Очистка нефте- и маслосодержащих сточных вод с использованием коагулянтов

Обменная емкость и избирательность  зависят также от радиуса гидратированного иона – чем больше радиус, тем ниже избирательность и обменная емкость. Порядок избирательности ионов для процесса Н-катионирования для воды, в которой присутствуют различные ионы, следующий:

Катионы Анионы 
Fe3* CI04~ 
А13+ SO| 
РЬ2+ so32 
Ва2+ HPO42- 
Sr2+ CNS~ 
Cd2+ NO3 
Zn2+ NOj 
Cu2+ Br 
Fe2+ CI 
Mn2+ CN~ 
K+ HCO3- 
NHJ HSiOj 
Na+ OH

Наибольшей избирательной способностью обладают ионы, находящиеся в начале перечня (Fe3+, СЮ4). Таким образом, если процесс ионного обмена проводить  до истощения ионообменника, то сначала  в выходящем потоке будут обнаруживать ионы, расположенные в конце перечня (например, катионы NH4 и анионы F»).

Процесс ионного обмена является периодическим  и состоит из нескольких стадий:

1) очистка воды или раствора;

2) промывка ионита;

3) регенерация ионита;

4) окончательная отмывка ионообменника.

Схемы последовательности заполнения слоев ионами на различных стадиях  ионного обмена. В начале процесса ионообменник готов к работе. Он заполнен смолой, содержащей функциональные группы Н+ или ОН.

В процессе основного рабочего цикла происходит насыщение смолы ионами, присутствующими в растворе. В процессе Н-катионирования нижние слои смолы остаются с активными центрами, содержащими ионы Н+, далее следует слой катионита, содержащий ионы Na+. И, наконец, верхние слои адсорбировали катионы Са2+.

Процесс анионирования происходит аналогичным образом. Очередность  расположения слоев, заполненных анионами ОН , сильных и слабых кислот. Обычно цикл заканчивают в то время, когда  остается значительное количество неиспользованной обменной емкости ионита. Это объясняется тем, что при регенерации ионитов расходуются реагенты в количествах, значительно превышающих их стехиометрические значения. Если бы смолы использовались до полною истощения, то это привело бы к значительному перерасходу регенерационных реагентов.

Промывка ионитов проводится в  целях удаления механических примесей. Часто ей предшествует операция взрыхления смолы воздухом. После проведения промывки структура заполнения слоев  не меняется.

Регенерацию смолы проводят для  удаления сорбированных ионов и подготовки ионообменника к новому рабочему циклу. Выбор регенерационного раствора зависит от типа ионообменника: при Na-катионировании в качестве регенерацонного раствора используют раствор поваренной соли NaCl, при Н-катионировании – любую минеральную кислоту (чаще раствор серной кислоты, как наиболее дешевый).

Регенерацию анионитов осуществляют раствором щелочи NaOH.

После проведения регенерации структура  слоев ионообменной смолы меняется. В нижней части катионообменника оказывается слой смолы, заполненный катионами Na далее следуют слои, содержащие Ca2t и Н+.

Для анионообменной смолы внизу  находятся слои с адсорбированными анионами слабых и сильных кислот, а верхний слой содержит ионы ОН. Nа-катионирование проводят в тех  случаях, когда не требуется глубокого умягчения воды. Этот процесс используют для подготовки воды в системах горячего теплоснабжения, для получения технической воды на промышленных предприятиях.

Н-катионирование дает возможность  получить глубокоочищенную воду. Его  применяют в системах подготовки воды для питания котлов высокого давления, для выработки электроэнергии на электростанциях.

В полных схемах водоподготовки используются две ступени анионирования. На I ступени  проводится очистка воды от анионов  сильных кислот, на II ступени – от анионов слабых кислот.

Несомненным достоинством иопнообменного метода водоподготовки и водоочистки  является возможность получения  на выходе чистой воды с очень низкими  остаточными концентрациями примесей. В отдельных случаях остаточная концентрация ионов не превышает нескольких микрограммов на литр. Недостаток метода состоит в большом расходе реагентов на регенерацию и получении значительного количества отходящих регенерационных растворов.