Процессы ионного обмена при обработке воды

ПРОЦЕССЫ ИОННОГО ОБМЕНА ПРИ ОБРАБОТКЕ ВОДЫ [c.86]

Если воду фильтруют через слой зерен катионита, то такую обработку называют катионированием воДы, а при использовании анионита — анионированием. В зависимости от иона, которым насыщают ионит в процессе его регенерации (перед ионированием воды), процессы ионного обмена, а также аппараты, в которых они протекают, и получаемая обработанная вода имеют соответствующие названия, а именно натрий-катионирование (Ма-катионирование), натрий-катионитный фильтр, натрий-катионированная вода, водород-катионирование (Н-катио-нирование), ОН-анионирование, хлор-анионитный фильтр и т. п. [c.209]

В основном этот процесс применяют при обработке питательной воды для паровых котлов с давлением выше 14 ат, когда бывает выгодно в качестве корректирующего реагента использовать фосфат вместо карбоната. Но в последнее время в Англии и Америке такое умягчение с подогревом вытесняется процессом ионного обмена. [c.45]

Процессы ионного обмена получили развитие после того, как было обнаружено, что некоторые вещества при погружении в водные растворы способны извлекать ионы из раствора при введении эквивалентного количества других ионов. Этот процесс обратим, и ионообменный материал может быть восстановлен в своем первоначальном виде путем обработки раствором регенерирующего вещества. Такой процесс можно наглядно пояснить на примере Na-катионирования. Исходную воду пропускают через слой ионообменного материала, в состав которого первоначально введены ионы натрия (иногда в этом случае говорят, что ионообменный материал находится в Na-форме). По мере прохождения воды через слой материала ионы магния и кальция извлекаются из раствора и переходят в катионит, а ионы натрия переходят в раствор. В результате такого процесса вода умягчается, ее остаточная жесткость становится незначительной. Умягчение продолжается до тех пор, пока основная часть ионов натрия, первоначально содержавшихся в ионообменном материале, не будет в нем заменена на ионы жесткости. При дальнейшем прохождении воды через слой материала умягчение становится [c.86]

В настоящее время дистилляция является одним из экономичных процессов получения пресной воды из морской, хотя разрабатываются и другие способы обессоливания, которые в конечном счете могут оказаться более дешевыми. При наличии большого количества растворимых солей в морской воде процессы ионного обмена и электродиализа обходятся слишком дорого. Электродиализ является, по-видимому, самым экономичным способом обработки вод, содержащих соли в количестве до 6000 мг л. [c.150]

Кривые истощения. Следующей эксплуатационной характеристикой ионообменного материала служат так называемые кривые истощения, характерные примеры которых приведены на рис. 4.4. Эти кривые даны для катионообменных материалов, применяемых при удалении из воды ионов кальция они отражают изменение остаточной жесткости по мере увеличения объема обработанной воды. Как видно из рис. 4.4, для некоторых материалов характерна ярко выраженная точка проскока, после которой при дальнейшей обработке исходной воды кривая остаточной жесткости круто поднимается вверх. Для других материалов кривая проскока получается более плавной. Преимущество резко выраженной точки проскока заключается в том, что она дает возможность легко установить конец стадии рабочего процесса обмена. Но, с другой стороны, если этот материал эксплуатировать за пределами этой точки, то в систему будет поступать вода, содержащая большое количество нежелательных ионов. Практически умягчение должно быть прекращено или задолго до резкого проскока (если он имеет место), или после того, как концентрация ионов кальция в выходящей воде достигнет определенной величины, зависящей наряду с другими факторами от назначения обработанной воды. [c.95]

Количество сточных вод при химических методах обработки воды может быть уменьшено совершенствованием процесса технологии ионного обмена [5]. При расширении электростанции, на которой применяются химические методы обработки воды, на ней можно предусмотреть испарительную установку, которая будет производить добавочную воду требуемого качества и одновременно очищать сточные воды. На рис. 10.3 приведены две схемы таких установок, разработанные применительно к одной московской ТЭЦ. Производительность каждой из них составляет около 170 т/ч. Установка в целом состоит из двух групп испарителей. В первую группу поступает исходная вода, прошедшая предварительную обработку, во вторую — продувочная вода первой группы ступеней и сточные воды электростанции. [c.255]

Если в результате обработки воды методом ионного обмена происходит обмен катионов, то такой процесс называется к а т и о н и р о в а н и е м если же при этом 260 [c.260]

Итак, коагуляция воды должна обеспечивать максимально полное удаление из обрабатываемой воды взвешенных и коллоидных частиц, являющихся первичным источником образования отложений на поверхностях нагрева парогенератора, а также ухудшающих протекание последующих процессов обработки воды методами ионного обмена. Нормальное протекание этой стадии обработки воды контролируется температурой поступающей воды, прозрачностью обработанной воды и величиной pH среды, в которой происходит процесс. Последний показатель, как указывалось выше, при величине более 7,5 может привести к образованию растворимых алюминатов, что, во-первых, дает возможность алюминию, минуя все последующие стадии обработки воды, проникнуть в составе аниона в парогенератор, где он будет вызывать накипеобразование, и, во-вторых, приведет к перерасходу сернокислого алюминия. [c.43]

Более медленный процесс контролирует общую скорость ионного обмена. При высоких концентрациях ионов в растворе (более 0,2 н) лимитирующей является внутридиффузионная кинетика, при обработке природных вод с солесодержанием менее 1 г/дм, т.е. при низком градиенте концентраций в неподвижной пленке Нернста, скорость ионного обмена определяется внешнедиффузионной кинетикой. Скорость ионного обмена (скорость истощения) при исчерпании 50 % обменной емкости обычно составляет несколько десятков секунд. [c.110]

Хотя все процессы ионного обмена состоят из четырех упомянутых выше стадий, по своему характеру они могут значительно различаться между собой. В данном разделе рассматриваются следующие процессы, применяемые при обработке воды катионный обмен, обессоливание и обескремнивание, а также подще-лачивание (электродиализ излагается отдельно). [c.109]

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]

Первоначально, до того как в энергетике получили широкое применение методы ионного обмена (примерно до 1933 г.) основной задачей при обработке воды методом осаждения являлось максимально возможное освобождение обрабатываемой воды от содержащихся в ней катионов кальция и магния, поскольку именно эти катионы образуют в сочетании с анионами СОГ и ОН" малорастворимые в воде соединения. К ним относятся карбонат кальция СаСОз и гидрат окиси магния Mg (0Н)2. В то же время, как указывается выше (гл. 1), произведение растворимости таких соединений для данной температуры есть величина постоянная, и, следовательно, увеличение концентрации анионов этих соединений вызывает выделение их из раствора в твердом состоянии. В данном случае такими анионами являются СОГ и ОН , для повышения концентрации которых в обрабатываемую воду дозируют растворы извести Са (0Н)2 и соды Naa Og (иногда едкого натра NaOH). Кроме того, наличие в обрабатываемой воде избытка гидроксильных ионов приводит к разложению бикарбонатного иона. Таким образом, при обработке воды методом осаждения при помощи извести и соды протекают следующие процессы между присутствующими в воде ионами [c.73]

Советские химики сосредоточили свое внимание на разработке теории и усовершенствовании технологии ионообменных методов обработки воды. Фундаментальные теоретические и экспериментальнью исследо-1вания в области физико-химических процессов ионного обмена, выполненные Б. П. Никольским, Е. Н. Га-поном, С. А. Вознесенским, дали возможность основываться на полученных ими результатах при решении практических вопросов технологии ионирования природных вод, а также при подборе ионитовых материалов. I [c.10]

Таким образом, обработка воды коагуляторами должна обеспечивать максимально полное удаление из обрабатываемой воды грубодисперсных и коллоидных примесей, являющихся первичным источником образования отложений на поверхностях нагрева котла, а также ухудшающих протекание процессов обработки воды методами ионного обмена. На этой стадии обработки воды ведется контроль за температурой поступающей воды, прозрачностью и значением pH. При работе с солями алюминия увеличение pH более 7,5 может привести к образованию растворимых алюминатов, которые, минуя все последующие стадии обработки воды, могут проникнуть в котел и вызовут накипе-образование. [c.58]

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]

Обработка воды методом ионного обмена осуществляется в энергетике путем фильтрования воды через слой зернистого материала — ионита. В процессе такого фильтрования, называемого ионированием, из воды удаляются ионы, препятствующие использованию ее по тому или иному назначению. Эти ионы заменяются ионами, которыми был насыщен ионит, безвредными или даже полезными при данном технологическом использовании ионированной воды. Ионит же постепенно насыщается поглощаемыми ИЯ воды ионами. После этого производится восстановление рабочей способности ионита, так называемая регенерация его. [c.209]

При последующей катодной обработке воды происходит прямое электролитическое и гомогенное каталитическое восстановление с участием высокоактивных соединений 0Н , НзОг г Н2, НО2", НО, Н2О2, Н202 . при этом ионы тяжелых металлов превращаются в нейтральные атомы, которые становятся нетоксичными для организма человека и не вступают в биохимические реакции окисления. В катодной камере реактора установки происходит смещение окислительно-восстановительного потенциала воды до уровня, соответствующего внутренней сре де организма человека. В результате повышается биологическая ценность воды, ее способность проникать сквозь биологические мембраны клеток и участвовать в процессах обмена. [c.356]

На тепловых электростанциях (ТЭС) применяются различные методы обработки воды, однако в основном все эти методы можно разделить на безреагентные, или физические методы и методы, в которых используются различные препараты (химические реактивы). Безреагентные (физические) методы применяются и как отдельные этапы в общем технологическом процессе обработки воды, и как самостоятельные методы, обеспечивающие получение воды требуемого качества. Применяя химическую обработку (включая также методы ионного обмена), можно получить как умягченную, так и глубокообессоленную воду при одном из наиболее распространенных на ТЭС физических методов—термической обработке воды — всегда получают дистиллят, т. е. воду с очень небольшим содержанием примесей. Однако в ряде случаев при термической обработке, проводимой с целью глубокого обессоливания, применяется умягченная вода, т. е. вода, прошедшая уже химическую обработку или ионирование. [c.6]

При небольших исходных солесодержаниях часто используют методы ионного обмена или электродиализа (см. гл. 3), а реже — в сочетании их друг с другом [129] или с реагентной обработкой (см. гл. 5). В настоящее время широко исследуются методы деминерализации воды с использованием разнообразных физикохимических и биологических процессов. Стоимость деминерализации зависит не только от выбранного метода, но также от производительности установки, солесодержания и других факторов [194, 199]. Например, с увеличением исходного солесодержания резко возрастает стоимость очистки мембранными методами и особенно ионным обменом, мало изменяется стоимость выпаривания с повышением производительности установки существенно снижается стоимость очистки любым методом, особенно термическим и т. д. Кроме этих факторов, необходимо учитывать стоимость иредочистки, дальнейшей обработки рассола, условия его использования и т. д. Таким образом, деминерализация должна рассматриваться как составная часть комплексной технологической схемы очистки и повторного использования сточных вод. [c.186]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...