Специальные методы очистки сточных вод Лекция №10
Ионный обмен Жидкостная экстракция Очистка СВ от солей и суспензий Обезвреживание и утилизация радиоактивных СВ
Процесс взаимодействия раствора (СВ) с твердой фазой (ионитом), обладающей способностью обменивать ионы, содержащиеся в ней, на другие, присутствующие в растворе
По химическому составу: Неорганические (минеральные) Органические По происхождению: Природные Синтетические По знаку заряда: Катиониты Аниониты
Матрица (углеводородная сетка, каркас) Активная группа противоион анкерный ион Например: RSO 3 H R - матрица, Н – противоион, SO 3 – анкерный ион
В зависимости от степени диссоциации делят на: Сильнокислые : активные группы – сульфогруппы ( SO 3 H) и фосфоркислые группы ( PO(OH) 2 ) Слабокислые: активные группы – карбоксильные (СООН) и фенольные (С 6 Н 5 ОН) Ионные формы: водородная (Н-форма) и солевая форма ( Na- форма, NH 4 -форма и т.д ); Их обозначения: HR, NaR, NH 4 R
Сильноосновные – содержат четвертичные аммониевые основания ( R 3 NOH) ; Слабоосновные – аминогруппы различной степени замещения (- NH 2, =NH, =- N) Формы: ОН - форма, СО2 – форма, С l – форма и т.д. Обозначения: ROH, RCl
Характеризует способность ионита к обмену; равна числу активных групп, принимающих участие в обмене Количественные характеристики: динамическая (ДОЕ) и полная (СОЕ) обменная емкость
Высокая обменная емкость; Высокая скорость ионного обмена; Устойчивость к кислотам, щелочам, окислителям, восстановителям; Нерастворимость Ограниченная набухаемость
Сильнокислый катионит Основа матрицы – полистирол Сшивающий агент – дивинилбензол Функциональная группа – SO 3 H Ионные формы – H +, Na + СОЕ – 1300 -1800 г-экв /м 3 Максимальная рабочая температура – 120-130 0 С
Существует два типа, как правило, колоночных: С раздельным слоем катионита и анионита; Со смешанным слоем.
Процесс извлечения веществ из водного раствора в жидкую органическую фазу, не смешивающуюся с водой Состоит из трех стадий: смешение сточной воды с экстрагентом (при этом образуются две жидкие фазы: экстракт и рафинат ) разделение экстракта и рафината ; регенерация экстрагента из экстракта и рафината.
Высокий коэффициент распределения; Высокая селективностью растворения; Низкая растворимость в сточной воде; Значительное отличие по плотности от СВ; Большой коэффициент диффузии; Температура кипения, отличающаяся от температуры экстрагируемого вещества; Небольшая удельная теплота испарения и небольшая теплоемкость; Химическая инертность к извлекаемому веществу; Отсутствие взрыво - и огнеопасности, коррозионной активности к материалу аппаратов; Невысокая стоимость.
Коэффициент распределения: Степень извлечения: Коэффициент разделения:
а — колонна с ситчатыми тарелками; б — роторно-дисковый экстрактор; в — колонна с чередующимися смесительными и отстойными насадочными секциями; г — распылительная колонна; д — насадочная колонна; 1 — колонна; 2, 6 — распылители; 3 — ситчатая тарелка; 4 — переливные трубки; 5, 12 — насадки; 7, 10 — валы; 8 — плоский ротор; 9 — кольцевые перегородки; 11 — мешалки;
Осаждение Коагулирование Адсорбция Электролиз Ионный обмен Связывание активным илом Реагентное умягчение известью и содой
Выпаривание до 40-50% содержания сухих радиоактивных веществ с последующим: Битуминированием Цементированием и бетонирование м Остекловыванием ( витфикация )
