Μέθοδος ρόφησης στον καθαρισμό του νερού. Ρόφηση (επεξεργασία λυμάτων). Σε ποιους τύπους καθαρισμού νερού προσρόφησης χωρίζονται;

Επιλογή ροφητών. Η γκάμα των ροφητών για τον προκαταρκτικό καθαρισμό του νερού που παράγεται από τη βιομηχανία είναι πολύ διαφορετική. Για τον καθαρισμό του νερού από οργανικές ουσίες χρησιμοποιούνται ενεργοί άνθρακες, πηκτώματα και μακροπορώδεις εναλλάκτες ανιόντων κ.λπ. Οι ενεργοί άνθρακες έχουν κινητική αργής απορρόφησης από διαλύματα, η οποία απαιτεί μεγάλες περιοχές διήθησης, κακή αναγέννηση με τη χρήση αντιδραστηρίων (η υπολειπόμενη ικανότητα μετά την πρώτη αναγέννηση είναι σημαντικά λιγότερο από το μισό του αρχικού), μηχανική ευθραυστότητα, υψηλή περιεκτικότητα σε τέφρα.

Οι εναλλάκτες ανιόντων, ιδιαίτερα οι μακροπορώδεις, είναι απαλλαγμένοι από πολλά από τα αναφερόμενα μειονεκτήματα. Η αρχική επιλογή των καλύτερων από αυτά πραγματοποιείται υπό στατικές συνθήκες όταν τα ροφητικά έρχονται σε επαφή με πρότυπα διαλύματα ή με δεδομένο νερό για μία ώρα.

Μετά την επιλογή των καλύτερων δειγμάτων (σε αυτή την περίπτωση αποδείχθηκαν οικιακά ροφητικά του τύπου πολυμερισμού AB-171 και του τύπου συμπύκνωσης IA-1), πραγματοποιούνται κινητικές μελέτες. Ο στόχος τους είναι να προσδιορίσουν τη φύση του σταδίου που περιορίζει τη διαδικασία, να βρουν τους συντελεστές διάχυσης και τον χρόνο για την επίτευξη ισορροπίας. Το στάδιο που περιορίζει τη διαδικασία καθορίζεται από το ακόλουθο κριτήριο: εάν η ανάδευση του διαλύματος επιταχύνει τη ρόφηση, αυτό υποδηλώνει την κυρίαρχη επίδραση της εξωτερικής διάχυσης. Άμεση απόδειξη του μηχανισμού ενδοδιάχυσης παρέχεται από το πείραμα της «διακοπής». Εάν μετά από ένα διάλειμμα η διαδικασία προσρόφησης συνεχιστεί και η δραστηριότητα προσρόφησης της στερεάς φάσης αυξηθεί, μπορούμε με βεβαιότητα να μιλήσουμε για τη φύση της διαδικασίας ενδοδιάχυσης.

Απορρόφηση χουμικών ουσιών. Η κινητική ενδο-διάχυσης, σύμφωνα με δεδομένα, περιορίζει την απορρόφηση των χουμικών ουσιών, δηλαδή τον προκαταρκτικό καθαρισμό της ρόφησης του νερού.

Η ανάλυση αυτής της εξίσωσης δείχνει ότι η απώλεια προστατευτικής δράσης, εκφρασμένη σε γραμμικές ή ογκομετρικές μονάδες του ροφητικού, όσο μεγαλύτερη (και η περίοδος λειτουργίας της στήλης τόσο μικρότερη) τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ροής, η ακτίνα των κόκκων του ροφητή και η δεδομένη βάθος καθαρισμού.

Από κινητικά πειράματα, προσδιορίζονται οι συντελεστές διάχυσης και ο χρόνος για την επίτευξη ισορροπίας σε συστήματα ιοντοανταλλάκτη-διαλύματος και κατασκευάζονται ισόθερμες προσρόφησης. Οι ισόθερμες ρόφησης χουμικών και φουλβικών οξέων από ανιοντοανταλλάκτες ΙΑ-1 και ΑΒ-171 περιγράφονται από την εξίσωση Langmuir.

Οι εργασίες συγκρίνουν τα αποτελέσματα του πειραματικού προσδιορισμού της ικανότητας προσρόφησης πριν από την ανακάλυψη των χουμικών ουσιών με την ικανότητα προσρόφησης που υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις. οι αποκλίσεις δεν ξεπερνούν το 10-15%. Με την αλλαγή του ρυθμού ροής, του βάθους καθαρισμού, της ακτίνας του ροφητικού κόκκου και του ίδιου του ροφητικού, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η απώλεια χρόνου της προστατευτικής δράσης της στήλης για κάθε επιλογή. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι αυτό θέτει μια πολύ μεγάλη ευθύνη για την ακρίβεια του προσδιορισμού των συντελεστών διάχυσης και ισορροπίας σε συστήματα ροφητικού διαλύματος, τα οποία παρέχουν τα αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό της δυναμικής της ρόφησης.

Έτσι, το καλύτερο ροφητικό για προκαταρκτικό καθαρισμό νερού αποδείχθηκε ότι ήταν ο μακροπορώδης εναλλάκτης ανιόντων ΙΑ-1, που λειτουργεί σε μορφή χλωρίου, σε pH του καθαρισμένου διαλύματος ίσο με 3,0-3,5. Όσον αφορά το μέγεθος των κόκκων, η επιλογή του περιορίζεται από τη φύση του συστήματος αποστράγγισης και τον επιθυμητό ρυθμό ροής του νερού.

Τα φυσικά νερά περιέχουν χουμικά και φουλβικά οξέα. Τα πρώτα απορροφώνται χειρότερα και η «ανακάλυψη» τους περιορίζει πρακτικά τη διαδικασία καθαρισμού. Επομένως, η τιμή θα πρέπει να υπολογίζεται με βάση την περιεκτικότητα σε χουμικά οξέα στο καθαρισμένο νερό. Εάν απουσιάζουν μετά τον καθαρισμό της πήξης, η περίοδος εργασίας της στήλης προσρόφησης υπολογίζεται με βάση την περιεκτικότητα σε φουλβικά οξέα στο νερό.

Το γεγονός ότι η ρόφηση χουμικών και φουλβικών οξέων με ασθενή διάσταση είναι καλύτερη σε όξινο περιβάλλον και σε εναλλάκτη ανιόντων σε μορφή άλατος υποδεικνύει έναν μηχανισμό ανταλλαγής ιόντων για την απορρόφηση αυτών των ουσιών και προτείνει ένα οικονομικά και τεχνολογικά πλεονέκτημα για το προκαταρκτικό νερό κάθαρση. Θα πρέπει να εγκατασταθεί στήλη ρόφησης με ιονανταλλάκτη ΙΑ-1 μετά τον εναλλάκτη κατιόντων μορφής Η και τον ακόλουθο αποανθρακωτή. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη οξίνισης του νερού, αφού οξινίζεται αυθόρμητα κατά τη διάρκεια της κατιονοποίησης. Έτσι, η στήλη ρόφησης γίνεται αναπόσπαστο μέρος της μονάδας αφαλάτωσης. Όταν συνδυάζεται ο καθαρισμός της πήξης με τη ρόφηση, το νερό απαλλάσσεται κατά 80-85% από οργανικές ακαθαρσίες. Περαιτέρω, βαθύτερος καθαρισμός του νερού από οργανικές ακαθαρσίες πραγματοποιείται σε εναλλάκτες ιόντων στο τμήμα αφαλάτωσης της εγκατάστασης.

Εκχύλιση άλλων οργανικών ουσιών. Τα επιφανειακά και αρτεσιανά νερά περιέχουν οργανικές ουσίες που ανήκουν σε διάφορες κατηγορίες ενώσεων. Έχει διαπιστωθεί ότι ουσίες όπως σάκχαρα, ουσίες που μοιάζουν με πρωτεΐνες, αμινοξέα διέρχονται από το σύστημα των στηλών ανταλλαγής ιόντων και εισέρχονται σε βαθιά απιονισμένο νερό. Επιπλέον, η ποσότητα τους εξαρτάται από τη σύσταση του νερού της πηγής και υπερβαίνει σημαντικά την περιεκτικότητα σε ορυκτές ακαθαρσίες. Είναι απαραίτητη η μέγιστη εξαγωγή αυτών των ουσιών από το νερό κατά τον προκαταρκτικό καθαρισμό του με τη μέθοδο της ρόφησης.

Η εργασία συγκρίνει την ικανότητα ορισμένων ενεργών ανθράκων και μακροπορωδών ανιόντων εναλλάκτη να απορροφούν διάφορες αναλυτικά προσδιορισμένες οργανικές ενώσεις διαλυμένες σε φυσικά νερά. Για να γίνει αυτό, 100 όγκοι ποταμού νερού πέρασαν μέσα από ένα απορροφητικό στρώμα ύψους 60 cm με ταχύτητα 7 m/h μετά την κατιόνωσή τους, γεγονός που δημιούργησε τις πιο ευνοϊκές συνθήκες για ρόφηση.

Τα φουλβικά οξέα εξάγονται καλύτερα με ρητίνες παρά με άνθρακα, και οι ικανότητες των ιονανταλλακτών για τα φουλβικά οξέα είναι σχεδόν οι ίδιες. Αλλά ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, η χρήση του ιονανταλλάκτη IA-1 είναι πιο σκόπιμη, αφού αναγεννάται πιο εύκολα και με λιγότερη κατανάλωση αντιδραστηρίου.

Η δεύτερη πολύ σημαντική ομάδα ενώσεων που, όταν εισέρχεται σε βαθιά αφαλατωμένο νερό, μπορεί να επηρεάσει την ηλεκτρική αντίστασή του είναι τα καρβοξυλικά οξέα. Ο άνθρακας SKT-VTU-2 και ο εναλλάκτης ανιόντων AV-171 είναι οι πλέον κατάλληλοι για την ρόφησή τους. Από αυτά τα δύο ροφητικά, θα πρέπει φυσικά να προτιμάται ο ιοντοανταλλάκτης, καθώς η χωρητικότητά του μπορεί να αποκατασταθεί με χημικά αντιδραστήρια. Για την απομάκρυνση απλών και πολύπλοκων αμινοξέων, θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιηθεί ο ανιοντο-ανταλλάκτης AB-171.

Τα απλά και πολύπλοκα σάκχαρα που δεν επηρεάζουν την ηλεκτρική ειδική αντίσταση του απιονισμένου νερού απορροφώνται σε μεγάλο βαθμό μόνο από άνθρακα BAU. Επομένως, κατά την επιλογή ροφητών για καθαρισμό νερού, θα πρέπει να καθοδηγείται όχι μόνο από το μέγεθος της χωρητικότητάς τους και τη δυνατότητα ανάκτησής του, αλλά και από την ανάγκη να αφαιρεθεί μια συγκεκριμένη ένωση από το νερό.

Για μια κατά προσέγγιση εκτίμηση της κατανομής των οργανικών ουσιών στα στρώματα αυτών των ροφητών, καταγράφηκαν οι αντίστοιχες καμπύλες εξόδου. Η φόρτωση των εναλλάκτη ιόντων σε μορφή χλωρίου ήταν 1 λίτρο σε ύψος στρώματος 60 cm. ο ρυθμός ροής του διαλύματος είναι 10 m/h.

Το διήθημα για ανάλυση συλλέγεται συνεχώς σε κλάσματα των 10 L το καθένα. Η διάρκεια της περιόδου εργασίας της στήλης επιλέγεται ίση με 200 μειωμένους όγκους. Το pH του νερού που πέρασε δημιουργήθηκε με προκαταρκτικό κατιονισμό του νερού πηγής. Χρησιμοποιώντας διάφορα ροφητικά και τους συνδυασμούς τους, είναι δυνατό να αφαιρεθεί ένα σημαντικό μέρος οργανικών ουσιών διαλυμένων στο νερό. Ωστόσο, είναι δύσκολο να ληφθεί νερό εντελώς απαλλαγμένο από οργανικές ουσίες χρησιμοποιώντας το αναφερόμενο σύνολο μέσων.

Η περιεκτικότητα και η αναλογία οργανικών μη ηλεκτρολυτών, όπως σάκχαρα, πρωτεΐνες, εστέρες κ.λπ., διαφέρουν όχι μόνο από τη μια γεωγραφική ζώνη στην άλλη, αλλά και μέσα σε μια περιοχή. Ως εκ τούτου, δεν μπορεί να αναμένεται ότι με τα ίδια τεχνολογικά σχήματα και τρόπους αφαλάτωσης, τα απομεταλλωμένα νερά θα είναι τα ίδια ως προς την ποσοτική και ποιοτική περιεκτικότητα σε οργανικές ουσίες. Από αυτή την άποψη, θα πρέπει να είμαστε επιφυλακτικοί όσον αφορά τις προσπάθειες τυποποίησης του ξηρού υπολείμματος του νερού υψηλής αντίστασης χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η σύνθεση της πηγής.

Αφαίρεση σιδήρου (αποβολή). Τα σιδηρούχα νερά είναι νερά που περιέχουν περισσότερο από 1 mg/l σιδήρου. Ο εναλλάκτης κατιόντων απορροφά δισθενή ιόντα σιδήρου με τον ίδιο περίπου τρόπο όπως τα ιόντα ασβεστίου και τα ιόντα σιδήρου ακόμη πιο αποτελεσματικά. Θα περίμενε κανείς ότι κατά τη διάρκεια της αφαλάτωσης με ανταλλαγή ιόντων, το νερό θα «απειρωνιζόταν» ταυτόχρονα. Αυτή η διαδικασία παρεμποδίζεται, ωστόσο, από ορισμένα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των ενώσεων σιδήρου που υπάρχουν στα φυσικά νερά.

Σε ανοιχτές δεξαμενές, καλά αεριζόμενες, ένα σημαντικό μέρος του σιδήρου έχει τη μορφή ενώσεων Fe με διάφορους βαθμούς υδρόλυσης.

Κατά την πήξη και τον επακόλουθο καθαρισμό με ρόφηση, το νερό απελευθερώνεται όχι μόνο από έγχρωμες (κυρίως ενώσεις χούμου), αλλά και από κολλοειδείς και σύνθετες μορφές σιδήρου. Έτσι, ο καθαρισμός από οργανικές ουσίες είναι ταυτόχρονα μια πράξη αποσιδήρωσης του νερού.

Συνιστάται στις επιχειρήσεις που καταναλώνουν ιδιαίτερα καθαρό απιονισμένο νερό να το λαμβάνουν όπου είναι δυνατόν από υπόγεια ύδατα, τα οποία είναι συνήθως απαλλαγμένα από οργανικούς ρύπους. Είναι γνωστό ότι περισσότερο από το 25% όλων των συστημάτων ύδρευσης λαμβάνουν υπόγειο νερό με περιεκτικότητα σε σίδηρο από 1 έως 5 mg/l.

Στα υπόγεια ύδατα που στερούνται οξυγόνου, ο σίδηρος βρίσκεται κυρίως με τη μορφή ενός μερικώς υδρολυμένου διαλύματος διττανθρακικού. Εάν αυτή η ουσία παρέχεται στη ρητίνη ανταλλαγής κατιόντων σε μη οξειδωμένη και μη υδρολυμένη μορφή ή δεν οξειδώνεται στο ίδιο το φίλτρο κατιονανταλλακτικής ρητίνης, θα περίμενε κανείς μια σχεδόν πλήρη ανταλλαγή ιόντων σιδήρου με ιόντα υδρογόνου. Ωστόσο, μαζί με την αντίδραση ανταλλαγής ιόντων, ο ρυθμός της οποίας προσδιορίζεται από διεργασίες διάχυσης, υπάρχουν αντιδράσεις υδρόλυσης αλάτων σιδήρου, οξείδωσης και μετάβασης σε ασθενώς διασπώμενες και πρακτικά αδιάλυτες ενώσεις ικανές να σχηματίσουν κολλοειδή. Ο συνδυασμός τέτοιων διεργασιών οδηγεί στο γεγονός ότι νερό που περιέχει, για παράδειγμα, σε κατάσταση ισορροπίας 0,16 mg/l σιδήρου σε ιοντική μορφή, μπορεί να χαρακτηριστεί από συνολική περιεκτικότητα σε σίδηρο 2 mg/l. Ο εναλλάκτης κατιόντων θα απορροφήσει μόνο την ιοντική μορφή του σιδήρου και θα διαλύσει με την απορρόφηση μερικά από τα λιγότερο ανθεκτικά προϊόντα υδρόλυσης.

Η απελευθέρωση ιόντων υδρογόνου κατά τη λειτουργία του εναλλάκτη κατιόντων θα μπορούσε να περιορίσει την αντίδραση και ακόμη και να τη μετατοπίσει προς τα αριστερά, ειδικά επειδή ο αριθμός των ιόντων υδρογόνου στο κατιονισμένο νερό καθορίζεται από τη συνολική περιεκτικότητα σε αλάτι, η οποία είναι σχεδόν δύο τάξεις του μέγεθος μεγαλύτερο από τον αριθμό των ιόντων σιδήρου στο νερό.

Καθώς ενεργοποιούνται τα ανώτερα στρώματα του εναλλάκτη κατιόντων, δύο περιστάσεις θα συμβάλουν στη μετατόπιση της αντίδρασης προς τα δεξιά: η παρουσία ιόντων Fe(II) στο στρώμα, επιταχύνοντας καταλυτικά τη μετατροπή τους σε ιόντα Fe(III) και μερική απορρόφηση ιόντων υδρογόνου από τον κατιονανταλλάκτη, εναλλαγή με ιόντα νατρίου και ασβεστίου με τα οποία είναι γεμάτη, στρώμα εξαντλημένης ρητίνης. Το υδροξείδιο του Fe(III) και άλλα προϊόντα υδρόλυσης που σχηματίζονται υπό αυτές τις συνθήκες δεν θα συμμετέχουν πλέον στην ανταλλαγή ιόντων και θα διέρχονται σε κατιονισμένο νερό, ακριβώς όπως εκείνο το μέρος τέτοιων ενώσεων σιδήρου που υπήρχε στο αρχικό νερό.

Η ποσοτική περιγραφή αυτών των διαδικασιών είναι ακόμα δύσκολη. Ταυτόχρονα, η παρουσία σιδήρου σε μη ιοντική μορφή σε Η-κατιονισμένα και αφαλατωμένα νερά εξηγείται ικανοποιητικά από την προτεινόμενη ιδέα και υποδηλώνει την ανάγκη απομάκρυνσης του σιδήρου από σιδηρούχα υπόγεια ύδατα πριν την τροφοδοσία του σε μια εγκατάσταση ανταλλαγής ιόντων αφαλάτωσης. Η παραπάνω εξίσωση προτείνει τους κύριους τρόπους απομάκρυνσης του σιδήρου από το νερό. Αυτά είναι ο αερισμός (κορεσμός οξυγόνου) και η αλκαλοποίηση (δέσμευση ιόντων υδρογόνου). Στα διττανθρακικά νερά, το τελευταίο συμβαίνει αυθόρμητα με την απελευθέρωση στοιχειομετρικής ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα. Ο αερισμός μπορεί να επιτευχθεί με φύσημα αέρα, ψεκασμό νερού στον αέρα ή εφαρμογή όζοντος. Το ενεργό χλώριο και το υπερμαγγανικό κάλιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως άλλα οξειδωτικά μέσα. Υπό την επίδραση οξειδωτικών παραγόντων, οι ιοντοανταλλάκτες «γερνούν», επομένως συνιστάται η αφαίρεση σιδήρου χρησιμοποιώντας μια μέθοδο χωρίς αντιδραστήρια.

Μια μονογραφία είναι αφιερωμένη στην αφαίρεση του σιδήρου από τα υπόγεια ύδατα, η οποία συνοψίζει τόσο τις θεωρητικές όσο και τις τεχνολογικές πτυχές του προβλήματος. Λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες της λήψης σχετικά μικρών όγκων απιονισμένου νερού υψηλής καθαρότητας για βιομηχανικούς σκοπούς και τις ιδιαιτερότητες των ίδιων των βιομηχανιών που καταναλώνουν τέτοιο νερό, θα πρέπει να επικεντρωθούμε στη μέθοδο του απλοποιημένου αερισμού που ακολουθείται από διήθηση.

Πάνω από το ανοιχτό φίλτρο, το νερό ψεκάζεται μέσω οπών στους σωλήνες παροχής. Το πάχος του στρώματος άμμου στο φίλτρο είναι συνήθως τουλάχιστον 1,2 m και το μέγεθος των κόκκων είναι από 0,8 έως 1,6 mm. Τα φίλτρα με φόρτιση δύο στρώσεων με συνολικό πάχος 1,2-1,5 m και πάχος ανώτερης στρώσης 0,5 m διακρίνονται από μεγαλύτερη ικανότητα συγκράτησης βρωμιάς Για το κάτω στρώμα, χαλαζιακή άμμος με μέγεθος κόκκου 0,8-1,2 mm χρησιμοποιείται, και για την κορυφή - τσιπ ανθρακίτη 0,9-2,4 mm. Η ταχύτητα φιλτραρίσματος σε ανοιχτά φίλτρα φτάνει τα 10 m/h. Κατά κανόνα, με μείωση της ταχύτητας μετάδοσης του νερού, η ικανότητα συγκράτησης βρωμιάς των φίλτρων αυξάνεται και επομένως τα ανοιχτά φίλτρα πρέπει να σχεδιάζονται για ταχύτητα που δεν υπερβαίνει τα 5-7 m/h.

Ανάλογα με την ταχύτητα φιλτραρίσματος που έχει υιοθετηθεί, την αρχική περιεκτικότητα σε σίδηρο στο νερό και άλλους παράγοντες, η διάρκεια των φίλτρων ποικίλλει φυσικά. Με ταχύτητα διήθησης 5-7 m/h και αρχική περιεκτικότητα σε σίδηρο σε νερό 3-4 mg/l, ο κύκλος λειτουργίας της εγκατάστασης είναι 60-100 ώρες.Μετά από αυτό, τα φίλτρα πλένονται με ένταση αντίθετου ρεύματος 15-18 l/(s-m2) για 10-15 λεπτά.

Ο όγκος του νερού πλύσης για τα φίλτρα στο τμήμα αποσιδήρωσης νερού φτάνει το 4% του όγκου του καθαρισμένου νερού. Όταν η λειτουργία μιας εγκατάστασης απόσβεσης αυτού του τύπου είναι καλά ρυθμισμένη, η περιεκτικότητα σε σίδηρο στο διήθημα είναι 0,05-0,1 mg/l.

Σε αντίθεση με το απόσταγμα, το οποίο περιέχει έως και 5 μg/l σιδήρου, το τεχνικό συμπύκνωμα μπορεί να εμπλουτιστεί με προϊόντα διάβρωσης. Όταν λαμβάνεται ιδιαίτερα καθαρό απιονισμένο νερό από τέτοιο συμπύκνωμα, είναι απαραίτητος ο προκαταρκτικός αποζήρωση. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται φίλτρα σουλφονικού άνθρακα που λειτουργούν με απόδοση 25-50%, ή πιο αποδοτικά φίλτρα μαγνητίτη, φίλτρα αλλουβιακής κυτταρίνης, φίλτρα προσχωσιγενούς ιονίτη (που ονομάζονται powdex στο εξωτερικό). Έχουν προταθεί φίλτρα εναλλάκτη ανιόντων, όπου η απομάκρυνση του σιδήρου βασίζεται στην πηκτική δράση του εναλλάκτη ανιόντων σε μορφή ΟΗ. Τα φίλτρα αλλουβιακής ανταλλαγής ιόντων λειτουργούν με απόδοση που πλησιάζει το 100% λόγω της σχεδόν στιγμιαίας κινητικής της διαδικασίας. Εδώ, μαζί με την απορρόφηση ιόντων από την υγρή φάση, συμβαίνει μηχανική κατακράτηση σωματιδίων της στερεάς φάσης, πήξη και σχηματισμός συμπλοκών με ανιονανταλλάκτη εάν χρησιμοποιείται μείγμα κατιόντων και ανιόντων εναλλάκτη για το προσχωματικό στρώμα.

Πειράματα έχουν δείξει την καταλληλότητα των φίλτρων αλλουβιακής ανταλλαγής ιόντων για την εξαγωγή χουμικών ουσιών που συμπλέκουν τον σίδηρο και άλλα μέταλλα από το νερό.

Η σοβαρότητα του προβλήματος της απομάκρυνσης του σιδήρου ως στάδιο προκαταρκτικού καθαρισμού του νερού αποκαλύφθηκε ιδιαίτερα σε σχέση με την ανάγκη χρήσης υπερκαθαρού νερού για την παραγωγή μικροηλεκτρονικών. Για τον τελικό καθαρισμό του νερού πριν την τροφοδοσία του για εξαρτήματα οργάνων πλύσης, χρησιμοποιείται μικροφίλτρο με πόρους 0,2 microns, το οποίο συγκρατεί μικροβιακά σώματα. Εάν ο σίδηρος δεν αφαιρεθεί επαρκώς από το απιονισμένο νερό στα προηγούμενα στάδια, τότε τα μικροφίλτρα φράσσονται γρήγορα.

Αποσκλήρυνση νερού.Κατά τη μερική αφαλάτωση του νερού με τη μέθοδο της ηλεκτροδιάλυσης ή τη χρήση αντίστροφης όσμωσης, σε ορισμένες περιπτώσεις είναι απαραίτητο πρώτα να μαλακώσει το νερό, δηλαδή να απελευθερωθεί από κατιόντα ασβεστίου και μαγνησίου, τα οποία, με την κατάλληλη ανιονική σύνθεση του νερού, μπορούν να σχηματίσουν ιζήματα στο τις μεμβράνες ανταλλαγής ιόντων ή στις μεμβράνες (ίνες) που χρησιμοποιούνται σε μονάδες αντίστροφης όσμωσης.

Συνιστάται η αποσκλήρυνση ως προκαταρκτικό στάδιο καθαρισμού κατά την αφαλάτωση σχετικά μικρών μαζών νερού χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ανταλλαγής ιόντων. Η αναγέννηση του εναλλάκτη κατιόντων, δηλ., η μετατροπή του σε μορφή νατρίου, πραγματοποιείται με διέλευση ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου 6-10% μέσω της χρησιμοποιημένης ροφητικής στιβάδας και επακόλουθη πλύση με νερό.

Για λόγους που θα συζητηθούν παρακάτω, η κατανάλωση επιτραπέζιου αλατιού για αναγέννηση υπερβαίνει τη στοιχειομετρική κατά 2,5-5 φορές. Όταν εργάζεστε με νερό με υψηλή περιεκτικότητα σε άλατα, συνιστάται η χρήση ισχυρού εναλλάκτη κατιόντων οξέος τύπου KU-2 για αποσκλήρυνση. Ταυτόχρονα, σε σύγκριση με τέτοιους εναλλάκτες κατιόντων όπως ο σουλφονωμένος άνθρακας ή το KU-1, η κατανάλωση αλατιού για αναγέννηση μειώνεται αρκετά σημαντικά.

Μεταξύ των υφιστάμενων μεθόδων επεξεργασίας νερού, η μέθοδος ρόφησης είναι μια από τις πιο κοινές. Τι είναι ο καθαρισμός του νερού προσρόφησης και γιατί χρειάζεται; Αυτή η διαδικασία αναφέρεται σε αποτελεσματικές μεθόδους βαθύ καθαρισμού υγρών, που επιτρέπουν την απομάκρυνση επιβλαβών ακαθαρσιών και χημικών ενώσεων δεσμεύοντας σωματίδια σε μοριακό επίπεδο. Η μοναδικότητα αυτού του φιλτραρίσματος έγκειται στην ικανότητα απομάκρυνσης οργανικής ύλης από το νερό που δεν μπορεί να διαχωριστεί με άλλο τρόπο.

Η μέθοδος ρόφησης του καθαρισμού του νερού με τη χρήση εξαιρετικά ενεργών ροφητών καθιστά δυνατή τη λήψη ενός υγρού στο οποίο δεν υπάρχει σχεδόν κανένα υπολειμματικό συμπύκνωμα. Η υψηλή δραστηριότητα των ροφητών καθιστά δυνατή την αλληλεπίδραση με ουσίες, ανεξάρτητα από τη συγκέντρωσή τους: ακόμη και με μικρές δόσεις επιβλαβών ακαθαρσιών, αυτή η μέθοδος θα λειτουργήσει.

Η έννοια της προσρόφησης και η αποτελεσματικότητά της

Ο όρος «προσρόφηση» αναφέρεται στη διαδικασία απορρόφησης ρύπων στο νερό από την επιφάνεια των στερεών. Βασίζεται στην αρχή της διέλευσης μορίων τέτοιων ακαθαρσιών μέσω μιας ειδικής μεμβράνης που περιβάλλει το προσροφητικό και προσελκύοντάς τα στην επιφάνειά του. Η παραπάνω διαδικασία συμβαίνει όταν το υγρό καθαρισμού αναδεύεται.

Αυτή η μέθοδος μπορεί να επιτύχει το μεγαλύτερο αποτέλεσμα με χαμηλές συγκεντρώσεις επιβλαβών ουσιών, κάτι που παρατηρείται στην περίπτωση ισχυρού καθαρισμού. Ό,τι δεν κατακάθισε στα προηγούμενα φίλτρα αφαιρείται με ρόφηση και η έξοδος είναι καθαρό νερό.

Η ταχύτητα της διαδικασίας και η αποτελεσματικότητά της εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες:

• Ροφητικές δομές.
• Θερμοκρασίες.
• Συγκέντρωση του ρύπου και η σύνθεσή του.
• Δραστηριότητα περιβαλλοντικής αντίδρασης.

Στις σύγχρονες εγκαταστάσεις, η καλύτερη επιλογή ροφητή που καθαρίζει αποτελεσματικά το νερό είναι ο ενεργός άνθρακας διαφόρων τύπων. Όσο περισσότερους μικροπόρους έχει μια δεδομένη ουσία, τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα του καθαρισμού του νερού με την απορρόφηση άνθρακα.

Οι ειδικοί της Ruswater θα σας βοηθήσουν να επιλέξετε την καλύτερη επιλογή για μονάδες φίλτρων που λειτουργούν με την αρχή της προσρόφησης, γεγονός που θα επιτρέψει την οργάνωση αποτελεσματικής επεξεργασίας νερού και τον καθαρισμό του νερού από διάφορες ακαθαρσίες, ανεξάρτητα από τον σκοπό του.

Το φιλτράρισμα του νερού μέσω ενεργού άνθρακα θα πρέπει να εμποδίζει τα υγρά με διαλυμένα εναιωρήματα και κολλοειδή σωματίδια να εισέλθουν στο ροφητικό, καθώς αλλοιώνουν την επιφάνεια του άνθρακα, θωρακίζοντας τους πόρους του. Το ροφητικό, το οποίο έχει καταστεί άχρηστο λόγω τέτοιας έκθεσης, αποκαθίσταται ή αντικαθίσταται.

Για την αποχλωρίωση του νερού χρησιμοποιούνται φίλτρα προσρόφησης με βάση τον ενεργό άνθρακα, τα οποία κάνουν το νερό καλύτερο και επίσης επιτρέπουν τον καθαρισμό του από αζωτούχα εγκλείσματα. Η συνδυασμένη χρήση ρόφησης και οζονισμού ενισχύει σημαντικά την αποτελεσματικότητα του καθαρισμού ενώ ταυτόχρονα αυξάνει τις δυνατότητες του ενεργού άνθρακα. Όταν φυσικά ορυκτά με Ca και Mg, καθώς και οξείδια του αργιλίου, χρησιμοποιούνται ως ροφητικό, οι ενώσεις του φωσφόρου απομακρύνονται από το νερό.

Γιατί χρειάζεται η ρόφηση και πού χρησιμοποιείται;

Η διήθηση νερού με άνθρακα χρησιμοποιώντας μονάδες ρόφησης διαφόρων τύπων χρησιμοποιείται για τον βαθύ καθαρισμό υγρών σε κλειστά συστήματα, συμπεριλαμβανομένου του καθαρισμού των λυμάτων από οργανική ύλη.

Μεταξύ των υφιστάμενων μεθόδων λεπτού καθαρισμού, η ρόφηση αναγνωρίζεται ως μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους για την απομάκρυνση οργανικών ουσιών από το νερό χωρίς σημαντικό κόστος. Η τεχνολογία είναι δημοφιλής σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να καθαριστούν τα λύματα από βαφές, καθώς και να αφαιρεθούν άλλες υδρόφοβες ενώσεις.

Αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη εάν τα λύματα περιέχουν μόνο ανόργανους ρύπους ή η οργανική ύλη που είναι διαλυμένη σε αυτά έχει χαμηλή μοριακή δομή. Η ρόφηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με βιολογική επεξεργασία ή να λειτουργήσει ως ανεξάρτητο μέσο.

Ο απορροφητικός καθαρισμός νερού σάς επιτρέπει να απελευθερώσετε το υγρό από τη γεύση του υδρόθειου και του χλωρίου και να αφαιρέσετε τις δυσάρεστες οσμές. Η αποτελεσματικότητα της χρήσης ενεργού άνθρακα ως ροφητή εξηγείται από τη δομή του: η διήθηση πραγματοποιείται από υπάρχοντες μικροπόρους. Ο ενεργός άνθρακας λαμβάνεται από ξύλο, τύρφη, ζωικά προϊόντα ή κελύφη ξηρών καρπών. Η εφαρμογή σωματιδίων ιόντων αργύρου στην επιφάνεια του ενεργού άνθρακα προστατεύει το υλικό από βλάβες από διάφορους μικροοργανισμούς.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο ενεργός άνθρακας χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του νερού από την οργανική ύλη και για τη διεξαγωγή της διαδικασίας επεξεργασίας του νερού πριν από την αντίστροφη όσμωση. Η ρόφηση σάς επιτρέπει να αφαιρείτε αποτελεσματικά το χλώριο από το νερό, βελτιώνοντας την ποιότητά του. Ταυτόχρονα, το χλώριο αφαιρείται επίσης χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο για την παρασκευή του νερού επεξεργασίας που χρησιμοποιείται για λόγους υγιεινής.

Τα συστήματα καθαρισμού άνθρακα μας

Τα φίλτρα ρόφησης δεν είναι λιγότερο απαιτητικά στο συνολικό σύστημα αφαίρεσης σιδήρου. Ο απορροφητικός καθαρισμός του νερού από τον σίδηρο είναι απαραίτητος για την απομάκρυνση των στερεών σωματιδίων του μετά την οξείδωση σε αδιάλυτα οξείδια.

Τα συστήματα καθαρισμού ρόφησης μπορεί να είναι διαφορετικά. Η επιλογή μιας συγκεκριμένης επιλογής γίνεται μετά την ανάλυση του νερού και τον εντοπισμό των ακαθαρσιών που περιέχει. Τέτοιες εργασίες πρέπει να εκτελούνται από επαγγελματίες, επομένως οι ειδικοί μας είναι πάντα έτοιμοι να σας βοηθήσουν σε αυτό.

Μέθοδοι ρόφησης

Οι μέθοδοι ρόφησης βασίζονται στην απορρόφηση ραδιονουκλιδίων στερεάς φάσης μέσω των μηχανισμών ανταλλαγής ιόντων, προσρόφησης, κρυστάλλωσης και άλλων.

Η ρόφηση πραγματοποιείται υπό δυναμικές και στατιστικές συνθήκες. Με τη δυναμική ρόφηση, τα αρχικά υγρά απόβλητα φιλτράρονται συνεχώς μέσω του ροφητή και με στατική ρόφηση πραγματοποιείται προσωρινή επαφή δύο φάσεων με ανάδευση με περαιτέρω διαχωρισμό.

Η δυναμική προσρόφηση πραγματοποιείται σε προσχωσιγενή ή χύδην φίλτρα. Η διαφορά είναι ότι τα φίλτρα χύδην χρησιμοποιούν ροφητές με τη μορφή κοκκώδους ανθεκτικού υλικού. σε φίλτρα προεπικάλυψης, ανόργανα και οργανικά υλικά τεχνητής και οργανικής προέλευσης χρησιμοποιούνται ως ροφητικό.

Για τον καθαρισμό υγρών ραδιενεργών αποβλήτων από ραδιονουκλίδια, ροφητές (ιοντοανταλλάκτες) τέτοιων τύπων όπως KB-51-7, KU-2-8 (ανταλλάκτης κατιόντων ισχυρού οξέος), AV-17-8 (ανταλλάκτης ανιόντων ισχυρής βάσης), AN-31 και AN-2FN (ασθενώς βασικοί εναλλάκτες ανιόντων), βερμικουλίτης. Τα ροφητικά παράγονται με τη μορφή κόκκων, τα οποία εμποτίζονται σε ειδικό διάλυμα για ενεργοποίηση πριν από τη χρήση. Όλα τα αναφερόμενα ροφητικά έχουν υψηλούς συντελεστές καθαρισμού και καλές ιδιότητες φιλτραρίσματος.

Οι ετερογενείς αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων είναι αναστρέψιμες, γεγονός που επιτρέπει την αναγέννηση του ροφητή, αλλά δημιουργεί συνθήκες για την έκπλυση των ραδιονουκλεϊδίων κατά την αποθήκευση του χρησιμοποιημένου ροφητικού. Σχεδόν όλη η ικανότητα ανταλλαγής του ροφητικού χρησιμοποιείται για τη ρόφηση μακροσυστατικών - αλάτων, λόγω της ομοιότητάς τους με τις ιδιότητες των μικροσυστατικών. Στη συνέχεια, για να γίνει η ρόφηση μικροσυστατικών (ραδιονουκλεΐδια), είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί προκαταρκτική αφαλάτωση. Διαφορετικά, αυτό θα οδηγήσει σε συχνές αναγεννήσεις του ροφητικού και, κατά συνέπεια, σε αυξημένο κόστος καθαρισμού.

Τα υγρά ραδιενεργά απόβλητα με υψηλή αλατότητα είναι ασύμφορο να καθαριστούν με οργανικούς ροφητές λόγω του γεγονότος ότι κατά την αναγέννηση του ροφητικού, απαιτείται 2-2,5 φορές περίσσεια αλκαλίου και οξέος (το κόστος καθαρισμού αυξάνεται).

Η κατάσταση είναι αντίθετη για τα ραδιονουκλεΐδια, των οποίων οι ιδιότητες είναι διαφορετικές από αυτές των μακροσυστατικών τους. Τα πολυσθενή ραδιονουκλίδια απορροφώνται καλά στον εναλλάκτη κατιόντων παρουσία ιόντων νατρίου. Επομένως, τα ιόντα νατρίου που βρίσκονται στα υγρά ραδιενεργά απόβλητα δεν απορροφώνται, γεγονός που οδηγεί σε αισθητή μείωση του όγκου του αναγεννητή, των δευτερογενών αποβλήτων και της συχνότητας αναγέννησης.

Η χρήση συνθετικών οργανικών ροφητών καθιστά δυνατή την απομάκρυνση όλων των ραδιονουκλεϊδίων σε ιοντική μορφή από τα υγρά ραδιενεργά απόβλητα. Αλλά τέτοια ροφητικά έχουν ορισμένους περιορισμούς στη χρήση, οι οποίοι εξελίσσονται σε σοβαρά μειονεκτήματα. Όταν χρησιμοποιούνται τέτοια ροφητικά, τα ραδιονουκλίδια σε μοριακή και κολλοειδή μορφή δεν απομακρύνονται από τα υγρά ραδιενεργά απόβλητα. Επίσης, εάν τα υγρά ραδιενεργά απόβλητα περιέχουν κολλοειδή ή οργανικές ουσίες με μεγάλα μόρια, τότε το ροφητικό χάνει τις ιδιότητές του και αποτυγχάνει λόγω απόφραξης των πόρων.

Στην πράξη, πριν από την ανταλλαγή ιόντων, χρησιμοποιείται διήθηση σε φίλτρα προεπικάλυψης για την απομάκρυνση των κολλοειδών σωματιδίων. Η χρήση της μεθόδου της πήξης αντί της διήθησης οδηγεί στο σχηματισμό μεγάλων όγκων απορριμμάτων. Οι οργανικές ενώσεις από τα υγρά ραδιενεργά απόβλητα απομακρύνονται με υπερδιήθηση. Ένα από τα κύρια μειονεκτήματα της χρήσης ανταλλαγής ιόντων για τον καθαρισμό υγρών ραδιενεργών αποβλήτων είναι αισθητό - η ανάγκη για προκαταρκτική προετοιμασία τέτοιων αποβλήτων.

Τα συνθετικά οργανικά ροφητικά δεν χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό υγρών αποβλήτων υψηλής ενεργότητας λόγω της αστάθειάς τους στις επιδράσεις της εξαιρετικά ενεργής ακτινοβολίας. Μια τέτοια έκθεση οδηγεί στην καταστροφή του ροφητή.

Για να εξασφαλιστεί υψηλός βαθμός καθαρισμού, η διαδικασία καθαρισμού ανταλλαγής ιόντων πραγματοποιείται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, τα άλατα και μικρές ποσότητες ραδιονουκλεϊδίων απομακρύνονται από τα υγρά απόβλητα και στο δεύτερο στάδιο, τα νουκλίδια απομακρύνονται απευθείας από τα αφαλατωμένα υγρά απόβλητα. Η αναγέννηση του ροφητικού πραγματοποιείται σε αντίρροπο ρεύμα. Για να αυξηθεί η απόδοση των φίλτρων, η ταχύτητα στην αρχή του κύκλου ορίζεται σε (90h100) m/h και στο τέλος του κύκλου μειώνεται σε τιμές (10h20) m/h.

Ο καθαρισμός των αφαλατωμένων απορριμμάτων καθιστά δυνατή τη χρήση αποτελεσματικών φίλτρων μικτής δράσης (η αναγέννησή τους είναι δύσκολη) και φίλτρων προεπικάλυψης λόγω του γεγονότος ότι κατά τον καθαρισμό τέτοιων απορριμμάτων η ανάγκη για αναγέννηση είναι ελάχιστη. Χάρη στη μικτή φόρτιση ανιόντων εναλλάκτη και εναλλάκτη κατιόντων με τις μορφές H + και OH-, εξαλείφεται το αντιιονικό αποτέλεσμα και αυτό οδηγεί σε αύξηση του βαθμού καθαρισμού και τη δυνατότητα αύξησης της ταχύτητας διήθησης στα 100 m/h .

Όλα τα υγρά ραδιενεργά απόβλητα περιέχουν κάποια ποσότητα εναιωρήματος, η οποία έχει τάση για μοριακή και ιονανταλλακτική ρόφηση. Επίσης, τα προϊόντα διάβρωσης με ενυδατωμένα οξείδια σιδήρου, μαγγανίου, κοβαλτίου και νικελίου μπορούν να απορροφήσουν μικροσυστατικά. Από αυτή την άποψη, προτείνεται ο διαχωρισμός των αιωρούμενων υλικών για να βελτιωθεί σημαντικά ο βαθμός καθαρισμού των υγρών αποβλήτων.

Για την απομάκρυνση συστατικών όπως 137 Cs, 99 Sr, 60 Co από τα απόβλητα, χρησιμοποιείται η προσθήκη εκλεκτικών ροφητών, στην περίπτωση αυτή νανοαργιλό (μοντμοριλλονίτης), που εξασφαλίζει 98% καθαρισμό αυτών των συστατικών. Η ρόφηση σε επιλεκτικά συστατικά πραγματοποιείται σε συνδυασμό με την πήξη.

Η χημική καθίζηση είναι μία από τις αποτελεσματικές επιλογές για στατική ρόφηση. Τα πλεονεκτήματα των χημικών μεθόδων περιλαμβάνουν το χαμηλό κόστος, τη διαθεσιμότητα αντιδραστηρίων, τη δυνατότητα αφαίρεσης ραδιενεργών μικροσυστατικών σε ιοντικές και κολλοειδείς μορφές, καθώς και την επεξεργασία αλατούχων υγρών αποβλήτων.

Το κύριο χαρακτηριστικό της χημικής εναπόθεσης είναι η επιλεκτικότητα σε διάφορα μικροσυστατικά, ειδικά σε 137 Cs, 106 Ru, 60 Co, 131 I, 90 Sr. Η πήξη και η αποσκλήρυνση είναι μέθοδοι χημικής καθίζησης. Όταν χρησιμοποιούνται αυτές οι μέθοδοι, τα ραδιονουκλίδια απομακρύνονται από κολλοειδείς, ιοντικές και μοριακές μορφές.

Όταν χρησιμοποιείται μαλακτικό νάτριο-άσβεστο, το CaCO 3 και το MgOH 2 καθιζάνουν και χρησιμεύουν ως συλλέκτες για 90 Sr, τα οποία απομακρύνονται με κρυστάλλωση με CaCO 3. Επίσης, η χρήση αυτής της μεθόδου σάς επιτρέπει να αφαιρέσετε 95 Zr και 95 Nb.

Το καίσιο (137 Cs) απομακρύνεται με καθίζηση σιδηροκυανιδίων του σιδήρου, του νικελίου (το πιο αποτελεσματικό), του χαλκού και του ψευδαργύρου, με συντελεστή καθαρισμού 100.

Το ρουθήνιο (106 Ru) και το κοβάλτιο (60 Co) συγκεντρώνονται ελάχιστα στα ιζήματα λόγω του μεγάλου αριθμού των χημικών τους μορφών. Το ρουθήνιο αφαιρείται χρησιμοποιώντας ροφητές όπως θειούχο κάδμιο, θειούχο σίδηρο και θειούχο μόλυβδο. Η απομάκρυνση του κοβαλτίου είναι αποτελεσματική σε οξυένυδρες ενώσεις χρωμίου και μαγγανίου. Το ραδιενεργό ιώδιο 131I παράγεται με ταυτόχρονη καθίζηση με ιωδιούχο χαλκό ή άργυρο.

Η χημική εναπόθεση ολοκληρώνεται με διαδικασίες διαχωρισμού φάσεων. Όταν οι φάσεις διαχωρίζονται, το μεγαλύτερο μέρος των υγρών αποβλήτων διαυγάζεται και η ιλύς συμπυκνώνεται. Ο διαχωρισμός φάσεων πραγματοποιείται με διήθηση ή με έκθεση του συστήματος σε ένα πεδίο δύναμης, το οποίο μπορεί να είναι βαρυτικό (καθιζητές και διαυγαστές) και αδρανειακό (φυγόκεντροι). Λόγω του σχηματισμού μεγάλων όγκων πολτών με πολύ υψηλή υγρασία, οι δεξαμενές καθίζησης χρησιμοποιούνται εξαιρετικά σπάνια, χρησιμοποιώντας διαυγαστές για το σκοπό αυτό. Η διαύγαση σε τέτοιες συσκευές συμβαίνει σε υψηλές ταχύτητες και παρέχει υψηλό βαθμό καθαρισμού.

Για περαιτέρω διαύγαση του υγρού, πραγματοποιείται φιλτράρισμα. Η χρήση φίλτρων χύδην παρέχει λεπτότερο φιλτράρισμα, τέτοια φίλτρα έχουν μεγαλύτερη παραγωγικότητα και κατά την αναγέννησή τους δημιουργείται μικρή ποσότητα απορριμμάτων. Τα φίλτρα χύδην έχουν γίνει πιο διαδεδομένα λόγω της απλότητας και της αξιοπιστίας τους, παρά τον σχηματισμό μεγάλης ποσότητας δευτερογενών απορριμμάτων κατά την αναγέννηση.

Τα φίλτρα ρόφησης είναι αρκετά δημοφιλή προϊόντα για την απομάκρυνση μιας ποικιλίας μηχανικών και οργανοχλωρικών ακαθαρσιών απορροφώντας τον ρύπο στην εσωτερική επιφάνεια του κόκκου φόρτωσης.

Η επιλογή και η εγκατάσταση φίλτρων προσρόφησης θα συζητηθούν σε αυτό το άρθρο.

Τι είναι η προσρόφηση

Ο όρος «προσρόφηση» αναφέρεται στη διαδικασία απορρόφησης υγρών μόλυνσης από το επιφανειακό στρώμα ενός στερεού. Βασίζεται στη διάχυση μορίων ρύπων μέσω ενός ειδικού υγρού φιλμ που περιβάλλει τα προσροφητικά σωματίδια στην επιφάνεια του τελευταίου, η οποία συμβαίνει όταν το υγρό που καθαρίζεται αναμειγνύεται.

Στη συνέχεια, η διάχυση συνεχίζεται με ρυθμό που καθορίζεται από τη δομή του προσροφητικού που χρησιμοποιείται και το μέγεθος των μορίων των συλλεγόμενων ουσιών.

Αυτή η διαδικασία είναι πιο αποτελεσματική σε περιπτώσεις όπου το υγρό έχει χαμηλή συγκέντρωση ρύπων (κατά το στάδιο του βαθύ καθαρισμού). Σε τέτοιες περιπτώσεις, η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας καθιστά δυνατή την επίτευξη πρακτικά μηδενικής συγκέντρωσης ρύπων στην έξοδο.

Η αποτελεσματικότητα και η ταχύτητα της προσρόφησης εξαρτάται άμεσα από:

• Ροφητικές δομές.
• συγκεντρώσεις ρύπων και τη χημική τους φύση·
• ενεργή αντίδραση του περιβάλλοντος.
• θερμοκρασία.

Σήμερα, τα καλύτερα ροφητικά που προορίζονται για τον καθαρισμό του νερού είναι ενεργοί άνθρακες διαφόρων εμπορικών σημάτων. Η αποτελεσματικότητα του τελευταίου καθορίζεται από την παρουσία μικροπόρων. Ο συνολικός όγκος τους είναι το κύριο χαρακτηριστικό και υποδεικνύεται για κάθε μάρκα.

Κατά τη διαδικασία ρόφησης, πρέπει να αποτραπεί η επαφή του άνθρακα με νερό στο οποίο είναι διαλυμένες κολλοειδείς και αιωρούμενες ουσίες, επειδή προστατεύουν τους πόρους του ενεργού άνθρακα. Ο άνθρακας που έχει χάσει την ικανότητα ρόφησης αντικαθίσταται ή αναγεννάται.

Η προσθήκη όζοντος ή χλωρίου (οξειδωτικού παράγοντα) πριν το νερό εισέλθει στο φίλτρο, αυξάνει τη διάρκεια ζωής του ενεργού άνθρακα πριν από την αντικατάσταση, βελτιώνει την ποιότητα του νερού εξόδου και το καθαρίζει από υπάρχουσες ενώσεις αζώτου.

Η συνδυασμένη εφαρμογή του οζονισμού και της προσρόφησης καθιστά δυνατή την επίτευξη ενός συνεργιστικού αποτελέσματος, το οποίο αυξάνει τις δυνατότητες του ενεργού άνθρακα κατά σχεδόν 3 φορές.

Εάν η ρόφηση συμβεί μετά την προχλωρίωση, τότε το άζωτο αμμωνίας αφαιρείται από το υγρό που καθαρίζεται.

Εάν ως ροφητές χρησιμοποιούνται ορυκτά που περιέχουν Mg και Ca φυσικής προέλευσης ή οξείδια του αργιλίου, οι ενώσεις του φωσφόρου απομακρύνονται πολύ αποτελεσματικά από το νερό.

Σκοπός και πεδίο εφαρμογής

Τα φίλτρα ρόφησης διαφόρων εμπορικών σημάτων χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό βαθέων υδάτων σε κλειστά συστήματα παροχής νερού, καθώς και για τον καθαρισμό οργανικών ρύπων (συμπεριλαμβανομένων των βιολογικά σκληρών) από τα λύματα.

Ο καθαρισμός με τη διαδικασία της προσρόφησης θεωρείται μια από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους για τον λεπτό καθαρισμό αυτών των υδάτων από ρύπους οργανικής προέλευσης.

Η τεχνολογία είναι πιο αποτελεσματική κατά τον καθαρισμό των λυμάτων από βαφές, υδρόφοβες και αρωματικές ενώσεις της αλειφατικής ομάδας, ασθενείς ηλεκτρολύτες κ.λπ.

Η μέθοδος ρόφησης δεν χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό λυμάτων που έχουν μολυνθεί αποκλειστικά με ουσίες ανόργανης προέλευσης ή οργανικές ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους (αλδεΰδες, αλκοόλες).

Οι τεχνολογίες καθαρισμού ρόφησης χρησιμοποιούνται τόσο ανεξάρτητα όσο και σε μπλοκ με βιολογικό καθαρισμό στο στάδιο του βαθύ προκαταρκτικού καθαρισμού.

Ταξινόμηση των μονάδων επεξεργασίας ρόφησης

Ανά τύπο διαδικασίας:

• περιοδικός;

• συνεχής.

Σύμφωνα με το υδροδυναμικό καθεστώς:

• εγκαταστάσεις μετατόπισης·

• εγκαταστάσεις ανάμειξης?

• εγκαταστάσεις ενδιάμεσου τύπου.

Σύμφωνα με την κατάσταση των ροφητικών στρωμάτων:

• κίνηση;

• σταθερός.

Με κατεύθυνση φιλτραρίσματος:

• αντίρροπη?

• άμεση ροή?

• μικτή κυκλοφορία.

Με επαφή φάσεων αλληλεπίδρασης:

• πάτησε?

• συνεχής.

Σύμφωνα με το σχεδιασμό του φίλτρου:

• στήλη;

• χωρητική

Σχέδιο φίλτρου ρόφησης

Το φίλτρο προσρόφησης αποτελείται από:

• σώμα, το οποίο είναι ένας κύλινδρος από υαλοβάμβακα των απαιτούμενων διαστάσεων.
• ένα σταθερό στρώμα ενεργού άνθρακα με χαλίκι.
• βαλβίδα ελέγχου διαφορετικών τύπων (προαιρετική - μηχανική βαλβίδα).
• αγωγός μέσω του οποίου τροφοδοτούνται τα λύματα·
• αγωγός μέσω του οποίου αποβάλλεται καθαρό νερό·
• αγωγός μέσω του οποίου παρέχεται νερό χαλάρωσης.
• σύστημα αποχέτευσης και διανομής.

Η γραμμική ταχύτητα διήθησης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον βαθμό μόλυνσης του νερού που παρέχεται για επεξεργασία. Η τιμή του μπορεί να είναι από 1 έως 10 m3/ώρα. Τα μεγέθη κόκκων του ροφητικού κυμαίνονται από 1 έως 5 mm.

Η βέλτιστη επιλογή καθαρισμού θεωρείται η διήθηση, κατά την οποία το υγρό τροφοδοτείται από κάτω προς τα πάνω. Σε αυτή την περίπτωση, ολόκληρη η περιοχή διατομής του φίλτρου γεμίζει ομοιόμορφα και οι φυσαλίδες αέρα που εισέρχονται με νερό μετατοπίζονται αρκετά εύκολα.

Φίλτρα με σταθερή στρώση ροφητών χρησιμοποιούνται για την αναγεννητική επεξεργασία λυμάτων ενώ ταυτόχρονα λύνουν τα προβλήματα ανακύκλωσης των πολύτιμων συστατικών που υπάρχουν σε αυτά. Η εκρόφηση πραγματοποιείται με τη χρήση χημικών διαλυτών ή υδρατμών.

Αρχή λειτουργίας

Ας εξετάσουμε την αρχή της λειτουργίας ενός φίλτρου προσρόφησης χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός μοντέλου της σειράς FSB, που χρησιμοποιείται σε τεχνολογικά σχήματα υπονόμων ομβρίων. Ένας συλλέκτης άμμου και ένας συλλέκτης λαδιού εγκαθίστανται απευθείας στην είσοδο του, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση των δεικτών για αυτούς τους τύπους ρύπανσης στις επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις.

Το νερό, έχοντας περάσει από το προφίλτρο που περιγράφηκε παραπάνω, εισέρχεται στο μπλοκ προσρόφησης μέσω του σωλήνα παροχής. Από εδώ, μέσω του σωλήνα διανομής και εκκένωσης, το νερό μετακινείται στην κάτω ζώνη διανομής.

Εδώ κατανέμεται ομοιόμορφα σε ολόκληρη την περιοχή του ενσωματωμένου ροφητικού, η μάρκα και οι όγκοι του οποίου εξαρτώνται από την αρχική και τελική συγκέντρωση των ρύπων και την απαιτούμενη παραγωγικότητα. Π

Μετά από αυτό, το νερό κατευθύνεται με ανιούσα ροή σε έναν κυκλικό δίσκο συλλογής και από εκεί εκκενώνεται μέσω ενός σωλήνα.

Τοποθέτηση φίλτρου προσρόφησης

Διαδικασία εγκατάστασης:

• σκάβεται ένας λάκκος των απαιτούμενων διαστάσεων.
• ο πυθμένας χύνεται με άμμο, ένα στρώμα του οποίου φτάνει σε πάχος 300 mm και στη συνέχεια συμπιέζεται προσεκτικά.
• πάνω από αυτό το μαξιλάρι χύνεται μια πλάκα από οπλισμένο σκυρόδεμα (300 mm ή περισσότερο), οι γεωμετρικές διαστάσεις του οποίου καθορίζονται από την τιμή "διάμετρος περιβλήματος φίλτρου + 1000 mm".
• το περίβλημα της μονάδας προσρόφησης για μετεπεξεργασία είναι τοποθετημένο αυστηρά κάθετα στην πλάκα.
• Για σταθερότητα, το νερό προγεμίζεται στο περίβλημα περίπου στο επίπεδο του διάτρητου πυθμένα.
• Για να αποφευχθεί η μετατόπιση του σώματος κατά τη διάρκεια της επίχωσης, είναι προασφαλισμένο με άγκυρες.
• Ο λάκκος γεμίζεται σε στρώσεις 300 mm με άμμο χωρίς πέτρες, με κάθε στρώμα προσεκτικά συμπιεσμένο. Η επίχωση ολοκληρώνεται αφού φτάσει στο επίπεδο των σωλήνων εξόδου και εισόδου.
• συνδέονται αγωγοί (υπερχείλιση, έξοδος, είσοδος). Στη συνέχεια, η διαδικασία πλήρωσης συνεχίζεται στο επάνω μέρος του περιβλήματος του φίλτρου. Είναι απαραίτητο να ελέγχεται η λειτουργία του δονητή στα σημεία σύνδεσης των αγωγών που αναφέρονται παραπάνω, ώστε να μην προκληθούν ζημιές.
• το φορτίο τροφοδοτείται μέσα στο περίβλημα σε σάκους. Επιπλέον, το επόμενο σερβίρεται αφού το περιεχόμενο του προηγούμενου κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε ολόκληρη την επιφάνεια του διάτρητου πυθμένα.
• Πριν από τη θέση σε λειτουργία, το φορτωμένο φορτίο πρέπει να πλυθεί σχολαστικά.

Το περίβλημα πρέπει να γεμίσει με φόρτωση και καθαρό νερό.

Προκειμένου το φίλτρο προσρόφησης που επιλέγετε να αφαιρέσει τον μέγιστο δυνατό αριθμό τύπων ρύπων, πρέπει να προστεθούν διάφορες ουσίες ανταλλαγής ιόντων στο φίλτρο άνθρακα, ο κατάλογος των οποίων καθορίζεται λαμβάνοντας υπόψη τους ρύπους προτεραιότητας στην επιχείρησή σας (εγκατάσταση).

Γενικά, η ρόφηση νοείται ως οι διαδικασίες επιφανειακής (προσρόφησης) και ογκομετρικής (απορρόφησης) απορρόφησης μιας ουσίας στη διεπιφάνεια μεταξύ δύο φάσεων: στερεού και υγρού, στερεού και αέριου, υγρού και αέριου. Οι διεργασίες ρόφησης παίζουν σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη τεχνολογία ημιαγωγών και διηλεκτρικών, καθώς επιτρέπουν τον διαχωρισμό ουσιών με πολύ παρόμοιες φυσικοχημικές ιδιότητες (στοιχεία σπάνιων γαιών, μέταλλα όπως ζιρκόνιο και άφνιο κ.λπ.).

Το σύστημα προσρόφησης αποτελείται από προσροφητικόν- την ουσία στην επιφάνεια της οποίας γίνεται απορρόφηση και προσροφώ -μια ουσία της οποίας τα μόρια απορροφώνται. Με βάση τη φύση των διεργασιών, διακρίνεται η φυσική και η χημική προσρόφηση. Στο φυσική προσρόφησητα μόρια προσροφητικού δεν εισέρχονται σε χημική αλληλεπίδραση με το προσροφητικό και, επομένως, διατηρούν την ατομικότητά τους στην επιφάνεια του απορροφητή. Η προσρόφηση σε αυτή την περίπτωση οφείλεται στη δράση των δυνάμεων van der Waals. Στο χημική προσρόφηση,ή χημειορόφηση, τα προσροφημένα μόρια εισέρχονται σε μια χημική αντίδραση με το προσροφητικό για να σχηματίσουν χημικές ενώσεις στην επιφάνεια. Η αντίστροφη διαδικασία - η διαδικασία αφαίρεσης μορίων από την επιφάνεια του προσροφητικού ονομάζεται εκρόφηση.Η φυσική προσρόφηση, σε αντίθεση με τη χημειορόφηση, είναι αναστρέψιμη. Η διαδικασία εκρόφησης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος καθαρισμού. Η προσρόφηση είναι μια επιλεκτική διαδικασία, δηλ. Στην επιφάνεια του προσροφητικού, προσροφούνται μόνο εκείνες οι ουσίες που μειώνουν την ελεύθερη ενέργεια του επιφανειακού στρώματος ή, με άλλα λόγια, μειώνουν την επιφανειακή τάση σε σχέση με το περιβάλλον. Έτσι, χρησιμοποιώντας τις διαφορετικές ικανότητες προσρόφησης ουσιών που βρίσκονται, για παράδειγμα, σε διάλυμα, είναι δυνατός ο διαχωρισμός και ο καθαρισμός τους απορροφώντας τη μία από αυτές με ένα προσροφητικό και αφήνοντας την άλλη σε διάλυμα. Ένα ποσοτικό χαρακτηριστικό ενός συστήματος προσρόφησης είναι ισόθερμη προσρόφησης.Εκφράζει τη σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης μιας ουσίας ΜΕσε διάλυμα και την ποσότητα του ντομικρό, προσροφάται από μια μονάδα προσροφητικής επιφάνειας σε σταθερή θερμοκρασία υπό συνθήκες ισορροπίας προσρόφησης. 1. Η επιφάνεια του προσροφητικού έχει περιορισμένο αριθμό ανεξάρτητων θέσεων προσρόφησης και κάθε θέση μπορεί να προσροφήσει μόνο ένα μόριο.

2. . MOS υδρίδιο επιταξία ημιαγωγών.

Οι περισσότερες ενώσεις ημιαγωγών A 3 B 5 , A 2 B 6 και A 4 B 6 μπορούν να αναπτυχθούν χρησιμοποιώντας τεχνολογία MOC. Στην περίπτωση ανάπτυξης των ενώσεων A 3 B 5, αντί για οργανομεταλλικές ενώσεις στοιχείων της πέμπτης ομάδας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν υδρίδια των αντίστοιχων στοιχείων. Σε αυτή την περίπτωση, συνηθίζεται να χρησιμοποιείται ο όρος τεχνολογία υδριδίου MOC. Μερικές οργανομεταλλικές ενώσεις: Ga(CH 3) 3 - τριμεθυλγάλλιο (TMG), Ga(C 2 H 5) 3 - τριαιθυλογάλλιο (TEG), In(CH 3) 3 - τριμεθυλίνδιο (TMI), In(C 2 H 5) 3 – τριαιθυλίνδιο (TEI), Al(CH 3) 3 – τριμεθυλαργίλιο (TMA) (γενικά – MR3, όπου M είναι μέταλλο, R 3 – (CH 3) ή (C 2 H 5) – αλκύλιο). Υδρίδια: AsH 3 – αρσίνη, PH 3 – φωσφίνη.

Μια σχηματική περιγραφή των διεργασιών κατά τη διάρκεια της επιταξίας υδριδίου MOS φαίνεται στο Σχήμα. 2. Η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε ένα ρεύμα αερίου σε ατμοσφαιρική ή μειωμένη πίεση σε έναν αντιδραστήρα με ψυχρά τοιχώματα. Το φέρον αέριο είναι συνήθως υδρογόνο. Μεμονωμένα στάδια της πλήρους αντίδρασης λαμβάνουν χώρα ήδη στην αέρια φάση. Τα τελικά στάδια και η ενσωμάτωση στο πλέγμα συμβαίνουν στην επιφάνεια του ημιαγωγού. Οι τυπικοί αντιδραστήρες επιτρέπουν τη σύνδεση πολλαπλών οργανομεταλλικών και υδριδικών πηγών, επομένως εναλλασσόμενες στρώσεις διαφορετικών υλικών μπορούν να αναπτυχθούν διαδοχικά σε έναν μόνο κύκλο ανάπτυξης. Αυτό καθιστά δυνατή τη λήψη πολυστρωματικών επιταξιακών δομών πολλαπλών συστατικών.

Η τεχνολογική διαδικασία της επιταξίας μετάλλου-οργανικού δεν περιλαμβάνει χαρακτικά και η διαδικασία ανάπτυξης δεν είναι αποτέλεσμα ανταγωνισμού μεταξύ εναπόθεσης και χάραξης, όπως σε ορισμένες άλλες μεθόδους επιτάξεως αέριας φάσης. Ως αποτέλεσμα, διασφαλίζονται αιχμηρά όρια μεταξύ των στρωμάτων και ομοιομορφία των αναπτυσσόμενων στρωμάτων σε πάχος και σύνθεση.

Η επιταξία υδριδίου MOS είναι η απλούστερη από όλες τις τεχνολογίες για την παραγωγή επιταξιακών στρωμάτων ενώσεων A III B V από την αέρια φάση. Η συνολική αντίδραση για τον σχηματισμό ενώσεων είναι μια αντίδραση του τύπου

Ga(CH 3) 3 +AsH 3 → GaAs (στερεό) +3CH 4,