Продолжение приложения
Т
ехнология
ионного обмена включает контакт очищаемой
воды с ионитом и его последующую
регенерацию (рис. 10).
Ионообменные методы применяются при очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов, от органических кислот, оснований и их солей. Эффект очистки достигает 80 %.
Ионообменные материалы – синтетические высокомолекулярные соединения кислого или щелочного характера и сульфоугли.
Наряду с синтетическими смолами, в качестве катионитов применяются природные материалы: слоистые, слоисто-ленточные и каркасные силикаты (вермикулит, цеолит, каолит).
Природные катиониты гидрофобны. Их качество может быть улучшено модификацией (прокаливанием при t = 300–400 °С, гидрофибизацией). Природные катиониты очищают воду от аммонийного азота, радиоактивных изотопов. Иониты применяются в установках (типа фильтров) с неподвижной и псевдосжиженной загрузкой.
Реагентные методы очистки.
В воду добавляется реагент, который связывает растворенные в воде загрязнения и переводит их в осадок. Метод применяется для удаления из сточных вод растворенных неорганических веществ ионного типа (соли, кислоты, основания), растворенных органических веществ (ПАВ), с переводом последних в нерастворимые комплексы. Эффект очистки достигает 97–98 %.
Окисление(озоном, ультрафиолетом (УФ), реагентами)
К сильным окислителям относятся озон, фтор, кислород, хлор и другие вещества, обладающие большими значениями окислительно-восстановительных потенциалов Е.
Методы окисления используют для доочистки сточных вод в основном от органических веществ (фенолы, органические кислоты, ПАВ и пр.). При этом продукты окисления – это нетоксичные компоненты: CO2; H2O; NH3и осколки органических веществ различного строения. При правильном выборе режима окисления и четкого контроля за ним эффект очистки достигает 99 %.
Озон О3 – сильнейший окислитель.В реакции O3+ 2H++ 2е-O2+ + H2O ЕО3= +2,07 В.
Продолжение приложения
Взаимодействие озона с загрязнителями воды происходит поэтапно и медленно и завершается образованием молекулярного кислорода. На промежуточных этапах выделяются анионы ОН–, каталитически усиливающие окислительные процессы с участием кислорода О2.
Окисление сопровождается потерей озоном атома кислорода или внедрением молекул озона в окисляемое вещество (процесс ознолиза). Ход процесса оптимизируется правильным выбором рН воды и применением катализаторов – металлов с переменной валентностью.
О
зонаторные
установки (рис. 11) сложны, громоздки и
требуют соблюдения техники безопасности.
Кроме того, их производительность
невеликаq
= 4–6 кг О3/ч,
а затраты электроэнергии значительны.
Особенностью реакторов для окисления озоном является создание условий экономного использования этого дорогостоящего реагента. Задача заключается в максимальном ускорении процесса, так как озон достаточно быстро разлагается. Скорость саморазложения зависит от температуры, рН и солевого состава воды. Продолжительность пребывания в реакторе складывается из времени растворения озона в воде и продолжительности непосредственно химических реакций.
Окисление ультрафиолетом.В толщу воды помещается источник УФ-излучения (ксеноновые, вакуумные лампы). При контакте с водой образуется озон, который окисляет находящиеся в воде загрязнения. Слой воды над источником УФ-излучения – 0,5–2 мм, следовательно, производительность установок очень мала.
В качестве окислительных реагентовприменяются также хлор (газ и хлорная известь), перманганат калия, кислород, перекись водорода.
Нейтрализация– реакция обмена между кислотой и основанием, при которой оба соединения теряют свои характерные свойства и происходит образование солей.
Кислоты и основания в водном растворе диссоциируют, насыщая его катионами Н+(кислоты) или анионами ОН–(основания). В результате водородный показатель (рН) уменьшается или увеличивается.
Для уменьшения рН воды ее обрабатывают кислотами, для повышения – основаниями.
Выбор нейтрализующих реагентов производится с учетом их эффективности (продолжительность и полнота процесса, удельные дозы реагента), количества и характера образующегося при нейтрализации ком-