Ионообменные фильтры
(DVIE)

 Раздел доступен гостю

Администратор: Администратор Сайта




Ионообменные фильтры и технологии

       Состав сточных вод гальванического производства зависит от технологических процессов, а концентрация загрязнений от характера водопотребления и методов промывки деталей. На действующих производствах, которые были спроектированы в то время, когда расход воды не ограничивался, наиболее распространенной является отмывка обрабатываемых деталей в одной промывной ванне при затратах воды до 1000л на 1 м2 поверхности металла. Расчеты показывают, что при уносе с деталями от 0,1 до 0,2 л/м2 электролита со средней концентрацией солей 220 г/л содержание их в промывных водах увеличится на 0,5-1,5 экв/м3. Анализ сточных вод ряда гальванических производств подтвердил результаты расчетов.

       В настоящее время расход промывных вод стараются сократить. Проектируют в основном системы многоступенчатой каскадной промывки. При использования двух ванн промывки расход воды удается сократить в 10-30 раз. Концентрация солей в сточных водах при этом пропорционально увеличивается. Еще большее снижение расхода воды и концентрирование загрязнений в сточных водах требует резкого увеличения производственных площадей, что при существующих ценах на водопроводную воду не всегда является рентабельным.

       Следует заметить, что, меняя методы промывки, можно изменить только концентрацию загрязнений в сточных водах, но не абсолютное количество присутствующих веществ. Последнее зависит от уноса электролита вместе с деталями из гальванической ванны. Следовательно совершенствование процесса переноса деталей из рабочей в промывочную ванну является основным и решающим фактором экономичного использования воды.

       Единственным практически осуществимым методом возвращения промывных вод является ионный обмен, с помощью которого возвращается обессоленная вода, а сорбированные загрязнения извлекаются из ионообменных смол при регенерации. Целесообразность использования ионного обмена как технологии очистки и возвращения 85-95% воды ограничивается приростом содержания солей от 50 до 250 мг/л. Что необходимо учитывать при определении или разработке режима водопотребления в гальваническом производстве. При многоступенчатой каскадной промывке в нескольких ваннах, в связи с высокой концентрированностью промывных вод, применение технологии ионного обмена является нецелесообразеным, а предпочтителен метод обратного осмоса.

Ионообменные фильтры

П/П

Тип ионообменного фильтра 

Назначение

Ионообменная смола

1

Установки умягчения воды

Удаление ионов кальция и магния, тяжелых металлов. Частичное удаление ионов железа.

Сильнокислотная катионообменная смола в натриевой форме.

2

Фильтры смешанного действия

Глубокое обессоливание воды

 Катионообменная смола в Н-форме и анионообменная смола в ОН-форме

3

Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов (Cu, Zn, Ni)

Удаление ионов меди, цинка, никеля. Частичное удаление ионов железа.

 Слабоосновная макропористая катионообменная смола в натриевой форме.

4

Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов (Cr)

Удаление ионов хрома.

Сильнокислотная макропористая катионообменная смола в натриевой форме.

       В промывных водах гальванического содержится до 30 различных ионов: катионы Cu, Zn, Ni, Сr, Fe, Cd и пр., анионы SO4, Сl-, NO3, F-, B03 и других кислот. Это необходимо учитывать при подборе типа ионообменных смол, условий регенерации, кондиционирования и других факторов.

       В зависимости от технологии производства применяются различные методы очистки сточных вод: локальная очистка воды каждой ванны с помощью переносных ионообменных фильтров, очистка усредненных кислотно-щелочных сточных вод.

       Выбор метода определяется характером гальванического цеха и химизмом взаимодействия ионообменных смол с загрязняющими веществами и их соединениями.

       Стоки, содержащие масла, ПАВ и другие органические вещества, не могут непосредственно подаваться на ионообменные фильтры. Их предварительно очищают, обрабатывая флокулянтами, а затем извлекая образовавшиеся дисперстные вещества методом электрофлотации, фильтрации либо сорбции на активированных углях. Циансодержащие сточные воды обезвреживают гипохлоритом натрия.

       В большинстве случаев, стоки гальванического производства имеют кислый pH; в них содержатся ионы тяжелых металлов и натрия, попадающие из ванн щелочного травления и обезжиривания. Возможны два основных очистки сточных вод: после нейтрализации и без нейтрализации.

       При очистки после нейтрализации pH корректируется до 9,0-10,0 раствором щелочи. При этом основная масса содержащихся в сточных водах ионов тяжелых металлов переходит в фазу гидроксидов или фосфатов (никель, медь, цинк). Для перевода железа из двух- в трехвалентное в реактор подают воздух.

       Затем сточные воды поступают электрофлотатор для очистка от взвешенных веществ, ПАВ и нефтепродуктов. Для полноты осветления и отстутствия проскока гидроксидов тяжелых металлов необходимо предусматривать механический фильтр пред подачей на ионообменныю или обратноосмотическую установку. Как и при обессоливании природных вод, когда концентрация солей превышает 4-5 экв/м3, рекомендуется использовать мембранные установки обратного осмоса. Для вод, содержащих соли слабых кислот (борной, кремневой, сульфосалициловой), предварительное обессоливание экономично проводить методом обратного осмоса. Если предусматривается обратный осмос, целесообразно нейтрализовать сточные воды щелочью, а не известковым раствором, особенно когда в воде содержатся анионы, образующие нерастворимые соединения с ионами кальция. В гальванических цехах, где разрешается применение водопроводной воды, ею подпитывают систему на величину потерь воды при обессоливании.

       При очистке без предварительной нейтрализации промывные воды, очищенные от загрязнений, мешающих работе сективных ионообменных смол или ионообменных мембран (ПАВ, нефтепродукты и пр.) подаются на ионообенные фильтры с загрузкой сильнокислотного катионита (Dowex). Желательно предварительно отделить тяжелые металлы от одновалентных. Для этого устанавливают последовательно два ионообменных фильтра, из которых первый работает до проскока тяжелых металлов, а второй - до проскока ионов натрия. При регенерации фильтров и последующей переработке регенератов такая схема имеет определенные преимущества. Кислые промывные воды гальванического цеха очищают в целях их возврата в производство с помощью установок, работающих по схеме: предварительный фильтр - сильнокислотные катиониты I и II ступени - анионит слабоосновный или предварительный фильтр - сильнокислотные катиониты I и II ступени - катионит слабоосновный - анионит сильноосновный.

       В отличие от нейтрализованных кислые промывные воды с повышенной концентрацией солей тяжелых металлов не всегда можно деминерализовать методом обратного осмоса из-за недостаточной химической стойкости мембран при низких значениях рН.

       Очистка без предварительной нейтрализации наиболее целесообразна как локальная очистка, когда можно утилизировать извлеченные из воды примеси в основном технологическом процессе.

       При экологической оценке ионообменной очистки промывных вод необходимо учитывать, что возврат их в производство сопровождается по меньшей мере утроенным сбросом солей по сравнению с приростом в актах технологического использования воды и традиционных методах очистки. В связи с этим ионообменная очистка отработанных электролитов перед сбросом в канализацию представляется бессмысленной как с экономической, так и экологической точек зрения. Ионообменная очистка электролита целесообразна только в случае его возвращения в производство. Во всех остальных - отработанный электролит перед сбросом надо обезвреживать, дозируя в небольших количествах в сточные воды, поступающие на электрофлотатор для очистки.

Для того, чтобы специалисты Технопарка РХТУ им Д.И. Менделеева подготовили для Вас технико-коммерческое предложение по ионообменным фильтрам, просим Вас заполнить опросный лист - Очистка сточных вод