Физико-химические методы очистки.

1. Ионного обмена.

Иониты – вещества, содержащие подвижные ионы( катионы+ и анионы-) и способные обмениваться подвижными ионами.

а) Используем катионит. Для регенерации используем 6-8% раствор соляной кислоты. Ионообменная колонка. RH⁺ + Na⁺Cl^- = RNa⁺ + H⁺Cl^-

H₂O

RH⁺

NaCl

Реакция обратима. Пропускаем небольшой объем HCl в обратном направлении и тем самым регенерируем колонку.

HCl + H₂O

б) Используем анионит. Для регенерации используем 2-6% раствор NaOH.

Na⁺Cl^- + ROH- = Na⁺OH^- + RCl^-

Стремимся сделать процесс непрерывным, используя в качестве наполнителя сыпучие смолы.

Схема ионообменной колонки с подвижным ионитом, непрерывного действия.

Элюат – отработанный раствор

Очищенная вода

Регенерирующий раствор HCl 6-8%

Загрязненная вода

Отработанный ионит

1. Ионообменная колонка. 2. Патрубок, по которому поступает загрязненная вода.

3. Расширяющаяся конусообразная труба с ионитом. 4. Рабочая зона/ обмен подвижными ионами.

5. Насос высокого давления. 6. Зона регенерации. 7. Тарелка с лопатками под углом 30’(вода и ионит перемещаются по зигзагу, их направляют лопатки и способствуют их перемешиванию).

2. Коагуляция.

Очистка путем слипания/укрупнения частиц и их последующего удаления из воды. Вещество- коагулянт(органическое или неорганическое- Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3, FeCl3, Fe(OH)2) имеет слабый положительный заряд, а примесь - слабый отрицательный заряд. Поступая в воду неорганические коагулянты, взаимодействуют и образуют гидроксиды Ме, обладающие слабым положительным зарядом и являющиеся нерастворимыми. Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SO4. Удельный вес молекулы гидроксида с примесью 1.2г/см3, выпадает в осадок. Если соединения органические(поливиниловый спирт, полиакриламины), то процесс называется флокуляцией. Эти вещества более эффективны, т.к. при слипании образуются не отдельные хлопья, а мелкозернистая сетка. Но эти компоненты дороги.

Мембранные методы очистки.

В основе метода явление обратного осмоса. Осмос – диффузия веществ через перегородку, которая разделяет раствор и чистый растворитель. Используют полупроницаемые перегородки(пропускают молекулы одного вещества и не пропускают молекулы другого вещества). Чистый растворитель – вода, раствор – NaCl в воде.

а) прямой осмос. система стремиться к выравниванию концентраций. NaCl не может пройти в А, движутся молекулы воды.