Противоионный эффект

Учитывая летучий характер аммиака, продувочные воды испа-)ителей и котлов целесообразно использовать для регенерации а-фильтров, истощенных по иону аммония. Практическое отсутствие в продувочной воде NH3 исключает влияние противоионного эффекта при регенерации. [c.102]

Кроме того, следует иметь в виду, что в природных водах наряду с катионами кальция и магния почти всегда присутствует некоторое количество катионов натрия, которые также будут в какой-то мере тормозить направление реакций (5.1) справа налево. Этот противоионный эффект, относительно мало ощутимый для вод слабой минерализованно-сти (менее 500 мг/л), становится заметным препятствием для глубокого умягчения сильноминерализованных вод, у которых в выходящей из фильтра обработанной воде создаются высокие концентрации катиона катрия. [c.93]

Противоточное ионообменное умягчение воды. Во всех рассматриваемых выще схемах ионообменного умягчения воды направление движения в загрузке фильтра потоков как обрабатываемой воды, так и регенерационного раствора и отмывочной воды происходит сверху вниз. При этом в нижних слоях вследствие обратимости реакций ионного обмена процесс умягчения воды тормозится из-за противоионного эффекта, который становится особенно ощутимым при обработке сильноминерализованных вод. В частности, для вод с общим солесодержанием 1000 - 2000 мг/л и выше глубокого умягчения в этих условиях не достигалось. С целью повышения эффекта умягчения сильноминерализованных вод возникла идея противоточного способа катионирования воды. [c.98]

Возможность снижения расхода реагента на регенерацию до стехиометрического количества в процессе анионирования воды достигается легче, чем при Н-катионировапии. Это объясняется тем, что анионы сильных кислот очень интенсивно регенерируются раствором едкого натра из слабоосновного анионита, а в процессе анионирования, благодаря отсутствию противоионного эффекта, анионы сильных кислот хорошо поглощаются анионитом, вытесняя гидроксильные ионы. Последние тут же нейтрализуются ионами водорода. Поэтому в процессе анионирования воды основной задачей является правильный выбор способа анионирования. Так, например, при прямоточном способе анионирования для того, чтобы в процессе обработки воды из нижних слоев анионита не вымывалась кислота, через эти слои необходимо пропустить определенное количество щелочи, что приводит к повышению расхода [c.141]

Наиболее существенным является действие так называемых противоионов, т. е. концентрация в умягчаемой воде ионов Йа+, а в регенерационном растворе — ионов Са + иMg +. Повышение концентрации в жидкой фазе иона, содержащегося в катионите, т. е. продукта реакции, согласно закону действующих масс, тормозит реакции умягчения воды или регенерации катионита, направляет эти реакции в обратную ( левую ) сторону. Поэтому при прочих равных условиях чем выше минерализация умягчаемой воды, тем больше концентрация ионов натрия в умягченной воде, покидающей катионитный фильтр и, следовательно, тем больше противоионный эффект, т. е. увеличение остаточной жесткости фильтрата. При этом, как следует из существа вопроса, концентрация противоиона определяется не только начальным содержанием иона На+ в исходной воде, но и тем количеством Па+, которое получается в результате Па-катионирования (замены всех остальных катионов исходной воды ионами Ыа+). Иначе говоря, концентрация Ыа+ в умягченной воде, определяющая ее остаточную жесткость, равна сумме концентраций всех катионов (включая Па+) в исходной воде, т. е. общему ее солесодержанию, выраженному в эквивалентных единицах. Ощутимое увеличение жесткости фильтрата (свыше 20—30 мкг-жв1л) обычно отмечается при солесодержании воды >500 мг/л. [c.215]

Эффект умягчения воды при Н-катионировании обычно столь же полный, как и при Na-катионировании. Он зависит от полноты регенерации катионита (удельного расхода реагента), природы ионита и состава исходной воды (противоионного эффекта). [c.219]

Как видно из уравнений (6-3), кислотность Н-катионированной воды т. е. концентрация в ней противоиона, определяется разностью между суммой всех анионов и щелочностью воды, т. е. зависит от суммы хлоридов и сульфатов, а при водах, не содержащих Ыа+, от некарбонатной жесткости воды. Чем больше содержание хлоридов и сульфатов (некарбонатная жесткость) в воде, тем ниже pH фильтрата на выходе из слоя Н-катионита, тем сильнее противоионный эффект, тем полнее подавляется диссоциация активных групп СООН и ОН и тем меньше, следовательно, рабочая обменная емкость Н-катионита. [c.221]

При умягчении и химическом обессоливании воды режим регенерации и расход кислоты на обработку истощенного Н-катионита определяются, таким образом, преимущественно условиями вытеснения Са + и Mg2+. При этом удельный расход кислоты на регенерацию Н-катионита должен обеспечивать не только достаточную рабочую емкость поглощения, но и требуемую глубину удаления из воды тех или иных катионов (жесткость, натрий), которая различна при разных схемах ионитной обработки воды (см. 6-7). При этом, так же как и при На-катионировании, в случае значительного противоионного эффекта (высокая концентрация С1 и 504 -ио-нов) повыщение эффекта удаления катионов достигается увеличением расхода кислоты и применением двухступенчатого или противоточного катио-нирования исходной воды. [c.221]

Это явление наблюдается тогда, когда процесс катионитного обмена не идет до конца вследствие противоионного эффекта из-за высокой концентрации солей натрия (при солесодержании исходной воды более 1000 мг/кг). В этом случае следует выполнить противоточное катионирование с зажатым слоем. [c.73]

Что такое противоионный эффект Когда он проявляется [c.15]

Кислотность Н-катионированной воды, то есть концентрация в ней противоиона, определяется разностью между суммой всех анионов и щелочностью воды и зависит от суммарной концентрации хлоридов и сульфатов. Чем больше сумма последних (некарбонатная жесткость), тем ниже pH фильтрата, тем сильнее противоионный эффект, тем полнее подавляется диссоциация, особенно слабокислотного катионита, и тем меньше рабочая обменная емкость Н-катионита. Обменная емкость и эффект умягчения воды зависят лишь от концентрации нейтральных солей, так как бикарбонаты кальция, магния и натрия не повышают концентрацию противоиона в фильтрате. Чем больше содержание ионов СР и S04 в обра-батьшаемой воде, тем больший удельный расход кислоты требуется на регенерацию для достижения заданной остаточной жесткости фильтрата. Существенно снижается расход реагента при применении противоточ-ной регенерации или двухступенчатого Н-катионирования. [c.18]

Значения оптимального удельного расхода серной кислоты в зависимости от содержания в исходной воде ионов С1 и SO , определяющих противоионный эффект, показаны на рис. 4.16 применительно к Н-катионитным фильтрам первой ступени при параллельном токе и противотоке. Помимо экономии серной кислоты при противотоке снижается содержание ее в сбросных регенерационных водах, что облегчает нейтрализацию сбросов. [c.128]

Так как для регенерации используют технические реагенты, содержащие посторонние примеси (в нащем случае Са " и М " ), то хорошо отрегенерировать фильтр не удается. Кроме того, качество регенерации существенно зависит от проявления так называемого противоионного эффекта. При ограниченном расходе соли на регенерацию лучше будут отрегенерированы участки слоя катионита, встречаюпщеся со свежим раствором. По мере прохождения раствора в глубь слоя условия регенерации будут ухудшаться вследствие повышения концентрации ионов Са " и в регенерационном растворе и его обеднения по ионам 1Ча" . Это явление носит название противоионного эффекта. Такой эффект возникает и в процессе умягчения исходной воды. Регенерацию ионита можно проводить несколькими способами, которые отличаются друг от друга сочетанием направления потока регенерационного раствора и воды. [c.91]

Противоионный эффект заметно проявляется при Н-катионировании вод со значительным содержанием ионов 804 и С1. Более того, при Н-катионировании таких вод на слабокислотных катионитах вследствие резкого понижения значения pH снижается обменная емкость этих катионитов за счет подавления диссоциации таких групп, как —СООН и —ОН. [c.95]

При пропускании через истощенный катионит сверху вниз регенерационного раствора ЫаС1 наиболее полный обмен катиона на содержащиеся в истощенном материале катионы Са + и будет происходить в верхних слоях загрузки фильтра. Далее, по мере прохождения раствора хлористого натрия в нижележащие слои катионита в нем будет все более и более возрастать концентрация вытесняемых из ионита катионов Са " и при одновременном снижении концентрации катионов Ыа" , переходящих в отрегенерированные слои катионита. Как уже указывалось выше, по закону действия масс появляющиеся в регенерационном растворе катионы кальция и магния будут по мере их накопления конкурировать с катионами натрия за направление реакций по уравнениям (4-1) в ту или другую сторону, почему их называют конкурирующими или противоионами. Это обстоятельство, называемое противоионным эффектом, будет в рассматриваемом случае тормозить направление реакций по уравнениям (4-1) справа налево, в результате чего по мере опускания раствора хлористого натрия регенерация нижних слоев ионита будет протекать менее полно, т. е. некоторое количество катионов кальция и магния останется в ионной атмосфере молекул ионита. [c.89]

Существенное и важное отличие анионного обмена по реакциям (5-1) от катионного обмена по реакциям (4-1) заключается в отсутствии противоионного эффекта. В то время как при катионном обмене появление и постепенное возрастание в обработанной воде концентрации конкурирующих катионов Ыа (при натрий-катионировании) или (при водород-катионировании) тормозит полезный обмен ионов, при анионном обмене появляющиеся в обработанной воде конкурирующие анионы ОН тут же связываются катионами Н% образуя молекулы воды, что препятствует обратному (справа налево) направлению реакций (5-1). Указанная особенность анионного обмена приводит к не менее важному следствию. Дело в том, что повышение минерализованности обрабатываемой воды приводйт обычно при катионном обмене"к увеличению концентрации противоионов и уменьшению обменной емкости катионитов. При анионном обмене вследствие отсутствия противоионного эффекта увеличение концентрации улавливаемого аниона приводит к возрастанию обменной емкости анионита. [c.125]

Минерализованность. С повышением минерализованности воды за счет противоионного эффекта ухудшаются процессы ионного обмена, [c.107]

Аналогичное действие оказывает наличие противоионов в регенерационном растворе вследствие загрязнения регенерирующего агента — поваренной соли — соединениями кальция и магния (рис. 6-1), в результате чего уменьшается эффект регенерации катионита и падает его рабочая обменная емкость . [c.215]

Эффект регенерации катионита повышается с увеличением концентрации раствора поваренной соли. Однако при неизменном расходе реагента такое Joo увеличение его концентрации приводит к соответствующему уменьшению объема регенерационного раствора. Последнее обстоятельство снижает эффект регенерации катионита, так как вытесненные из катионита ионы a + и М 2+ распределяются в меньшем объеме, т. е. концентрация этих противоионов увеличивается. С другой стороны, уменьшение объема раствора соли снижает обмен последнего в пространстве между зернами катионита (обычно желательна трехкратная смена жидкости в этом пространстве), что также снижает полноту регенерации. [c.216]

При Н-катионировании раствора нейтральных солей Са, Mg или Ыа (без бикарбонатов) концентрация противоиона в фильтрате определяется концентрацией удаляемых катионов в исходной воде. Таким образом, обменная емкость Н-катионита и эффект умягчения им воды зависят лишь от концентрации нейтральных солей, а не от общей минерализации воды, так как карбонатная жесткость (бикарбонаты Са и Mg, а также На) не повышает концентрацию противоиона в фильтрате. [c.221]

Влияние противоиона на ОЕр Н-катионита и эффект поглощения им катионов зависят не только от анионного состава воды, но и от природы функциональных групп катионита. Чем выше содержание более сильнокислотных (ЗОзН) групп, тем меньше влияние противоиона. [c.223]

Отличительной особенностью анионного обмена в нейтральной или щелочной среде является существенное влияние концентрации противоионов (вытесняемых из анионита) на эффект анионного обмена и рабочую обменную емкость анионита. В отличие от анионного обмена в кислой среде в данном случае не имеет места связывание вытесняемых из анионита ионов в малодиссоциированные соединения, вследствие чего концентрация их в обрабатываемой воде возрастает и тормозит дальнейшее поглощение удаляемых анионов анионитом. [c.232]

При проведении основных технологических процессов фильтрования и регенерации следует учитывать действие так называемых противо-ионов, то есть концентрацию в умягчаемой воде ионов Na , а в регенерационном растворе - ионов Сз , Mg . Повышение концентрации в жидкой фазе иона, содержащегося в катионите (продукта реакции), согласно закону действующих масс тормозит реакции умягчения воды или регенерации катионита. Поэтому чем выше минерализация исходной воды, тем больше концентрация ионов натрия в умягченной воде и, следовательно, противо-ионный эффект, что приводит к увеличению остаточной жесткости фильтрата. Концентрация противоиона определяется не только начальным содержанием иона Na в исходной воде, но и тем количеством Na , которое будет вытеснено из катионита в процессе обмена на ионы жесткости. Этот эффект необходимо учитывать при жесткости исходной воды 20...30 мг-экв/кг. [c.13]

Аналогичное действие оказывают противоионы в регенерационном растворе. При пропускании через фильтр раствора Na l в нем возрастает концентрация вытесняемых из катионита катионов Са и и он обедняется ионами Na . Увеличение концентрации противоионов (Са и Mg ) в регенерационном растворе подавляет диссоциацию истощенного катионита и ослабляет процесс ионного обмена, то есть тормозит регенерацию ионита. В результате, по мере продвижения регенерационного раствора в нижние слои, некоторое количество катионов и Mg " остается невы-тесненным, поэтому регенерация катионита протекает менее полно. Для устранения этого недостатка можно увеличить расход соли, что сильно ухудшает экономичность процесса. Значительно рациональнее применение противоточного катионирования, при котором устраняется неблагоприятное расположение в слое ионов, так как умягченная вода перед выходом из фильтра будет соприкасаться с наиболее хорошо отрегенериро-ванными слоями катионита, благодаря чему обеспечивается более глубокое умягчение воды. Метод противоточного катионирования позволяет значительно снизить расход реагентов на регенерацию катионита, приближаясь к стехиометрическим соотношениям. Аналогичного эффекта [c.13]

Наличие заряженных групп на полимерной цепи сказывается не только на гидродинамических, но и на электрохимических свойствах растворов полиэлектролитов. В отличие от простых низкомолекулярных электролитов эффекты, создаваемые взаимодействием заряженных ионов в полимерных электролитах, не исчезают при бесконечном разбавлении. В сильно разбавленных растворах часть противоионов ассоциирована с полиионами под действием сильного электростатического поля, создаваемого полиионами с высокой плотностью фиксированных зарядов. [c.623]

Увеличение концентрации противоионов (в данном > случае Са + и Mg +) в регенерационном растворе по- V давляет диссоциацию истощенного катионита и ослабляет процесс ионного обмена. Возникающий при этом противоианный эффект тормозит реакцию регенерации, в результате чего по мере движения регенерирующего раствора в нижние слои катионита регенерация последнего протекает менее полно и некоторое количество катионов Са + и М + остается невытесненным из нижних слоев катионита. Для устранения этого недостатка можно пропускать через катионит все новые свежие порции раствора реагента. Но это вызовет значительное увеличение удельного расхода поваренной соли и повышение стоимости обработки воды. Поэтому ограничиваются однократным пропуском регенерационного раствора с количеством соли, превышающим в 3,0—3,5 раза стехиометрический расход, что обеспечивает относительно удовлетворительную регенерацию катионита. [c.263]

Увеличение концентрации противоионов (в данном случае Са + и Mg +) в регенерационном растворе подавляет диссоциацию истощенного катионита и ослабляет процесс ионного обмена. Возникающий при этом про-тивоионный эффект тормозит реакцию регенерации, в результате чего по мере движения регенерирующего раствора в нижние слои катионита регенерация последнего протекает менее полно и некоторое количество катионов Са + и Mg2+ остается невытесненным из нижних слоев катионита. Для устранения этого недостатка можно пропускать через катионит все новые свежие порции раствора реагента. Но это вызовет значительное увеличение удельного расхода поваренной соли и повышение стоимости обработки воды. Поэтому огрз- [c.273]

Присутствие соединений кремния оказывает существенное влияние на процесс извлечения из воды железа при фильтровании через зернистую загрузку. Как указывалось в главах 2 и 3, при обезжелезивании воды по методам глубокой или упрощенной аэрации вокруг зерен фильтрующей загрузки формируется адсорбционная пленка, состоящая в основном из соединений железа. На ее поверхности адсорбируются не только ионное железо, но и другие примеси воды, в том числе и ионы 510 ". При больших концентрациях силикатов в обрабатываемой воде происходит блокировка ими активной поверхности адсорбционной пленки, что замедляет процесс обезжелезивания воды. Кроме того, при pH воды свыше 7,2 присутствие кремнезема вызывает пептизацию адсорбционного слоя, который превращается в неустойчивый коллоид, способный к вторичному коагулированию. Причиной этого явления служит удаление из двойного электрического слоя скоагулированного коллоида коагулирующих ионов железа, влекущее за собой восстановление прежнего заряда частицы либо перезарядку коллоида вследствие адсорбции избытка противоионов 810 . Превалирующим, как показали исследования, является второй процесс. Таким образом, присутствие в обрабатываемой воде соединений кремния снижает эффект ее обезжелезивания при фильтровании через зернистые загрузки. [c.103]

Для того чтобы полимер был эффективным флокулянтом, он должен удовлетворять определенным требованиям молекула полимера в растворе должна иметь вытянутую форму предпочтительно с длиной цепи порядка 1000 А. Естественно, эта величина определяется молекулярным весом полимера и зависит от значения pH раствора, его ионной силы и присутствия поливалентных противоионов число функциональных групп полимера должно быть велико, а их взаимодействие с поверхностью частиц должно быть достаточно интенсивным с целью получения прочных флокул, и макромолекулы должны иметь структуру, обладающую многосторонним расположением функц юнальиых групп н позволяющих получить желаемый эффект уже при относительно низкой их концентрации. [c.90]

В схеме глубокого обессоливания воды (рис. 6) применяются Н- и ОН-ионитовые фильтры. Предварительно осветленная вода подвергается очистке от органических веществ на сорбционных фильтрах. Сорбентом служат активные угли марок АГ-3, АГ-5, АГ-Н. Обессоливание воды осуществляют путем двухступенчатого Н- и ОН-ионирования с последующей доочисткой в смешанном ионито-вом слое. Ионитовые фильтры I ступени загружают сильнокислотным катионитом и слабоосновным анионитом, а 11 ступени — сильнокислотным катионитом и сильноосновным анионитом. Буферный ионитовый фильтр загружают смесью сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита. В качестве сильнокислотных катионитов применяют сульфоуголь и смолы марок КУ-1, КУ-2, сильноос-новных анионитов — смолы марок ЭДЭ-10п, АВ-17, АВ-27 и др., слабоосновных — АН-2Ф, АН-18 и АН-31. После ОН-анионитового фильтра I ступени целесообразно в схему включать вакуумный дегазатор для удаления газообразной двуокиси углерода. Катионито-вая загрузка регенерируется раствором кислоты (серной, соляной), анионитовая — раствором щелочи (едкого натра, кальцинированной соды). Буферный ионитовый фильтр смешанного действия (ФСД) обеспечивает более высокий эффект обессоливания воды. Благодаря одновременному удалению из воды катионов и анионов в смешанном ионитовом слое заметно ослабляется взаимное тормозящее действие противоионов в динамических условиях ионного обмена. Обладая большой емкостью поглощения и имея относительную малую нагрузку, ФСД работают непрерывно в течение нескольких месяцев при высокой скорости фильтрования воды (до 100 м/ч и более). Во избежание слеживания загрузки периодически производят кратковременное ее взрыхление диспергированным воздухом. Регенерацию загрузки в ФСД осуществляют либо в самом рабочем аппарате, либо в регенераторе. До обработки регенерационным раствором производят разделение катионита и анионита в восходящем потоке воды. [c.9]

Если радиусы противоионов превышают сечение микроканалов, то они не могут проникнуть в тело ионообменника, наблюдается как бы ситовый эффект. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...