Поскольку при низких концентрациях веществ, содержащих в сточных водах, такие способы очистки, как осаждение, экстрагирование и десорбция, могут применяться при определенных допущениях, то возникает необходимость использования других процессов разделения, например сорбции загрязняющихся веществ на таких материалах, как активированный уголь, силикагель, активированная окись алюминия и ионообменные смолы. Частицы, сорбирующие вещества из жидкости или газа, обладают свойством захватывать и удерживать одно или несколько растворенных веществ, причем одни сорбенты могут захватывать самые разнообразные материалы, а другие — только вещества с ионным строением.[ ...]
Большинство сорбентов обладает определенной удерживающей способностью и после некоторого срока использования должно обновляться или регенерироваться.[ ...]
Адсорбция активированным углем эффективна для большинства органических соединений и используется для очистки бытовых стоков, жидких отходов перегонки нефти, фенолов, ксилола, нитрованных ароматических углеводородов и прочих отходов. Соединения, обладающие высокой растворимостью, например глюкоза и спирт, являются исключениями и адсорбируются плохо. Именно поэтому уголь используется для обесцвечивания сахара и очистки веществ, легко поддающихся биологическому разложению.[ ...]
Так как уголь удаляет органические вещества и, как правило, не удаляет неорганические, то адсорбция растворенных неорганических материалов осуществляется с помощью ионообменных смол. Рабочая твердая фаза сорбента представляет собой смолу, несущую ионный заряд. После того как смола «истощается», т. е. прекращается естественный обмен свободными ионами между смолой и очищаемой жидкой фазой, смола приводится в соприкосновение с крепкими растворами кислот, щелочей или солей. Таким образом, происходит регенерация смолы.[ ...]
Простейший случай ионного обмена — это процесс умягчения воды, при котором двухвалентные катионы, главным образом кальция и магния, удерживаются из воды смолой по мере вытеснения иона натрия. Для регенерации используется крепкий раствор хлористого натрия. Этот случай представляет собой особый вид ионного обмена. Существуют смолы с более широким диапазоном действия, например с обменом ионов водорода на все катионы. Некоторые смолы используются для специфических целей, например для концентрации цинка из отходов производства искусственного шелка. Благодаря такому широкому разнообразию можно спроектировать систему полного умягчения воды или извлечения особо ценных металлов для повторного исследования.[ ...]
Процессы адсорбции и ионного обмена имеют много общего, хотя в одном из них участвуют органические вещества, а в другом — неорганические. Способность сорбента или смолы удерживать загрязняющее вещество зависит от концентрации этого вещества в растворе (рис. 8.5.1). Способность к установлению равновесия выражается в виде отношения массы вещества к плотности абсорбирующего вещества или смолы. По-видимому, оба процесса эффективнее объединить в противоточную систему разделения, основным элементом которой будет колонна или слой сорбента, выполняющего в некоторых случаях роль проти-воточной системы.[ ...]
Оба процесса могут использоваться для извлечения токсичных материалов при низком гидравлическом давлении.[ ...]
Фазовая диаграмма позволяет также установить границы процесса и предельную сорбирующую способность. Кроме того, можно непосредственно определить, насколько реальным является получение продукта заданной концентрации на выходе.[ ...]
В некоторых случаях затраты, связанные с обработкой сточных вод, можно снизить за счет использования двух адсорбентов, при этом для грубой очистки используется более дешевый материал, а для окончательной очистки — более дорогой адсорбент. Например, коллоидный материал лучше коалесцировать над гравием или дешевым адсорбентом, чем портить дорогие ионообменные смолы. Газ с высоким содержанием поглотителя, в котором содержится также большое количество водяного пара, черед адсорбцией лучше высушивать.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Диаграмма сорбционного равновесия. |
 |
| Заполнение адсорбционной колонны при непрерывном потоке. |
 |
| Адсорбционные системы. |
 |
| Очистные системы. |
 |
| Диаграмма адсорбционного равновесия рассола вишен, подвергнутых обработке по методу „Мараскин“. |
 |
| Основные виды ионного обмена. |
 |
| Система очистки электролитического раствора. |
 |