Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ ГИДРОСФЕРЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Схемы ионообменных установок.

Процессы ионообменной очистки сточных вод проводят на установках периодического и непрерывного действия. Первые состоят из аппаратов (фильтров или колонн) периодического действия, насосов, емкостей и контрольно-измерительных приборов.

Схемы установок с одним аппаратом приведены на рис. И-31 .Они отличаются системой регенерации ионита. По схеме а регенерирующий раствор готовят непрерывно при подаче в эжектор воды и концентрированного раствора кислоты или щелочи. Подачу кислоты или щелочи прекращают после пропускания через ионит заданного объема регенерационного раствора. Однако подачу воды продолжают для отмывки ионита от регенерационного раствора. Элюат и промывные воды после нейтрализации сбрасывают в канализацию.

По схеме б регенерирующий раствор готовится в специальной емкости. В этом случае достигается сокращение расхода регенерирующего агента и объема регенератора, так как регенерационный раствор готовят путем добавления к первой порции промывной воды концентрированного реагента. В результате часть реагента находится в обороте.

Наименьший расход реагентов достигается в схеме с фракционированием регенерата (схема в). Регенерат разделяют на отдельные фракции и собирают в емкости. Первую фракцию, более концентрированную, направляют на переработку. Промывную воду собирают также в две емкости. При следующей регенерации в качестве первой

Схемы ионообменных установок периодического действия

Рис. 11-31. Схемы ионообменных установок периодического действия: а — с проточной регенерацией; б — с оборотом части регенерата; в — с фракционированием регенерата; г — с “плавающим” фильтром: 1 — фильтры; 2 — эжектор; 3 — емкости для регенерата; 4 — емкости для промывных вод

фракции регенерационного раствора используют вторую фракцию от предыдущей регенерации, доукрепленную до заданной концентрации реагентом.

В схеме г с “плавающим” фильтром получают более концентрированные регенераты. Очищаемую воду последовательно пропускают через два фильтра. При начале проскока во втором фильтре подключают отрегенерированный третий фильтр, а первый по ходу воды выводят на регенерацию и т. д. Регенерацию отработанного фильтра можно производить по описанным выше вариантам.

Режим работы периодической установки (рис. Н-32, а) сводится к следующему. Сточная вода поступает внутрь аппарата, проходит слой ионита и выходит через распределитель. Далее подают промывную воду, а затем регенерирующий раствор. Таким образом, цикл работы аппарата состоит из следующих стадий: 1) ионообмен; 2) отмывка ионита от механических примесей; 3) регенерация ионита; 4) отмывка ионита от регенерирующего раствора.

Работа установки может быть интенсифицирована путем использования аппаратов с кипящим слоем ионита. Скорость процесса в этом случае увеличивается в 2-3 раза. Взвешенный слой имеет меньшее гидравлическое сопротивление.

Для глубокой финишной доочистки воды присоединяют установки со смешанным слоем анионитов и катионитов. В них иониты используют однократно или с внутренней или выносной регенерацией.

Схема установки с намывным фильтром показана на рис. Н-32, б. Приготовленную в емкости суспензию ионита в воде насосом направляют на циркуляцию через фильтр до тех пор, пока на фильтрующих элементах не образуется плотный слой ионитов толщиной 5—10 мм. После этого подают на очистку сточную воду. Отработанный ионит удаляют из фильтра воздухом на регенерацию. После намывки нового слоя ионита цикл повторяют. Такие установки целесообразно использовать при очень малом содержании солей в сточной воде.

Недостатки установок периодического действия: большие объемы аппаратов, значительный расход реагентов, большая единовременная загрузка сорбента, сложность автоматизации процесса.

Непрерывный ионообмен дает возможность уменьшить затраты смолы, реагентов для регенерации, промывной воды, а также применять более компактное оборудование по сравнению с периодическим ионообменником. Колонны непрерывного действия могут работать как с движущимся слоем смолы, так и с кипящим слоем. Установки непрерывного действия содержат несколько ионообменных аппаратов с катионитом и анионитом.

Ионообменный аппарат должен удовлетворять следующим требованиям: иметь необходимый рабочий объем; обеспечивать определенный гидродинамический режим движения взаимодействующих фаз; требуемый уровень насыщения ионообменной смолы; небольшое гидравлическое сопротивление; капитальные и эксплуатационные затраты должны быть минимально возможными.

Аппараты для ионного обмена классифицируются по разным признакам: 1) по организации процесса — на аппараты непрерывного, полунепрерывного и периодического действия; 2) по гидродинамическому режиму — на аппараты вытеснения, смешения и промежуточного типа; 3) по состоянию слоя ионита — с неподвижным, движущимся, пульсирующим, перемешиваемым и циркулирующим слоем; 4) по организации контакта взаимодействующих фаз — с непрерывным и ступенчатым контактом фаз; 5) по организации взаимно-, го направления движения фаз — на прямоточные, противоточные и со смешанным током; 6) по конструкции — на колонные и емкостные; 7) по способу подвода энергии — без подвода энергии извне (с гравитационным движением твердой фазы) и с подводом энергии извне (принудительное движение твердой фазы).

Ниже приведены схемы некоторых аппаратов. Схема колонны с движущимся слоем смолы показана на рис. 11-32, б. Сточную воду подают снизу, а смолу — сверху. Колонна имеет сравнительно небольшую удельную производительность— 1-5 м3/(м2ч), малоэффективна из-за сильного перемешивания фаз и неравномерного распределения смолы по сечению колонны.

Для увеличения эффективности процесса используют колонну с псевдоожиженным слоем или пульсацией. Колонна с тарелками провального типа (рис. Н-ЗЗ,#) имеет удельную производительность 30-45 м3/(м2 ч). Тарелки с лопатками расположены под углом 30°. Лопатки двух соседних тарелок направлены в разные стороны. Это

II-32. Схемы ионообменных установок

Рис. II-32. Схемы ионообменных установок: а — переодического действия: 1 — колонна. 2 — решетка, 3 — слой ионита, 4- 6 — распределители, 7 — бак с регенерирующим раствором, 8 — насос; б — с намывным фильтром: 1 — корпус. 2 — фильтрующий элемент, 3 — емкость для приготовления суспензии ионита, 4 — насос, 5 — сборник отработанного ионита; в — с движущимся слоем смолы: 1 — корпус, 2 — разделительная зона, 3 — слой смолы, 4 — тарелка, 5 — эрлифт обеспечивает спиральное противоточное движение сорбента и раствора.

Для регенерации смолы используют колонны с движущимся слоем или пневмопульсационные (рис. Н-ЗЗ, б). Сорбент подают через коническую трубу. При подаче воздуха смола в рабочем объеме аппарата движется навстречу раствору и удаляется сверху; столб смолы в трубе действует как обратный клапан. Можно проводить процесс регенерации при малой разности плотностей раствора и сорбента.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>