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;
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.