniti kationiti j anioniti Kationiti ioniti u yakih protijoni mayut kislotnij harakter tobto obminyuyut joni vodnyu na inshi kationi Anioniti ioniti u yakih protijoni mayut luzhnij harakter tobto obminyuyut gidroksilni joni lugu abo anioni solej na inshi anioni Pri jonoobminnomu ochishenni stichnih vod zastosovuyut takozh silnokislotni sulfokationiti KU 1 ta KU 2 slabokislotnij karboksilnij kationit KB 4 anioniti EDE 10P i AV 17 U stichnih vodah zvichajno mistyatsya rizni kationi kolorovih metaliv tomu za takih umov vazhlive znachennya maye selektivnist poglinannya kationiv ionitami Tak pri jonnomu obmini na sulfokationiti KU 2 za energiyeyu vitisnennya joni roztashovuyutsya v takij poslidovnosti H lt Na lt NH4 lt Mg2 lt Zn2 lt Co2 lt Cu2 lt Cd2 lt Ni2 lt Ca2 lt Sr2 lt Pb2 lt Ba2 Stichni vodi ochishuyut pri filtruvanni zi shvidkistyu do 0 16 m hv kriz neruhomij abo psevdorozridzhenij shar ionitu Najchastishe zastosovuyut ochishennya stokiv u zavislomu shari oskilki u comu vipadku chastinki ionitiv peremishayutsya v ob yemi koloni postijno peremishuyuchis Shvidkist ochishennya u takomu shari bilsha nizh u neruhomomu Zastosuvannya zavislogo sharu ne vimagaye retelnogo ochishennya stichnih vod vid zavislih tverdih domishok Po miri zamishennya v smolah protijoniv kationami kolorovih metaliv gustina zeren ionitiv suttyevo zbilshuyetsya tomu taki zerna peremishuyutsya u nizhni shari ionitu zvidki ionit vidvoditsya na regeneraciyu Najchastishe zastosovuyut jonoobminni koloni z reshitkami i konichnimi peretichnimi trubami ris 1 U jonoobminnij koloni 3 na riznij visoti vstanovleni bezprovalni 2 i provalna 1 reshitki U bezprovalnih reshitkah zmontovani konichni peretichni lijki 6 U verhnij chastini koloni peredbacheni kilcevij zlivnij zholob 4 i konichna lijka 5 dlya podachi ionitu Stichna voda podayetsya u nizhnyu chastinu koloni i peremishuyetsya z viznachenoyu shvidkistyu znizu vgoru pri comu na bezprovalnih reshitkah utvoryuyetsya zavislij shar ionitu Ochishena voda vidvoditsya z koloni cherez kilcevij zholob Pri nasichenni ionitu zbilshuyetsya jogo gustina tomu vin peremishuyetsya z verhnogo sharu v nizhnij cherez peretichni lijki Nasichenij ionit vidvoditsya z konichnogo dnisha koloni i za dopomogoyu aerolifta 7 podayetsya zverhu v regeneracijnu kolonu 8 zvidki rozchin nadhodit u kolonu znizu Z koloni regenerovanij ionit podayetsya u promivnu kolonu 9 Vidmitij ionit znovu povertayetsya u jonoobminnu kolonu Osoblivistyu jonoobminnogo metodu ochishennya stichnih vod ye mozhlivist ochishennya do bud yakogo stupenya ta utilizaciya cinnih komponentiv sho vidilyayutsya zi stichnih vod Jonoobminne ochishennya cianistih stokiv dozvolyaye utilizuvati kolorovi ta blagorodni metali u viglyadi tovarnoyi produkciyi Dlya viluchennya blagorodnih metaliv i ochishennya stokiv yih spershu propuskayut cherez filtri z aktivovanim vugillyam Filtrat vugilnih filtriv pislya viluchennya zolota i sribla podayetsya v ionitovi filtri dlya viluchennya midi ta cinku Sorbentom v ionitovih filtrah sluguye anionoobminna smola marki AV 17 Div takozhOchisni sporudi Stichni vodi Ochishennya stichnih vod zbagachuvalnih fabrik Himichni metodi ochishennya stichnih vod Ochishennya stichnih vod Prirodne ochishennya stichnih vod Ekstrakcijne ochishennya stichnih vodLiteraturaV O Smirnov V S Bileckij Flotacijni metodi zbagachennya korisnih kopalin Doneck Shidnij vidavnichij dim 2010 492 s Bileckij V S Olijnik T A Smirnov V O Sklyar L V Tehnika ta tehnologiya zbagachennya korisnih kopalin Chastina III Zaklyuchni procesi Krivij Rig Krivorizkij nacionalnij universitet 2019 232 s