Сущность ионного обмена

ИОНООБМЕННАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Применяется для извлечения из сточных вод (Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, V, Mn и др.), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет рекуперировать ценные вещества при высокой степени очистки воды, очищать сточную воду до ПДК, обеспечивает возможность повторного использования очищенных сточных вод в системах производственного водоснабжения. Ионный обмен широко распространен при обессоливании в процессе водоподготовки.

Ионный обмен процесс 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 нерастворимы 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 катиониты и анионы, их называют амфотерными.

Поглотительная способность ионитов характеризуется обменной емкостью, которая определяется числом эквивалентов ионов, поглощаемых единицей массы или объема ионита. Различают полную объемную, статическую и динамическую емкость.

Полная емкость – это количество поглощаемого вещества, при полном насыщении единицы объема или массы ионита.

Статическая емкость – это объемная емкость ионита при равновесии в данных рабочих условиях. Статическая обменная емкость обычно меньше полной.

Динамическая обменная емкость – это емкость ионита до «проскока» ионов в фильтрат, определяемая в условиях фильтрации. Динамическая емкость меньше статической.

Катиониты и аниониты бывают неорганические (минеральные) и органические. Это могут быть природные вещества или вещества, полученные искусственно.

Ведущая роль принадлежит синтетическим органическим ионитам – ионообменным смолам.

Практическое значение имеют неорганические природные и искусственные алюмосиликаты, гидроксиды и соли многовалентных металлов; применяются также иониты, полученные химической обработкой угля, целлюлозы и лепнина.

Различают следующие виды ионитов:

- сильнокислотные катиониты, содержащие сульфогруппы –SO₃H и сильноосновные аниониты, содержащие четверичные аммониевые основания –N⁺(R)_Э (например, катионит КУ-2 и анионит АВ-17)

- слабокислотные катиониты, содержащие карбокислые –COOH и фенольные группы ***, диссоциирующие при рН > 7, (напимер катиониты КБ-2, КБ-4) а также слабоосновные аниониты, содержащие первичные –NH₂ и вторичные –NH – аминогруппы, диссоциирующие при рН < 7 (например, аниониты АН-23, АН-2Ф)

- иониты смешанного типа, проявляющие свойства смеси сильных и слабых кислот или оснований (например, КУ-1 – катионит содержит сульфогруппу и фенольную группу)

Дата добавления: 2014-01-03