Технология защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г - 180 стр.

     Форма изотермы ионного обмена зависит от величины коэффициента
селективности KА,В: при KА,В >1 изотерма выпуклая; при KА,В <1 – вогнутая; а
при KА,В = 1- линейная и совпадает с диагональю.
     При концентрации вещества в сточных водах менее 0,003 моль/л, или
при значении числа Био:
                               Bi = β.r0/(kГ⋅D)<<1,
скорость обмена определяется диффузией ионов через пленку жидкости
(пленочная кинетика).
     Здесь β - коэффициент массоотдачи; r0 - радиус зерна ионита; kГ - кон-
станта Генри; D - коэффициент массопроводности (диффузии).
     При концентрации 0,1 моль/л (или Вi >>1) скорость процесса определя-
ется диффузией ионов внутри зерна (гелевая кинетика). В области концен-
траций 0,003…0,1 моль/л определяющими являются оба вида диффузии.
     Коэффициенты диффузии различных ионов в смоле имеют порядок
     10-6…10-9 см2/с, а в воде 10-4…10-5 см2/с. Коэффициент диффузии снижа-
ется при увеличении размера гидратированных ионов в растворе и росте за-
ряда обменивающихся противоионов смолы.
     Для внешнедиффузионной области при значениях числа Re от 2 до 30
для расчета коэффициента массоотдачи используется следующая зависи-
мость:
                                          1/ 3
            Nu = 0,725 ⋅ Re 0, 47 ⋅ PrD          ,        (5.78)
где Nu = β.dэ/D – число Нуссельта; Re = w.dэ/ρ - число Рейнольдса; PrD = ν/D
– число Прандтля.
     Регенерация ионитов. Катиониты регенерируют 2…8%-ми растворами
кислот. Регенерационные растворы - элюаты содержат катионы. Затем после
рыхления и промывки катиониты заряжаются путем пропускания через них
раствора поваренной соли.
     Отработанные аниониты регенерируют 2…6%-ми растворами щелочи.
Аниониты при этом переходят в ОН-форму.
     Элюаты содержат в сконцентрированном виде все извлеченные из сточ-
ных вод анионы. Элюаты, представляющие собой растворы кислот и щело-
чей, нейтрализуют или обрабатывают с целью рекуперации ценных продук-
тов. Нейтрализацию проводят смешением кислых и щелочных элюатов, а
также дополнительным введением кислоты или щелочи.
     Степень регенерации ионитов (в %) определяют по формуле:
               α = 100 ⋅ θ B / θ П ,                    (5.79)
где θв - восстановленная обменная емкость; θп - полная обменная емкость.
     На степень регенерации влияет тип ионита, состав насыщенного слоя,
природа, концентрация и расход регенерирующего вещества, температура,
время контакта и расход реагентов.