Ioncsere

Az ioncsere az egyik hatékony módszer az anionok és kationok víz eltávolítására. Ez a tisztítás egyik legfontosabb szakasza, amelyet előkezelési szakaszként használnak, és tisztított víz előállításához.

Az ioncserélés az ioncserélők használatán alapul - különböző térhálósítású hálópolimerek, ionogén csoportokhoz kovalensen kötődő gél mikro- vagy makropórusos szerkezetek (1. ábra):

Ábra. 1. Az ioncserélő gyantákban használt ioncserélők általános áttekintése.

E csoportok vízben vagy oldatokban való disszociációja ionpárt eredményez - a polimerben egy fix ion és egy mozgó ellenion, amelyet ugyanazon töltésű ionok (kationok vagy anionok) cserélnek az oldatból. A kémiai sótalanítás során az ioncserélés visszafordítható folyamat a szilárd és folyékony fázisok között. Különböző funkcionális csoportok felvétele a gyantába szelektív gyanták kialakulását eredményezi.

Az ioncserélő gyanták anioncserére és kationcserére vannak osztva. A kationcserélő gyanták olyan funkcionális csoportokat tartalmaznak, amelyek képesek pozitív ionok cseréjére, anioncserélő gyanták - a negatív ionok cseréjére (2. ábra):

2. ábra. Az ioncsere elve

A gyantákat tovább lehet osztani 4 fő csoportra: erősen savas, kissé savas kationcserélő gyanták és erősen bázikus és gyengén bázisos anioncserélő gyanták.

Kétféle ioncserélő készülék létezik, rendszerint oszlopok:

  • Külön kationcserélővel és anionittal;
  • Vegyes réteggel.

    Az első típusú készülékek két egymást követő oszlopból állnak, amelyek közül az első a feldolgozott víz mentén kationcserélővel van töltve. és a második anioncserélő (3. A második típusú készülékek egy ioncserélő gyanták keverékével töltött oszlopból állnak.

    Ábra. 3. Az ioncserélő rendszer elve

    Megjegyzés: a kationcserét sósavval regeneráljuk; anionit - nátrium-hidroxid.

    Az ioncsere előnyei kis tőkeköltségek, egyszerűség, a nagy termelékenység elérésének alapvető korlátai.

    Az ioncserélő módszer használata javasolt a víz gyenge mineralizációjával rendelkező vízkezelő technológiáknál: 100 200 mg / l só alatt, t. Még egy közepes (kb. 1 g / l sótartalom) 1 m3 víz tisztításához 5 liter 30% -os sósavoldatot és 4 l 50% -os alkáli oldatot kell tölteni.

    A gyantáknak számos jelentős hátrányuk van, amelyek megnehezítik a használatukat:

    • A legtöbb ioncserélő gyantának alacsony a hidrofilitása, ami a gyanta gyöngyökben kis mértékű ionos diffúziót eredményez, és alacsony a szorpció és a deszorpció;
    • A gyakorlatban az ioncserélő gyantákat granulátum formájában használják, amelynek nyomon követése az oszlopban a szorpciós folyamat során szükségessé teszi a kényszerített lazulást, ami a műveletek során fokozatosan mechanikai megsemmisítést eredményez;
    • Az ioncserélő gyanták gyakori regenerációt igényelnek a cserekapacitás helyreállítása érdekében.

    Az ioncserélő gyanták regenerálását rendszerint hidrogén-klorid-oldattal (H + formában) és nátrium-hidroxiddal (OH formában) végezzük. A regeneráció minőségét befolyásolja a regeneráló oldat, az ioncserélő gyanta típusa. a sebességet, a hőmérsékletet, a tisztaságot, a regeneráló oldat típusát és koncentrációját, az ioncserélőkkel való érintkezés idejét.

    A sósav és a nátrium-hidroxid oldatainak elkészítéséhez a tároló és a személyzetnek a lehetséges szivárgásoktól, speciális tartályoktól való védelme szükséges.

    A regenerálás folyamatában nagyszámú erősen savas és erősen lúgos mosóvíz keletkezik, amelyet semlegesíteni kell, mielőtt a szennyvízrendszerbe kerülne.

    Az ioncserélő rendszerek az oldhatatlan szilárd részecskék, a reaktív reagensek (klór jelenlétét a vízáramban előkezelést igénylik a gyanták szennyeződésének és minőségének romlásának elkerülése érdekében.

    Az ioncserélő technológia klasszikus sótalanítja a vizet, és gazdaságos rendszer a tisztított víz előállításához. Ez a technológia lehetővé teszi nagyon alacsony elektromos vezetőképességi indexű víz beszerzését. Az ioncserélők hosszas használatával azonban a mikroorganizmus növekedésének problémája spontán keletkezhet. A mikrobiológiai szennyeződések csökkentése érdekében UV-lámpákat használnak, állandó elszivárogtatású vizet vesznek fel az elosztóhurokban, minimálisra csökkentsék vagy általánosságban kizárják a berendezések működésében bekövetkező megszakításokat. Mivel ez a módszer nem biztosít mikrobiológiai tisztaságot az ioncserélő gyanták alkalmazásának köszönhetően. ezért a tisztított víz előállítására való felhasználása sterilizáló (0,22 mikronos) mikroszűréssel kombinálva célszerű.

    Kapcsolódó cikkek