Ионообменная очистка сточных вод позволяет извлекать и утилизировать следующие загрязняющие вещества: тяжелые цветные металлы (медь, никель, цинк, свинец, кадмий и др.), хром, ПАВ, цианистые соединения и радиоактивные вещества. При этом достигается высокая степень очистки сточной воды (до уровня ПДК), а также обеспечивается возможность ее повторного использования в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения. Кроме того, иониты используются для обессоливания воды в процессе водо-подготовки.[ ...]
Ионообменные смолы с успехом применяются при очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов — меди, никеля, свинца и цинка, а также от ионов благородных металлов — серебра и золота.[ ...]
Ионообменные методы применяют для глубокой очистки сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов, для корректировки минерального состава (умягчения, снижения общего солесодержания, удаления фосфатов) очищенных сточных вод, повторно используемых в замкнутых и обычных системах теплообменного оборотного водоснабжения. Ионообменные смолы могут применяться и в локальных системах очистки сточных вод от ряда органических веществ — ароматических и алифатических аминов, фенолов и органических кислот, в том числе анионных ПАВ.[ ...]
Ионообменные методы очистки сточных вод от катионов цветных металлов не могут применяться при минерализации сточных вод более 3—4 г/л.[ ...]
Ионообменный метод очистки сточной воды дает возможность извлечь из нее ценные вещества для использования их в производстве, а применение методов химической очистки сточных вод во многих случаях приводит к потере ценных веществ, находящихся в сточных водах.[ ...]
Очистку сточных вод производят с помощью синтетических ионообменных смол (ионитов), представляющих собой практически нерастворимые в воде полимерные материалы, выпускаемые в виде гранул величиной 0,2-2 мм. В составе молекулы ионита имеется подвижный ион (катион или анион), способный в определенных условиях вступать в реакцию обмена с ионами аналогичного знака заряда, находящимися в водном растворе (сточной воде).[ ...]
Ионообменный метод применим в основном для очистки сточных вод с общим солесодержанием до 3 г/л. Увеличение солесодержания воды снижает экономичность способа из-за снижения продолжительности межрегенерационного цикла работы ионитов и повышения расхода химикатов на их регенерацию.[ ...]
Ионообменное поглощение ПАВ анионитами из растворов, содержащих более 25—30 мг-экв/л минеральных солей, .практически не происходит, если концентрация ПАВ ниже некоторого предела (20—50 мг/л). Однако с повышением концентрации ПАВ в растворе поглощение та резко возрастает [165]. Эффект очистки сточной воды от эмульгатора достигал 70—75% при емкости анионита более 30% (масс.).[ ...]
Ионообменный метод, скомбинированный с методом сорбции алюминиевыми квасцами и диатомитом, был применен для очистки сточных вод механизированных прачечных (США). Удаление ПАВ достигало 96% [100, с. 81].[ ...]
Очистка сточных вод: сорбция ионообменными смолами [2].[ ...]
Ионообменные смолы применяют в различных отраслях народного хозяйства, особенно в водоподготовке [37, 38] и цветной металлургии [39]. Поскольку ионообменные смолы — высокомолекулярные нерастворимые органические полимеры, обладающие функциональными группами, способными к обмену ионами с ионами раствора, то технологический процесс ионитной очистки слагается из следующих стадий: поглощение извлекаемых ионов из раствора— стадия очистки сточной воды; регенерация вещества из фазы ионита с помощью какого-либо регенерирующего агента; промывание ионита.[ ...]
Очистку сточных вод производства каустической сода ртутным способом осуществляют методом осаждения ртути в виде сульфидов в присутствии специальных флокулянтов с последующим превращением их в металлическую ртуть, в результате чего содержание ртути в стоках снижается до 0,005 мг/л. Этого же значения остаточного содержания ртути достигают при очистке сточных вод ионообменным способом.[ ...]
При ионообменной очистке сточных вод от анионных ПАВ следует попользовать среднеосновные и сильноосновные аниониты в С1-форме. Емкость анионита в большой мере зависит от содержания в сточной воде минеральных солей. Между тем, минерализация сточных вод №С1, загрязненных ПАВ, колеблется в широких пределах — от 0,5—1 г/л для сточных вод текстильных предприятий до 30—40 г/л в сточных водах предприятий искусственного каучука.[ ...]
Для очистки сточных вод и сгущения суспензий с тонкодисперсной фазой предложен электрофлотационный аппарат [29], снабженный камерой смешения, что позволяет интенсифицировать сгущение суспензий и снизить унос частиц твердой фазы. В камере предварительной очистки установлены электроды, число которых — нечетное. В последней секции аппарата находится ионообменная мембрана.[ ...]
При очистке сточных вод, загрязненных взвешенными веществами, применяют ионообменные колонны с псевдоожиженным слоем ионита.[ ...]
При ионообменной очистке сточных вод от ПАВ, предусматривающей утилизацию извлеченного продукта, использование среднеосновных и сильноосновных смол в хлоридной форме возможно только при отсутствии минеральных солей в очищаемой воде или при условии, что после ионного обмена остаточная концентрация анионных ПАВ составляет около 100—150 мг/л.[ ...]
Для очистки сточных вод прачечных Мейриленда и Миннесоты (штат Техас, США) также применены жидкие ионообменные реагенты. Считают, что жидкие ионообменные экстрагенты по сравнению с твердыми ионообменными смолами обладают •более высокими показателями распределения и легче регенерируются.[ ...]
При ионообменном поглощении органических ионов скорость юстижения равновесия обычно значительно меньше, чем при об-лене неорганических ионов. Следует учитывать, что процесс погло-цения больших органических ионов имеет внутридиффузионный характер. Поэтому скорость фильтрования сточной воды через слой юнита должна быть, как правило, невелика. Эффективность ионо-эбменной очистки сточных вод от органических соединений в больной степени зависит от. минерального состава сточных вод. Нали-ше в воде минеральных солей отражается на равновесии ионообменного процесса [165, с. 47, 48].[ ...]
Для очистки сточных вод применяют нерастворимые в воде синтетические ионообменные смолы, в углеводородных цепях (матрицах) которых внедрены активные ионогенные группы. В зависимости от знака заряда противоионов этих групп различают катиониты, вступающие в реакцию обмена с содержащимися в обрабатываемой воде катионами, и аниониты, обменивающие анионы. Катиониты могут быть сильнокислотными или слабокислотными, а аниониты — сильноосновными или слабоосновными. Сильнокислотные катиониты позволяют проводить процесс в любых средах, а слабокислотные — в щелочных и нейтральных. Слабоосновные аниониты обменивают анионы сильных кислот и не способны обменивать анионы слабых минеральных кислот. Сильноосновные аниониты могут обменивать ОН-ионы своей активной группы на анионы растворенных в воде слабых кислот. Применяют и иониты смешанного типа, проявляющие свойства смеси сильной и слабой кислот или оснований.[ ...]
При очистке сточных вод гальванических производств объем образующегося осадка составляет 2—15 % от расхода обрабатываемой воды, а влажность колеблется в пределах 98—99,5 % [37], что зависит от концентрации и химического состава примесей сточных вод, от применяемого метода очистки и т. д. Объем образующегося осадка сточных вод гальванических производств зависит от дисперсности частиц, которая определяет содержание неструктурной воды в осадке. Для гидроокисей металлов объем и дисперсность осадков в ряду анионов возрастают в порядке NO,- —> Cl( ) —> SO4 , а в ряду катионов — Zn(+) —> А1,+) —» Fe + —> Сг<+ —> Ni +) —> Cu(+ . Объем осадков зависит также от применяемых методов очистки (минимальный объем осадков — при ионообменной очистке, до 15 % при нейтрализации смешанного потока сточных вод известковым молоком). Для уменьшения объемов образующихся осадков целесообразно вести раздельную очистку по потокам сточных вод.[ ...]
Схемы ионообменных установок. Процессы ионообменной очистки сточных вод проводят на установках периодического и непрерывного действия. Первые состоят из аппаратов (фильтров или колонн) периодического действия, насосов, емкостей и контрольно-измерительных приборов.[ ...]
| Схема ионообменной очистки сточных вод производства хлоранилина на катионите КУ-2 в водородной форме. |  |
Возможными методами очистки сточных вод от ионов цинка могут быть также, ионообменные смолы и электрохимические процессы. Оба названные метода экономически рентабельны только тогда, когда получается товарный металл (при электролизе), ■ который можно использовать в народном хозяйстве, или когда концентрированный по цинку элюат (при ионообмене) будет возвращен в производство.[ ...]
Для контроля качества воды в процессах очистки сточных вод ионообменными методами может быть использован серийно выпускаемый кондуктометр типа КК-1.[ ...]
Кроме реагентного метода очистки сточных вод от никеля в отдельных случаях можно применять как электрохимический, аналогичный электролитическому рафинированию никеля, так и ионообменный методы с применением катионитов отечественных марок [45], в частности сульфоугля [3].[ ...]
В последнее время в практике очистки сточных вод от загрязнений все более широкое распространение получает ионообменный метод. Он основан на использовании ионитов — твердых природных или искусственных материалов, практически не растворимых в воде и органических растворителях. Иониты способны к ионному обмену, т. е. извлечению из растворов различных положительно или отрицательно заряженных ионов (катионов или анионов), и делятся соответственно на катиониты и аниониты. В настоящее время для ионообменной очистки производственных сточных вод практическое значение имеют только синтетические ионообменные смолы, обладающие максимальной обменной способностью. Важной особенностью рассматриваемого метода является возможность многократного использования ионитов с утилизацией содержащихся в стоках ценных веществ.[ ...]
Практическое применение для очистки сточных вод получили синтетические ионообменные смолы. Соединения эти состоят из пространственно сшитых нерастворимых в воде углеводородных цепей (матрицы) с фиксированными на них активными ионогенными группами, имеющими заряд, который нейтрализуется расположенными внутри полимера ионами противоположного знака — противоионами, способными вступать в реакции обмена с ионами того же знака, находящимися в растворе. При отрицательном заряде фиксированных групп ионит обменивает катионы (катионит), при положительном — анионы (анионит).[ ...]
Интересным примером использования ионообменного метода для очистки сточных вод одного из отечественных заводов является действующая схема и установка, спроектированная японской фирмой «Кацукава Когио» (рис. 6.26).[ ...]
Технологические схемы и оборудование для ионообменной очистки сточных вод являются аналогичными технологическим схемам и аппаратуре очистки сточных вод методом адсорбции, поэтому далее анализ основных типов оборудования будет проведен одновременно для обоих процессов, хотя описание оборудования будет осуществляться на примере адсорбционных аппаратов.[ ...]
Магнитные фильтры. Перспективным способом очистки сточных вод от ферромагнитных трудноосаждаемых взвешенных веществ, например, сточных вод прокатных цехов, является обработка в магнитных фильтрах. С созданием ферритизированных сорбентов, в частности, ионообменных смол, появилась возможность разработать методы управления потоком сорбента с помощью магнитных полей. На этой основе и внедрены принципиально новые конструкции магнитосорбционных фильтров непрерывного действия в системах оборотного водоснабжения для предупреждения накипеобразования в теплообменных аппаратах.[ ...]
Наиболее эффективными способами локальной очистки сточных вод от ионов металлов являются электрохимические и ионообменные методы.[ ...]
Одним из важных принципов современного подхода к очистке сточных вод является максимальное извлечение из них полезных продуктов с целью утилизации или повторного использования их (например, кислот и щелочей ионообменных установок), с направлением в систему промышленного водоснабжения освобожденной от них воды.[ ...]
Перечисленные недостатки можно устранить, применяя для очистки сточных вод ионообменные смолы, а также прибегая к другим методам, описанным в разделе 14 главы VII.[ ...]
В качестве примера на рис. 4.18 приведена технологическая схема ионообменной очистки сточных вод производства хлоранилина от смесей анилина с хлоранилином. Необработанная сточная вода поступает в резервуар, куда дозируется из мерников 2 соляная кислота для снижения рН 4- -4,5. Подкисленная сточная вода насосом 16 подается на фильтр, где отделяется от выпавших при подкислении взвешенных веществ. Фильтрат поступает в блок последовательно расположенных ионообменных колонн с общей высотой слоя катионита КУ-2 не менее 3 м; скорость фильтрования около 2 м3/(м2-ч). Обычно две колонны работают в режиме ионного обмена, а одна регенерируется. Регенерационный аммиачно-метанольный раствор насосом 14 из мерника 8 подается в регенерируемую колонну снизу вверх. Подогретая до 35—40 °С вода для промывки отрегенерированной колонны поступает в нее через тот же мерник.[ ...]
На установкам производительностью 1 000 м /сут. - также 0,05 руб. Для вод с концентрацией 5 г/л они составили 0,53 и 0,3 руб., соответственно.[ ...]
Биохимический метод окисления гексаметилендиамина пока не разработан, а очистка сточной воды ионообменным способом в настоящее время практически неосуществима из-за отсутствия ионообменных смол требуемого качества. Методы упаривания сточной воды, содержащей гексаметилендиамин, и окисления его с помощью нитрита натрия в кислой среде оказались малоэффективными. Сооруженная на комбинате опытная установка для очистки сточной воды с помощью высокоимпульсного электроразряда оказалась неработоспособной.[ ...]
Из приведенных здесь примеров видно, что основной задачей автоматизации установок ионообменной очистки сточных вод является управление операциями, связанными преимущественно с переходом от режима очистки воды к режиму регенерации фильтров. САР применяют немного — в основном для стабилизации расходов и концентрации реагентов. Исключение составляет узел реагентной очистки элюатов и концентрированных сточных вод, если они поступают на установку. Реакторы периодического или непрерывного действия оборудуют приборами качественного контроля и САР подачи реагентов. Вопросы построения таких систем рассмотрены в главе VI.[ ...]
Наиболее эффективным способом извлечения ртути из растворов является адсорбция с помощью ионообменных смол, несмотря на то, что присутствие таких анионов, как СН3СОО , препятствует сорбции. По данным фирмы «Аджиното» (Япония), при применении ионообменных смол концентрация ртути в растворе снижается с 15 до 0,01 ррт. На заводах фирмы «Осака Сода» (Япония) внедрен способ ионообменной очистки, с помощью которого обрабатывают до 120 тыс. л сточных вод в сутки. Эксплуатационные издержки в расчете на 1000 л стоков по ценам 1975 г. составили 25 центов. Разрабатываемый в США сорбционный метод очистки сточных вод ионообменными смолами позволяет снизить содержание ртути с 0,1—0,2% до 5-10-6% при затратах до 4 долл. на 1 кг регенерируемой ртути. Конечная регенерация осуществляется термической возгонкой ртути, что приводит, однако, к полному разрушению дорогостоящей смолы.[ ...]
Сорбция ионов сильных электролитов на угле обусловлена наличием на его поверхности химически активных адсорбированных газов. Ионообменные свойства углей имеют важное значение для правильного установления технологического режима очистки сточных вод от ПАВ, поскольку катионоактивные и анионоактивные ПАВ в определенных условиях ведут себя как электролиты. Степень извлечения ПАВ, проявляющих свойства электролитов, тем больше, чем меньше их степень диссоциации. Последнюю можно регулировать изменением pH среды или со-лесодержанием, а также добавлением неорганических электролитов.[ ...]
Проблема нейтрализации вредного влияния тяжелых металлов на компоненты природной среды и, в частности водные объекты, может быть решена с учетом экологического и экономического критериев путем получения ионообменных материалов на основе гуминовых веществ бурых углей. В исследовательских разработках использовались угли Канско-Ачинского бассейна для очистки сточных вод бытовых и промышленных предприятий от тяжелых металлов и радионуклидов.[ ...]
В практике производства отработанные щелочные растворы обезжиривания часто сбрасываются, так как они являются дешевыми отходами. Однако, такие сбросы являются одними из самых вредных, поскольку они парализуют работу многих нереагентных очистных установок. Содержащиеся в отработанных растворах обезжиривания эмульгированные, неэмульгированные и омыленные жиры и масла отравляют ионообменные смолы и мембраны в системах водоочистки, пассивируют электроды в случаях применения электрохимических методов очистки сточных вод на предприятии. Таким образом, проблема предотвращения сбросов обезжиривающих растворов приобрела особое значение.[ ...]