Чебакова И.Б. Очистка сточных вод

Подождите немного. Документ загружается.

обеспечивающим диспергирование экстрагента в воде. При этом примеси сточ-

ной воды непрерывно переходят в экстрагент.

Если плоскость обрабатываемой сточной воды больше плотности экстрагента

(

ст э

γγ

), то вода вводится в экстракционную колонну сверху, а экстрагент − сни-

зу (рис. 4.2а). При

ст э

γγ

экстрагент вводится в верхнюю часть колонны, а обра-

батываемая сточная вода − в нижнюю (рис. 4.2б).

Для определения концентрации экстрагируемого вещества в обработанной

сточной воде можно воспользоваться формулой

(

)

кн

−⋅ ⋅ . (4.4)

Требуемый удельный расход экстрагента при заданных начальной и конеч-

ной концентрациях экстрагируемого вещества в сточной воде определяется из

выражения

нк н

)

CC C

−

⋅ . (4.5)

Применение противоточных экстракционных колонн непрерывного действия

целесообразно при многоступенчатой экстракции. Эффективность метода зависит

от того, насколько легко образуются и разрушаются эмульсии в сточной воде, от

длительности полного разделения фаз и кинетики экстрагирования.

Технологическая схема очистки производственных сточных вод экстракци-

онным способом зависит от количества и состава сточных вод, свойств экстра

гента, способов его регенерации и обычно включает следующие четыре этапа:

Подготовка воды перед экстракцией – для этого используются: отстойни-

ки, флотаторы, фильтры, нейтрализаторы, охладительные устройства.

Улавливание паров экстрагента (собственно экстракция) − используются экс-

тракционная колонна и резервуары (сборники экстрагента). Конструкция экстрак-

ционной колонны зависит от способа контакта сточной воды и вида экстрагента.

Существуют колонны без какой-либо насадки – распылительные, инжекторные.

б)

а)

Рис. 4.2. Схема непрерывно-противоточной экстракции: а) сверху; б)

сточной воды снизу; 1 – подача экстрагента; 2 - подача сточной воды; 3

–

отвод отработанного экстрагента; 4 – отвод обработанной сточной воды

Часто применяются насадочные колонны, в качестве насадки используют блоч-

ные конструкции из керамики, металла, пластичных масс, а также засыпные эле-

менты, выполненные из керамики, металлов (кольца Рашига, кольца Палля, седла

Берля и др.). Для повышения интенсивности и эффективности перемешивания

применяют тарельчатые колонны, колонны с пульсацией потоков или с движу-

щимися

сетчатыми тарелками. Экстракционные колонны имеют значительную

высоту для обеспечения необходимой продолжительности контакта. В распыли-

тельной и насадочной колоннах, а также в колонне с движущимися сетчатыми та-

релками высота, эквивалентная одной ступени экстракции, соответственно равна

10; 6; 0,8 м. Выбор типа колонны определяется необходимым числом ступеней

экстракции и допустимыми затратами энергии.

Регенерации экстрагента из сточной воды. Отгонка экстрагента обычно осу-

ществляется в насадочной колонне, в которую сверху подается обработанная сточ-

ная вода, а снизу - острый пар. Регенерация в зависимости от свойств экстрагента и

его товарной способности может осуществляться отдувкой, воздухом или другими

газами, а также экстракцией.

Регенерации экстрагента из экстракта – теплообменник, подогреватель, одно и

двухступенчатая регенерационная (ректификационная) колонна, охлаждающее устрой-

ство, сепараторы, сборники регенерируемого экстракта и экстрагируемых веществ.

Наиболее широко применяются методы экстракции для очистки сточных вод пред-

приятий по термической обработке твердых топлив (каменного и бурного углей, слан-

цев, торфа), содержащих значительное количество фенолов. Утилизация

извлекаемых

из сточных вод фенолов позволяет не только покрыть расходы на их извлечение, но и

при начальной концентрации фенолов 3 − 4 г/л обеспечивает рентабельность их очист-

ки. Эффективность увеличения фенолов из сточных вод достигает 80 − 90 %.

Таким образом, экстракция – процесс перераспределения примесей сточных

вод в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей (сточной воды

и экстрагента).

5. ИОННЫЙ ОБМЕН

Гетерогенный ионный обмен, или ионообменная сорбция – процесс обмена

между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на по-

верхности твердой фазы – ионита. При адсорбции электролитов преимуществен-

но адсорбируются ионы одного знака, которые заменяются на эквивалентное ко-

личество ионов того же знака. Раствор остается при этом электронейтральным.

Он взаимодействует с твердой

фазой, обладающей свойствами обменивать ионы,

содержащиеся в ней, на другие ионы, содержащиеся в растворе.

Метод ионного обмена применяется для очистки сточных вод предприятий

металлургической, химической, коксохимической, машиностроительной и др. от-

раслей промышленности. Ионный обмен используется в кожевенной, фармацев-

тической, гидролизной промышленности, а также для удаления солей из сахарных

сиропов, молока,

вин. Иониты широко используются для снижения жесткости во-

ды и ее обессоливания, для выделения и разделения разнообразных органических

и неорганических ионов. С помощью ионитов улавливают ионы ценных элемен-

тов из природных растворов и отработанных сточных вод. Применение этого ме-

тода для очистки производственных сточных вод позволяет извлекать и утилизи-

ровать ценные примеси (соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, сви-

нец, медь, ртуть и др. металлы), ПАВ (поверхностно-

активные вещества) и радио-

активные вещества, очищать сточную воду до предельно допустимых концентра-

ций с последующим ее использованием в технологических процессах или систе-

мах оборотного водоснабжения. Ионный обмен делает возможным промышлен-

ное производство многих продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (анти-

биотиков, аминокислот).

По знаку заряда обменивающихся ионов иониты делят на катиониты и анио

ниты, проявляющие соответственно кислотные и основные свойства. Катиониты

извлекают из растворов электролитов положительные ионы, аниониты - отрица-

тельные. Если иониты обменивают и катионы, и анионы, их называют амфотер-

ными. В качестве ионитов могут использоваться неорганические и органические

материалы, способные к обмену ионов и практически нерастворимые в воде. Ио-

ниты подразделяются на

природные и искусственные, или синтетические. Синте-

тические ионообменные материалы выпускаются в виде зернистых порошков, во-

локон и мембран. Мелкозернистые порошки имеют размер частиц 0,04 − 0,07 мм,

крупнозернистые − 0,3 − 2,0 мм. Последние предназначены для работы в фильт-

рах со слоями значительной высоты 1 − 3 м, а порошкообразные мелкозернистые

− со слоями высотой 3 − 10 мм

. Размер частиц ионита влияет на перепад давления

в фильтрах. С уменьшением размера частиц перепад давления в слое увеличива-

ется. Следовательно, измельчение ионитов в процессе очистки нежелательно. Это

приводит не только к росту сопротивления фильтра, но и к неравномерному рас-

пределению скоростей потока сточной воды по сечению фильтра. В результате

столкновения

зерен ионита друг с другом и о стенки аппаратуры происходит их

истирание. Механически прочными принято считать иониты, степень истираемо-

сти которых не превышает 0,5 %.

К неорганическим природным ионитам относят цеолиты, глинистые минера-

лы, полевые шпаты, различные слюды. Катионообменные свойства обусловлены

содержанием алюмосиликатов типа NA

⋅Al

⋅nSiO

⋅mH

O. Ионообменными

свойствами обладает также фторопатит [Ca

(PO

)]F и сидопатит [Ca

(PO

)]OH. К

неорганическим синтетическим ионитам относят силикагели, пермутиты, трудно-

растворимые оксиды и гидроксиды некоторых металлов (например, алюминия,

хрома циркония). Катионообменные свойства, например, силикагеля, обусловле-

ны обменом ионов водорода гидроксидных групп на катионы металла, прояв-

ляющиеся в щелочной среде. Катионообменные свойства присущи и пермутитам,

получаемым сплавлением соединений, содержащих алюминий и кремний.

Органические

природные иониты − это гуминовые кислоты почв и углей. Они

проявляют слабокислотные свойства. Для усиления кислотных свойств и обмен-

ной емкости угли измельчают и сульфируют в избытке олеума. Сульфоугли яв-

ляются дешевыми полиэлектролитами, содержащими сильно- и слабокислотные

группы. К недостаткам таких электролитов следует отнести их малую химиче-

скую стойкость и механическую прочность зерен, а также небольшую обменную

емкость, особенно в нейтральных средах. К органическим искусственным иони-

там относят ионообменные смолы с развитой поверхностью. Синтетические ио-

нообменные смолы представляют собой высокомолекулярные соединения, угле-

водородные радикалы которых образуют пространственную

сетку с фиксирован-

ными на ней ионообменными функциональными группами.

Практическое значение имеют неорганические природные искусственные

алюмосиликаты, гидроокиси и соли многовалентных металлов; применяются

также иониты, полученные химической обработкой угля, целлюлозы и лигнина.

Однако ведущая роль принадлежит синтетическим органическим ионитам – ионо-

обменным смолам. Иониты получают методом сополимеризации и сополиконденса-

ции с последующим сшиванием

образующих цепей. В конденсационных ионитах

сшивание осуществляется за счет метиленовых (−CH

−) или метиновых (=СН−) мос-

тиков, а также азотсодержащих группировок. В полимеризационных − чаще при по-

мощи n–дивинилбензола и его изомеров. Число таких поперечных связей определяет

размер ячеек сетки и жесткость матрицы, представляющей собой пространственную

углеводородную сетку – трехмерный каркас. В каркас включены несущие заряд

группы атомов, называемые фиксированными ионами или

анкерными. Они являются

потенциалопределяющими. Ионы противоположного знака называются противоио-

нами, они и являются обменными. Противоионы связаны с потенциалопределяющи-

ми ионами каркаса электростатическими силами, а потому способны к обмену на дру-

гие ионы. При сокращенном написании ионита матрицу обозначают в общем виде R,

а активную группу указывают полностью. Например, сульфокатионит запишется как

RSO

H, где R – матрица, H – противоион, SO

– анкерный ион. К веществам, обла-

дающим ионообменными свойствами, принадлежат некоторые марки стекол. Струк-

туру стекла составляет трехмерная сетка кремнекислородных (силикатных) ионов. В

пустотах этой трехмерной решетки находятся катионы щелочных или щелочно-

земельных металлов, удерживаемые электростатическими силами и способные к об-

мену на другие катионы (в частности, на катионы водорода).

Срок

службы синтетических катионитов больше, чем анионитов. Это объясня-

ется низкой стабильностью групп, которые в анионитах выполняют роль фикси-

рованных ионов.

Различают следующие виды ионитов.

1. Сильнокислотные катиониты, содержащие сульфогруппы (SO

H) и фосфор-

ные группы [РО(ОН)

], и сильноосновные анионы, содержащие четвертичные ам-

мониевые основания (R

NОН).

2. Слабокислотные катиониты, содержащие карбоксильные (COOH) и феноль-

ные группы (С

ОН), диссоциирующие при pH>7, а также слабоосновные анио-

ниты, содержащие первичные (−NH

) и вторичные (=NH) аминогруппы, диссо-

циирующие при pH>7.

3. Иониты смешанного типа, проявляющие свойства смеси сильных и слабых

кислот или оснований.

Катиониты в качестве противоионов могут содержать ионы металлов вместо

ионов водорода, т.е. находиться в солевой форме. Точно так же и аниониты могут

находиться в солевой форме, если в качестве противоионов содержат ионы тех

или иных кислот вместо ионов гидроксида.

Реакция ионного обмена протекает следующим образом:

при контакте с катионитом

RSO H NaCl RSO HCl++R ;

при контакте с анионитом

RSO H NaCl RSO HCl++R .

Ионный обмен происходит в эквивалентных соотношениях и в большинстве

случаев является обратимым. Реакция ионного обмена протекает вследствие раз-

ности химических потенциалов обменивающихся ионов. В общем виде эти реак-

ции можно записать в виде

mA R B mRA B++R . (5.1)

Реакция идет до установления ионообменного равновесия. Скорость установ-

ления равновесия зависит от внешних и внутренних факторов:

- гидродинамического режима жидкости;

концентрации обменивающихся ионов;

структуры зерен ионита;

проницаемости ионита для ионов.

Функциональную зависимость состава противоионов ионита внешнего рас-

твора при постоянных температуре и давлении называют изотермой ионного об-

мена. Графически изотерма изображается в безразмерных координатах

−

aa:

⋅

∑

⋅

∑

, (5.2)

где

- эквивалентные доли i-го иона соответственно в фазе ионита и в рас-

творе;

С , С - концентрация i-го иона в ионите и растворе в условиях равновесия

системы, моль ионов на один грамм ионита;

z - заряд i-го иона.

Величины

a и

a изменяются в интервале от 0 до 1, изотерма изображается в

квадрате со стороной равной 1. Отношение

aa называют коэффициент

распределения i-го иона при ионообменной сорбции. Этот коэффициент является

мерой обогащения или обеднения ионита данным веществом.

K1< − ионит

обеднен,

K1> − ионит обогащен i-ым компонентом по сравнению с равновес-

ным раствором.

Если в растворе содержится не один а несколько компонентов, то селектив-

ность ионита оценивается по избирательности

К равной соотношению коэффи-

циентов распределения конкурирующих ионов. Например, для двух ионов А и В

A,B

⋅

. (5.3)

При

A,B

K1> − ионит селективен к одному иону А, при

A,B

K1< - избиратель-

но сорбируется ион В, при

A,B

− ионит не проявляет селективности ни к од-

ному из ионов.

Если обменная реакция описывается в общем виде уравнением (5.1), то равно-

весие ионообменных процессов можно выразить следующей формулой

ABAB

A,B

AAB0

CCyx

CxyC

−

⎛⎞

⎛⎞⎛⎞

=⋅=⋅⋅

⎜⎟

⎜⎟⎜⎟

⎝⎠⎝⎠

⎝⎠

, (5.4)

где

A,B

K- константа равновесия;

- концентрация ионов в твердой фазе; C - кон-

центрация ионов в жидкой фазе; x - безразмерная концентрация в жидкой фазе:

AA0

xCC= ,

BB0

xCC= ; y - безразмерная концентрация в твердой фазе:

yC=θ

; θ - обменная емкость ионита;

- общая "эквивалентная"

концентрация ионов жидкости.

Иониты, содержащие одинаковые активные группы, называются монофунк-

циональными, а иониты, которые содержат функциональные группы различной

химической природы – полифункциональными. Полифункциональные иониты

обладают смешанными сильно- и слабоосновными свойствами.

Важнейшим свойством ионитов является их поглотительная способность, так

называемая обменная емкость. Максимальное количество ионов, которое погло-

щается обменным путем

одним граммом ионита, есть емкость поглощения, или

обменная емкость. Различают полную, статическую и динамическую обменные

емкости. Полная емкость ионита – количество находящихся в сточных водах

грамм-эквивалентов ионов, которое может поглотить 1 м

ионита до полного на-

сыщения. Статическая емкость – это обменная емкость ионита при равновесии в

данных рабочих условиях. Статическая обменная емкость обычно меньше пол-

ной. Динамическая обменная емкость

− это емкость ионита до проскока ионов в

фильтрат. Динамическая емкость меньше статической. Рабочая емкость ионита

оценивается по количеству находящихся в воде грамм-эквивалентов ионов, кото-

рое может поглотить 1 м

ионита до начала проскока в фильтрат поглощаемых

ионов. Ионообменное равновесие определяется природой ионита, гидратацией

обменивающихся ионов, их концентрацией в фазе ионита и растворе. Обмен раз-

новалентных ионов зависит также и от величины их заряда.

Если катиониты находятся в Η- или Na-форме, обмен катионов будет прохо-

дить по реакциям:

[

]

[

]

Me H K Me K H

++R ,

[

]

[

]

Me Na КМеКNa

++R ,

где Ме

- катион, находящийся в сточной воде;

[

]

К - сложный комплекс катионита.

Величина pH сточной воды, при которой происходит обмен ионами, зависит от

константы диссоциации ионообменных групп. Сильнокислотные катиониты позво-

ляют осуществлять процесс ионного обмена при любых значениях pH , а слабоки-

слотные – в щелочных и нейтральных, при pH

≥ 7. Так катиониты с карбоксильными

группами обмениваются ионами при pH >7, а с фенольными – при pH >8.

Иониты в контакте с водой не растворяются, но поглощают некоторое количество

воды, являясь гелями с ограниченной набухаемостью. При соприкосновении с водой,

вследствие осмотических явлений, происходит их набухание; размер пор увеличива-

ется от 0,5

− 1,0 нм до 4,0 нм. Объем ионитов обычно увеличивается в 1,2 − 3 раза. Сте-

пень набухания зависит от строения ионита, природы противоионов, от состава рас-

твора. Набухание влияет на скорость и полноту обмена ионов, а также на селектив-

ность ионита. Оно прекращается после того, как разность осмотических давлений

до и после обмена уравновесится упругими силами растяжения и сжатия ионита.

Сильно набухающие смолы,

называемые гелеобразными, имеют удельную обмен-

ную поверхность 0,1

− 0,2 м

/г. Макропористые иониты обладают развитой обмен-

ной поверхностью, равной 60

− 80 м

/г. Синтетические иониты набухают больше и

имеют большую обменную емкость, чем природные.

На кинетику ионного обмена влияют также температура, концентрация

ионов и др. Иониты должны обладать термической и химической стойко-

стью. При нагревании ионитов в воде и на воздухе возможно разрушение их

зерен, отщепление активных групп, что приводит к снижению

емкости. Для

каждого ионита имеется температурный предел, выше которого его нельзя

использовать. В общем случае термическая устойчивость анионитов ниже,

чем катионитов. Химическая стойкость оценивается по изменению полной

обменной емкости и изменению массы ионита.

Характерной особенностью ионного обмена является его обратимость, т.е.

возможность проведения реакции в обратном направлении, что и лежит

в основе

регенерации ионитов.

Регенерация отработанных катионитов осуществляется (2

− 8)-процентными

растворами кислот (при Н-катионите) или раствором хлористого натрия (при Na-

катионите). Регенерационные растворы – элюаты

− содержат катионы. После

взрыхления и промывки катиониты заряжаются:

[

]

[

]

24 24

2Ме К Н SO 2НК МеSO .++R

[

]

[

]

Ме К NaСlNaКМеCl.++R

Поскольку в сточных водах, как правило, содержится несколько катио-

нов, большое значение имеет селективность их поглощения, которая зависит

от степени набухания в порах и размера пор ионита. При малом размере пор

большие ионы не могут достичь внутренних активных групп. В целях повы-

шения селективности ионитов к определенным металлам в его

состав вводят

вещества, способные образовывать с ионами этих металлов внутрикомплекс-

ные соединения – хилаты.

Для каждого вида катионита установлены ряды катионов по энергии их

вытеснения. Например, для сильнокислого сульфокатионита КУ-2: H

< Na

< NH

< Mg

< Zn

< Co

< Cu

< Cd

< Ni

< Ca

< S

< Pb

< Ba

, для

слабокислого катионита КБ-4: Mg

< Са

< Ni

< Co

< Cu

Слабоосновные аниониты поглощают анионы сильных кислот:

[

]

[

]

24 4 2

2 АОН НSO А SO 2НО++R ,

где

[А] - сложный органический комплекс анионита.

Для большинства анионов справедлив следующий ряд по поглощающей спо-

собности: SO

> NO

> Cl

Регенерация отработанных слабоосновных анионитов достигается фильтрова-

нием через слой анионита (2

− 6)-процентных водных растворов щелочей (напри-

мер, NaOH,

или NH

OH). Аниониты при этом переходят в ОН-форму:

[

]

[

]

424

А SO 2NaOH 2 A OH N SO .++R

Элюаты содержат в сконцентрированном виде все извлеченные из сточных

вод анионы. При необходимости регенерируемый анионит можно перевести в

Cl-форму, пропуская раствор NaCl. В отработанном заряжающем растворе на-

капливается едкий натр.

Элюаты, представляющие собой отработанные растворы кислот и щелочей,

нейтрализуют или обрабатывают с целью рекуперации ценных продуктов. Ней-

трализацию проводят смешением кислых

и щелочных элюатов, а также дополни-

тельным введением кислоты или щелочи. Степень регенерации в процентах опре-

деляют по формуле

В n

100

=⋅θθ

, (5.5)

где

− восстановленная обменная емкость;

- полная обменная емкость.

На степень регенерации влияют: тип ионита, состав насыщенного слоя,

природа, концентрация и расход регенерирующего вещества, температура,

время контакта и расход реагентов. Процесс регенерации ионитов состоит из

трех стадий: взрыхления ионита, регенерации, отмывки ионита от продуктов

регенерации и избытка регенерирующего вещества. Объем промывных вод

обычно составляет 75 – 100 % объема регенерационных

растворов.

Процессы ионообменной очистки сточных вод осуществляются в установках

периодического или непрерывного действия. Установка периодического действия

состоит из фильтра (или колонны) периодического действия, насоса, емкостей и

контрольно-измерительных приборов. Фильтр периодического действия пред-

ставляет собой закрытый цилиндрический резервуар с расположенным у днища

щелевым дренажным устройством, обеспечивающим равномерное отведение во-

ды по

всему сечению фильтра, высота слоя загрузки ионита 1,5 − 2,5 м.

Фильтр может работать по параллельно-точной схеме (при подаче сточной

воды и регенерирующего раствора сверху) и по противоточной схеме (сточная

вода подается снизу, а регенерирующий раствор – сверху). На продолжитель-

ность фильтроцикла большое влияние оказывает содержание взвешенных ве-

ществ, поэтому перед подачей воды в ионообменную установку следует обес-

печить максимальное

их удаление. При фильтровании сточной воды через не-

подвижный слой ионита со скоростью до 10 м/ч расчет фильтра производится

на основании материального баланса. При очистке сточных вод, загрязненных

взвешенными веществами, применяют ионообменные колонны с псевдоожи-

женным слоем ионита.

На рис. 5.1а

−в приведены схемы установок периодического действия с одним

ионообменным аппаратом. Все приведенные схемы отличаются способом реге-

нерации ионита. На схеме с проточной регенерацией (рис. 5.1а) регенерирую-

щий раствор готовят непрерывно при подаче в эжектор воды и концентрирован-

ного раствора кислоты или щелочи. Подачу кислоты прекращают после пропус-

кания через ионит заданного

объема регенерационного раствора. А подачу воды

продолжают для отмывки ионита от регенерационного раствора. Элюат и про-

мывные воды после нейтрализации можно сбрасывать в канализацию.

По схеме с оборотом части реагента (рис. 5.1б) регенерирующий раствор го-

товится в специальной емкости 3. Этим достигается сокращение расхода регене-

рирующего реагента и объема регенератора, так

как регенерирующий раствор

готовят путем добавления к первой порции промывочной воды концентрирован-

ного реагента. В результате часть реагента находится в обороте.

III

)

III

)

III

)

II, V

III, VI

г)

Рис. 5.1. Схемы ионообменных установок периодического действия:

а – с проточной регенерацией; б – с оборотом части реагента; в – с фракциони-

ованием регенерата; г – с "плавающим" фильтром; I – подача сточной воды; II –

подача воды на регенерацию; III – промывная вода; IV – очищенная вода; V –

кислота, щелочь; VI – регенерат

По схеме с фракционированием реагента (рис. 5.1в) достигается наименьший

расход реагентов. Регенерат разделяют на отдельные фракции и собирают в ем-

кости. Первую фракцию, более концентрированную, направляют на переработ-

ку. Промывную воду также собирают в две емкости. При следующей регенера-

ции в качестве первой фракции используют вторую фракцию от предыдущей ре-

генерации, доведенную до заданной концентрации реагентом.

Схема с плавающим фильтром (рис. 5.1г) дает возможность получить более

концентрированные регенераты. Очищаемую воду последовательно пропускают

через два фильтра. В начале проскока во втором фильтре подключают отрегене-

рированный третий фильтр, а первый по ходу воды выводится на регенерацию.

Регенерация отработанного фильтра может производиться по описанным

выше

схемам с одним аппаратом.

Недостатки установок периодического действия: большие объемы аппара-

тов; значительный расход реагента; большая единовременная загрузка ионита;

сложность автоматизации процесса

− ограничивают возможность их примене-

ния на практике.

В качестве примера приведена технологическая схема ионообменной очист-

ки сточных вод производства хлоранилина от смесей анилина с хлоранилином

(рис. 5.2). Необработанная сточная вода по линии I поступает в резервуар 1,

куда дозируется из мерников 2 соляная кислота для снижения pH

≤ 4 − 4,5. Под-

кисленная сточная вода насосом 16 подается на фильтр 3, где отделяется от вы-

павших при подкислении взвешенных веществ. Фильтрат поступает в блок по-

следовательно расположенных ионообменных колонн 7 с общей высотой слоя

катионита КУ-2 не менее 3 м; скорость фильтрования около 2 м

/ч на 1 м

площади поперечного сечения ионообменной колонны.

Обычно две колонны работают в режиме ионного обмена, а одна регене-

рируется. Регенерационный аммиачно-метанольный раствор насосом 15 из

мерника 8 подается в регенерируемую колонну снизу вверх. Подогретая до

− 40 °С вода для промывки отрегенерированной колонны поступает в нее

через тот же мерник 8. Из колонны отработанный регенерационный раствор

выпускается в приемник 12, откуда центробежным насосом 11 подается в

ректификационную колонну 9 для отгонки метанола и аммиака. Кубовый

осадок из этой колонны направляется в отстойник, где происходит разделе-

ние фаз: водный слой направляется в сборник

, а слой сырых аминов на раз-

гонку и утилизацию. Разделение фаз происходит простым отстаиванием, и

эта операция требует много времени.

После регенерации водно-метанольным раствором аммиака катионит для пе-

ревода в водородную форму промывают (8

− 10)-процентным раствором соляной

кислоты, поступающем из емкости 4. Кислота, вытекающая из колонны, собира-

ется в емкость 13 и насосом 14 подается в мерники 2 для регенерирования pH

сточной воды. Туда направляются промывные воды. Обработанная сточная вода

имеет слабокислую реакцию и должна перед сбором нейтрализоваться известко-

вым раствором.