Презентация на тему Использование сорбционных методов очистки природных и сточных вод

и его утилизацией.
Деструктивной, при которой извлеченные из сточных

вод вещества уничтожаются вместе с адсорбентом.
Эффективность адсорбционной очистки достигает 80-95%.

Адсорбцию используют для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, ПАВ красителей и др.

стадий:
1) переноса вещества из сточной воды к поверхности

зерен адсорбента (внешнедиффузионная область),
2) собственно адсорбционный процесс,
3) перенос вещества внутри зерен адсорбента (внутридиффузионная область).

Процесс адсорбционной очистки сточной воды ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой. При смешивании адсорбента с водой используют активный уголь в виде частиц 0,1 мм и меньше. Процесс проводят в одну или несколько ступеней.

— смесители, 2 — отстойники

материального баланса:
где m — расход адсорбента; Q — объем

сточных вод; Сн и Ск — начальная и конечная концентрации загрязненной сточной воды; а — коэффициент адсорбции

Конечная концентрация загрязнений в сточной воде после очистки в установке с п ступенями рассчитывается по формуле:

где Кm - коэффициент распределения, равный

Адсорбированные вещества из угля извлекают десорбцией насыщенным или перегретым

водяным паром, либо нагретым инертным газом. Температура перегретого пара при этом (при избыточном давлении 0,3-0,6МПа равна 200-300°С, а инертных газов 120-140°С. Расход пара при отгонке легколетучих веществ равен 2,5-3 кг на 1 кг отгоняемого вещества, для высококипящих — в 5-10 раз больше. После десорбции пары конденсируют и вещество извлекают из конденсата.

сточных вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути,

кадмия, ванадия, марганца и др.), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет рекуперировать ценные вещества при высокой степени очистки воды. Ионный обмен широко распространен при обессоливании в процессе водоподготовки.

взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей свойствами обменивать ионы,

содержащиеся в ней, на другие ионы, присутствующие в растворе.
Вещества, составляющие эту твердую фазу, носят название — ионитов. Они практически не растворимы в воде.
Те из них, которые способны поглощать из растворов электролитов положительные ионы, называются катионитами, отрицательные ионы — анионитами.
Первые обладают кислотными свойствами, вторые — основными. Если иониты обменивают и катионы, и анионы, их называют амфотерными.

числом эквивалентов ионов, поглощаемых единицей массы или объема ионита.

Различают:
1) Полная емкость — это количество поглощаемого вещества при полном насыщении единицы объема или массы ионита
2) Статическая емкость — это обменная емкость ионита при равновесии в данных рабочих условиях.
3) Динамическая обменная емкость — это емкость ионита до "проскока" ионов в фильтрат, определяемая в условиях фильтрации.

минералы, полевые шпаты, различные слюды и др. Катионообменные, свойства

их обусловлены содержанием алюмосиликатов.
К неорганическим синтетическим ионитам относятся силикагели, пермутиты. Катионообменные свойства, например, силикагеля, обусловлены обменом ионов водорода гидроксидных групп на катионы металлов, проявляющиеся в щелочной среде.

и углей. Они проявляют слабокислотные свойства.
К органическим искусственным

ионитам относятся ионообменные смолы с развитой поверхностью. Синтетические ионообменные смолы представляют собой высокомолекулярные соединения, углеводородные радикалы которых образуют пространственную сетку с фиксированными на ней ионообменными функциональными группами.
Пространственная углеводородная сетка (каркас) называется матрицей, а обменивающиеся ионы — противоионами. Каждый противоион соединен с противоположно заряженными ионами, называемыми фиксированными или анкерными.

виде (R), а активную группу указывают полностью. Например, сульфокатиониты

записывают как:
RS03H.

где R — матрица,
Н — противоион,
S03 — анкерный ион.
Сильноосновные иониты содержат четвертичные аммониевые основания (R3NOH)
Катиониты в качестве противоионов могут содержать не ионы водорода, а ионы металлов, т. е. находиться в солевой форме. Точно также и аниониты могут находиться в солевой форме, если в качестве противоионов они содержат не ионы гидроксида, а ионы тех или иных кислот.

контакте с катионитом

RS03H+NaСI= RS03Na + HСI
б) при контакте с

анионитом

ROH+ NaСI= R СI+ NaOH
В общем виде эти реакции можно представить следующим образом:



Реакция идет до установления ионообменного равновесия.

нескольких стадий:
1) перенос ионов А из ядра потока

жидкости к внешней поверхности пограничной жидкой пленки, окружающей зерно ионита;
2) диффузия ионов через пограничный слой;
3) переход иона через границу раздела фаз в зерно смолы;
4) диффузия ионов А внутри зерна смолы к ионообменным функциональным группам;
5) собственно химическая реакция двойного обмена ионов А и В;
6) диффузия ионов В внутри зерна ионита к границе раздела фаз;
7) переход ионов В через границу раздела фаз на внутреннюю поверхность пленки жидкости;
8) диффузия ионов В через пленку;
9) диффузия ионов В в ядро потока жидкости.

этом они переходят в Н-форму.
Регенерационные растворы — элюаты

содержат катионы.

Отработанные аниониты регенерируют 2-6% растворами щелочи. Аниониты при этом переходят в ОН-форму.
Элюаты содержат в сконцентрированном виде все извлеченные из сточных вод анионы.