Деминерализация воды. Деминерализация воды
Деминерализация воды — СМОЛЫ
Деминерализация воды как процесс - удаление лишних и вредных ионов из водных растворов. Одним из самых популярных заблуждений является то, что питьевая вода, дождевая вода - это самое что ни наесть нейтральное вещество. Однако это не так. В данной статье мы опустим описание вредоносных примесей как то бактерии и яды. Здесь рассмотрим только удаление минералов.
Да, именно так вода - это всегда раствор минералов (минеральных солей различной концентрации). Отсюда и термин - "деминерализация" - удаление минералов.
Почему минералы, растворенные в воде так опасны? Помимо вредного воздействия на организм (ведь минералы могут быть как полезными для здоровья человека, так и являться вредными), растворенные минералы несут угрозу всем поверхностям, по которым течет такая вода, в особенной степени это относится к тем устройствам, где происходит нагрев воды (чайник, бойлер, водопроводные трубы, утюг, стиральная машина и др.) Вот что будет с Вашей стиральной машиной, если вода жесткая и не подвергается процессу умягчения.
Решено! От минералов (солей жесткости) нужно избавляться! На помощь приходит ионный обмен. Ионы - электрические заряженные атомы или молекулы инородных примесей в воде. Хорошо, что соли жесткости имеют электрические заряды, притягивая эти заряженные ионы жесткости к определенному материалу при водоподготовке можно добиться того, что вода избавиться от них. Снижение концентрации ионов жесткости в водном растворе и будет являться процессом умягчения воды. Убрали жесткость - получили мягкость. Удаление ионов жесткости из воды решает специальная деионизирующая смола.
Какие ионы жесткости бывают?
Ионы жесткости деляться на 2 вида (положительные и отрицательные). Категорично, смешений и комбинаций не бывает!
Положительно заряженные ионы солей жесткости:
- Кальций | Calcium | Ca++
- Магний | Magnesium | Mg++
- Железо | Iron | Fe+++
- Марганец | Manganese | Mn++
- Натрий | Sodium | Na+
- Водород | Hydrogen | H+
От данных солей будем избавляться с помощью ионообменных смол, которые тоже в свою очередь делятся на 2 вида катиониты и аниониты.
Катиониты борются с вышеперечисленными положительно-заряженными ионами (особую проблему вызывают первые два: кальций и магний).
Аниониты призваны удалять из водного раствора отрицательно-заряженные ионы солей жесткости. К которым относятся:
- Хлориды | Chlorides | Cl-
- Сульфаты | Sulfates | SO4--
- Нитраты | Nitrates | NO3--
- Силикаты | Silica | SiO2--
- Гидроокислы | Hydroxyl | OH-
В случае с положительными ионами самыми проблемными принято считать Железо, Магний и Кальций.
Отрицательные проблемные ионы солей жесткости: Нитраты, Сульфаты и Хлориды.
Как работает деминерализация?
По форме - это шарики от половины до полутора мм в диаметре. Допустим они как бусинки, но без отверстий. Вода, проходя в фильтре, через смолу отдает катиониту или аниониту ионы жесткости с зарядом.
Катионит забирает на себя (не в себя) железо, магний, кальций, железо.
Анионит получает на свою поверхность нитрат, сульфат, хлорид и силикаты.
До определенного момента они могут накапливать на себе данные ионы. Далее ионообменные смолы необходимо реактивировать (регенерировать) для того чтобы процесс деминерализации начать сначала.
Для этого в фильтр с ионообменной смолой подают регенерационный раствор, который смывает с поверхности ионитов соли жесткости в канализацию, перезаряжает и готовит к повторному использованию.
*** Вы всегда можете купить ионообменные смолы для умягчения воды. Для оформления заказа перейдите на эту страницу.
smoly.ru
Деминерализация - вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Деминерализация - вода
Cтраница 1
Деминерализация воды осуществляется при последовательном пропускании ее через катионитовую и анионитовую ионно-обменные колонки. [2]
При деминерализации воды указанного выше состава основная нагрузка падала на катионит, что было учтено при проектировании установки. Следует, однако, отметить, что полной синхронизации работы ка-тионитовых и анионитовых фильтров достигнуть не удалось вследствие сезонного колебания соотношения между общей и постоянной жесткостью. [3]
Для деминерализации воды в лабораторных условиях часто применяют катиониты марок КУ-1, КУ-2, КУ-2-8чС и аниониты марок ЭДЭ-10П, АН-1 и др. Иониты, поставляемые в сухом виде, измельчают и отсеивают зерна размером 0 2 - 0 4 мм при помощи набора сит. Затем их промывают дистиллированной водой декантацией, пока промывные воды не станут совершенно прозрачны. [5]
Метод деминерализации воды дистилляцией ( перегонкой) основан на разности давлений паров воды и растворенных в ней солей. При не очень высокой температуре можно принять, что соли практически нелетучи и деминерализованная вода может быть получена испарением воды и последующей конденсацией ее паров. Этот конденсат принято называть дистиллированной водой. [6]
Установки деминерализации воды обычно снабжают емкостью для ее хранения, например цистернами ЦСЭ. [7]
При более глубокой деминерализации воды расход энергии вследствие высокого сопротивления разбавленных растворов повышается. [8]
Процесс деминерализации воды различных источников с целью получения беззольной воды имеет большое значение в различных производственных процессах, в том числе и в производстве антибиотиков. Специальная задача-деминерализация растворов антибиотиков - представляется более сложной. Она была бы весьма проста, если бы антибиотик не обладал пи кислотными, ни основными свойствами. Но количество практически важных антибиотиков такого рода невелико. В связи с этим возникает задача осуществления катионирования растворов антибиотиков основного характера без сорбции антибиотиков или же нейтрализации на анионите ( в случае растворов антибиотиков кислотного характера) также без потерь антибиотика. [9]
Установки для деминерализации воды обычно снабжают емкостью для ее хранения, например цистернами типа ЦСЭ. [10]
Рабочий процесс деминерализации воды начинается тогда, когда прибор, измеряющий электропроводность воды, показывает, что вытекающая промывная вода содержит малое количество электролитов. Если в воде присутствуют растворимые органические вещества, то они, в основном, не задерживаются в установке и проходят в деминерализованную воду. [11]
Широко используется метод деминерализации воды с помощью ионообменных колонн. Часть последовательно соединенных колонн заполнена катионообменным материалом, RH, способным обменивать ионы водорода на другие катионы. [12]
В настоящее время деминерализацию воды большей частью осуществляют методом смешанного слоя. Исходную воду пропускают через смесь катионита в Н - форме и сильно - или слабоосновного анионита в ОН - - форме. Этот метод обеспечивает получение воды высокой степени чистоты, но последующая регенерация ионитов требует больших затрат труда. [13]
Ионный обмен, ведущий к деминерализации воды, позволяет отделять органические вещества от минеральных солей, но также обладает рядом серьезных недостатков: существует опасность выделения ионитами собственных органических веществ, наоборот, некоторые вещества из вод удерживаются ими настолько прочно, что извлечь их затем обычными способами затруднительно. К тому же высокая минерализация подземных вод требует больших количеств ионитов и частой их регенерации. [14]
Очевидно, что ионообменная технология деминерализации воды может стать безотходной лишь при условии экономически целесообразной утилизации всех отработанных растворов и загрязненных промывных вод. Решение этой задачи требует, прежде всего, применения таких реагентов для регенерации ио-нитов, которые в итоге вытеснения из смолы поглощенных ею ионов превращаются в ценные для народного хозяйства продукты. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Деминерализация воды - Avogadro
Есть неверное суждение о том, что вода поступающая из артезианских источников имеет чистый химический и минералогический состав. Но в этой воде есть достаточно высокое содержание солей и такая вода и химически и электрически очень активна. Если же вода поступает из открытых источников, то помимо солей в ней еще масса органических загрязнений, особенно в летний период. Для промышленных и бытовых целей нужна очищенная от солей вода, дабы исключить нежелательные химические процессы. Процессом водоподготовки, который убирает или снижает содержание солей называется - деминерализация воды.
На данный момент известно четыре способа деминерализации воды: обратный осмос и деионизация, а также менее распространенные - дистилляция и электродиализ.
Деионизация - это метод, в основе которого лежит физико-химический процесс ионного обмена. При использовании данного способа очистки вода проходит через два слоях ионообменного материала. Данный способ чрезвычайно эффективен и позволяет добиваться необходимой чистоты воды. Суть метода заключается в том, что загрязнённая вода последовательно проходит через катионобменную смолу, а затем анионообменную. Или наоборот. Все растворенные соли находятся в воде в виде катионов и анионов. Прохождение по данным смолам позволяет заменить эти нежелательные ионы на ионы водорода Н+ и гидроксида ОН-. После чего из них также образуются молекулы воды. Данный процесс фактически полностью обессоливает воду. Наибольшее распространение деионизированная вода имеет в химической промышленности, медицинской и фармацевтической отраслях, в наукоемком производстве.
Обратный осмос – метод, который основан на продавливании воды через мембрану, размера пор которой немногим больше размера молекулы воды. Соответственно, получается очень чистая вода. Но большой минус такого способа, что большое количество воды приходиться утилизировать.
Электродиализ – способ в основе которого лежит способность двигаться катионам и анионам в воде к катоду и аноду устройства. Эти электроды имеют вокруг себя мембраны, и сконцентрированный раствор около них можно быстро удалить. Снижение концентрации солей соответственно происходит в пространстве между этими электродами.
Процесс дистилляции основывается на выпаривании загрязнённой воды. Далее пар конденсируют и получают также очень чистую воду. Но нужно отметить, что на данном этапе развития производства данный метод утратил свою актуальность из-за дороговизны процесса и загрязнении самого аппарата.
Сейчас самым распространенным способом деминерализации воды является ионообменный метод. Но и данный метод имеет свои особенности:- Вода поступающаю на такую обработку уже должна пройти очитску от песка, органических загрязнений, ржавчины и т. д.
- В поступающей воде не допускается наличие хлора и хлорорганических соединений, т.к. они разрушают ионообменную смолу и делают ее регенераци невозможной.
- pH находиться в пределах 6,5-8;
- концентрация кремниевой кислоты - менее 20 мкг/л;
- полная жесткость - менее 1 ммоль/л;
- удельное электрическое сопротивление 8-18 МоМ*см
Тип DME/DMHE Расход: до 14 м³/ч.Качество: менее 30 мкСм/см.Два фильтра с автоматическим управлением.Прямая регенерация
Тип DMCE Расход: до 7,5 м³/ч.Качество: менее 10 мкСм/см.Два фильтра с автоматическим управлением.Противоточная регенерация, тем самым снижение потребления химических реагентов.
Тип UPCORE (UPflow COuntercurrent REgeneration) Расход: до 50 м³/ч.Качество: менее 5 мкСм/см.Два фильтра с автоматическим управлением.Противоточная регенерация, тем самым оптимизация потребления химических реагентов.Самопромывной, тем самым гарантия низких потерь напора.
Тип MB/MBA Расход: до 50 м³/ч.Качество: менее 0,1 мкСм/см.Установка ионного обмена смешанного типа, тип MB/MBA, используется для тонкой очистки.Ручное или автоматическое управление.Смотрите также установки SILEX/EUREX.
www.avogadro-energy.ru
Вода, деминерализация - Справочник химика 21
Пермутит, обменявший Na+ на Са +, в согласии с законом действия масс, можно снова легко регенерировать путем обработки концентрированным раствором поваренной соли. При этом ионы Na+ вытесняют ионы a + в раствор, и после промывки пермутит снова пригоден для применения. Нетрудно видеть, что обработка жесткой воды пермутитом ведет к ее умягчению, но не к деминерализации. [c.151]
Основные направления аналитического и технологического использования ионообменной хроматографии следующие 1) разделение близких по свойствам элементов с применением комплексообразующих реагентов (например, редкоземельных и трансурановых элементов) 2) удаление мешающих ионов 3)концентрирование ценных микроэлементов из природных и промышленных вод 4) количественное определение суммарного содержания солей в растворах 5) деминерализация воды 6) получение кислот, оснований, солей извлечение редких и рассеянных элементов (урана, золота, серебра, германия и др.). [c.225]
Самую высокую степень доочистки сточных вод обеспечивает адсорбционный метод (остаточное содержание нефтепродуктов 0,1—0,3 мг/л), внедренный на ряде зарубежных НПЗ. Стоимость адсорбционного метода очистки зависит в большой степени от стоимости сорбента и способа его регенерации. В этой связи представляет интерес создание дешевых активных углей из отходов — например, отходов производства пластмасс, нефтепереработки и т. п. Регенерацию активного угля можно проводить биологическим способом. Каждая колонна в течение суток 16 ч работает в режиме очистки сточных вод и 8 ч — в режиме регенерации угля. Для работы без сброса сточных вод в водоем циркулирующие воды необходимо обессоливать. Для деминерализации сточных вод может быть использован метод обратного осмоса или упаривание под вакуумом. [c.582]
Это явление, называемое обратным осмосом, используется для деминерализации воды. [c.143]
Комбинированный реактор для деминерализации воды. Благодаря действию ионообменной смолы возникают реакции обмена [c.342]
Процессы, основанные на обмене ионов, за последние годы приобрели очень большое значение для умягчения технических вод и для полной деминерализации воды. Практически все естественные воды обладают жесткостью, обусловленной присутствием растворимых [c.293]
Для обессоливания (деминерализации) воды и для ее очистки от других примесей все шире начинают использовать метод обратного осмоса. Трудность его применения связана с получением полупроницаемых мембран, стойких к высоким давлениям и способных достаточно быстро пропускать растворитель. Такую мембрану изготавливают из огромного числа тончайших волокон ацетата целлюлозы или ароматических полиамидов, спрессованных перпендикулярно поверхности мембраны. Сущность метода состоит в том, что к раствору нужно приложить давление выше осмотического, в результате чего практически чистый растворитель (вода) продавливается сквозь полупроницаемую перегородку. Если осмотическое давление обычной питьевой воды достигает 0 1 МПа, то для морской воды, содержащей 35 г солей в литре, я=2,5 МПа. Следовательно, внешнее давление для осуществления обратного осмоса должно быть еще выше, так как производительность установки прямо пропорциональна разности между приложенным и осмотическим давлением. [c.152]
Эти соотношения были демонстрированы в работе Ю. С. Большаковой на коллодиевых, керамических и желатиновых диафрагмах. Опыты на керамических диафрагмах различного радиуса пор интересны тем, что полученные результаты послужили основой для конструирования лабораторного электродиализатора для деминерализации естественных вод. Это будет нами рассматриваться дальше. [c.175]
Применение пермутитов позволяет устранить жесткость воды, но не обеспечивает ее деминерализацию. За последние годы удалось добиться значительных успехов и в деминерализации воды путем применения адсорбентов, способных к обменной адсорбции. В частности для этих целей находят все более широкое применение различные синтетические смолы, способные к обмену как катионов, так и анионов. При пропускании обычной водопроводной воды через систему с измельченными смолами происходит замена всех катионов раствора ионами водорода, а анионов — ионами гидроксила, что позволяет получить воду, по качеству не уступающую дистиллированной. Смолы могут быть регенерированы. Возможность получать при помощи адсорбентов дистиллированную воду имеет большое значение для питания водой котлов высокого давления и в ряде других производств (пивоварения, текстильного, аккумуляторного, фармацевтических и фотографических препаратов, химически чистых реактивов и др.). Синтетические смолы также находят применение для улавливания ценных веществ из очень разбавленных растворов (например, меди из рудничных вод). [c.294]
В подавляющем большинстве случаев ионообменные сорбенты используют в динамических условиях, т. е. в условиях относительного перемещения фазы сорбента и фазы раствора. Достаточно упомянуть процессы деминерализации воды, улавливания ценных отходов и все процессы [c.102]
Ионный обмен в динамических условиях находит широкое применение для умягчения и деминерализации воды в колоночном варианте. Процесс ионообменной деминерализации осуществляется в две стадии [c.111]
Деминерализация воды, содержащей растворенные соли, происходит в результате реакций обмена при пропускании воды последовательно через катионитную и анионитную колонки [c.207]
После промывки регенерированных колонок водой они снова используются для деминерализации. Производительность промышленных установок для обессоливания воды ионитами достигает нескольких сотен кубометров в час. [c.207]
На практике очистки промышленных сточных вод имеет большое значение кристаллогидратный метод деминерализации. Крис-таллогидратная технология преследует разделение водных систем на рассол и воду. Кристаллогидратный процесс состоит в контактировании любого водного раствора с гидратообразующим агентом-М (пропан, хлор, фреоны, СО2 и др.), который извлекает из систе- [c.234]
Один из примеров практического применения ионного обмена— умягчение (деминерализация) воды. Процесс умягчения заключается в том, что поверхность адсорбента поглощает из воды катионы Са и Mg2+, которые обмениваются на ионы Ыа+, переходящие в воду. В качестве адсорбентов, посылающих в воду ионы N3+ в обмен на ионы Са2+ и Мд +, были использованы природные и искусственные минералы — алюмосиликаты. Но полностью этот вопрос был решен тогда, когда удалось синтезировать фенолформальдегидные смолы, способные к катионному обмену (так называемые катиониты). [c.70]
Используемую в промышленности воду освобождают от растворенных примесей дистилляцией или деминерализацией при помощи ионитов. Существуют специальные методы устранения жесткости природных вод (см. 10). [c.279]
Иониты применяют в биологии для разделения органических кислот, аминокислот и углеводов, для выделения витаминов, алкалоидов и антибиотиков, для очистки ферментов и других веществ. Ионный обмен приобретает все большее значение в агропочвоведении и в агрохимическом анализе. А на промышленных предприятиях и электрических станциях иониты используют для умягчения или деминерализации воды. [c.302]
Обессоливание (деминерализацию) воды осуществляют в две стадии первоначально воду пропускают через слой катионита в Н-форме, а затем — через слой анионита в ОН-форме. [c.302]
Вторая стадия деминерализации — это анионообменный цикл. Анионы из природной воды поглощаются смолой, а выделяется эквивалентное количество ОН -ионов. Но гидроксид-ионы нейтрализуются Н+-катионами, полученными при катионном обмене, и образуется вода [c.303]
Предназначены для разделения, концентрирования и очистки растворов методом обратного осмоса и ультрафильтрации. Применяются для деминерализации сточных вод и извлечения компонентов из промышленных стоков химических и других производств, а также для концентрирования ферментов, биологически активных веществ в микробиологической, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. [c.919]
Для предотвращения загрязнения мембран кроме тща тельной предварительной очистки применяют изменение полярности электродов (переполюсовку) с заменой назначения трактов дилюата и рассола (3—4 раза. в 1 ч). По такой схеме смонтирована крупнейшая электродиализная установка с аппаратами АЭ-25 пропускной способностью 250 м /ч на Новочеркасской ГРЭС. С пуском этой установки и ряда других (см. гл. VHI) комбинированные схемы водоподготовки (электродиал 1з — ионный обмен) находят большее применение в энергетике. Технико-экономическая оценка и фактический материал показывают, что использование электродиализного метода для опреснения соленых вод, деминерализации пресных вод в энергетике, очистки коллекторно-дренажных вод, а также в других областях народного хозяйства страны могут дать значительный экономический эффект. Кроме того, применение метода электродиализа является весьма перспективным в решении проблемы охраны окружающей природной среды, прежде всего в связи с тем, что он является безреагентным с минимальным сбросом сточных вод. [c.6]
Процессы адсорбции и ионного обмена широко применяют в химической промышленности, биотехнологии и ряде других отраслей. Типичными примерами адсорбции и ионного обмена являются рекуперация растворителей, разделение смесей углеводородов, очистка и осущка газов, очистка сточных вод, деминерализация воды, выделение металлов из растворов их солей. [c.273]
В последние годы ассортимент реагентов для ионного обмена—их называют теперь ионитами — значительно расширился. Некоторые из ионитов (сульфированные угли и соответствующие ионообменные смолы), называемые катионитами, обладают способностью обменивать содержащиеся в растворе катионы на ионы водорода. Другие (например, продукты конденсации фенилендиаминп с формальдегидом), называемые анионитами, обменивают различные анионы на ионы гидроксила. Последовательное применение ионитов этих двух видов позволяет достигать практически полной деминерализации воды без дистилляции (сами иониты легко регенерируются катиониты — промывгой раствором кислоты, аниониты — растворами щелочи или соды). Иониты применяются также в хроматографическом анализе для разделения близких между собой ионов. [c.373]
Если смешанный слой ионообменной смолы достаточно велик для того, чтобы число пар реакторов можно было считать иракти-чески бесконечно большим, то можно получить отличную деминерализацию воды независимо от начального содержания солей. Исходя пз этого, был создан комбинированный реактор (рис. VIII-10), заполненный катионитом и анионитом. При работе реакторов этого типа возникают трудности, связанные с регенерацией ионообменной смолы. Один из методов восстановления смолы заключается в гидравлическом удалении более легкого анионита после его регенерации. Очиш,енные аниониты возвращаются в реактор и перемешиваются воздухом, после чего деминерализацию воды можно начинать вновь. [c.343]
Выполненный расчет плавки кизеловских (ОФ шахты Шумихинская ) и донецких углеотходов (ОФ шахты Октябрьская-Южная ) показал, что выделяющегося тепла от сжигания отходов при содержании в них не менее 20-22% органического углерода достаточно не только для получения расплава минеральной части, но и для утилизации тепла с последующей реализацией его потребителям. Для условий шахты Октябрьская-Южная таким потребителем может быть станция деминерализации щахтных вод. [c.172]
Процессы ионного обмена играют важную роль в природе. Они определяют состав природных вод, почв, грунтов, соотношение некоторых химических элементов в земной коре. Иониты применяют для у 1ягчения и полной деминерализации природных вод [c.35]
Значение ионного обмена для фармации чрезвычайно велико. Применяя иониты, можно умягчать жесткую воду или опреснять засоленную воду и получать пригодную для фармацевтических целей. Так, способ ионообменного обессоливания (деминерализации) воды, содержащей такие соли, как СаСЬ, Mg Ia и т. п., состоит в последовательном пропускании засоленной воды через две колонки, заполненные одна катионитом в -форме, другая — анионитом в ОН -форме. [c.343]
В многокамерных электродиализаторах с чередующимися парами анионселективиых и катионселективных мембран удаление солей или, наоборот, концентрирование растворов можно осуществлять в нескольких камерах одновременно. Такая схема применяется для деминерализации воды. [c.27]
Проблема утилизации солей, извлекаемых при деминерализации промышленных сточных вод, является весьма важной. Исследования в этой области ведутся доц. И. М. Астрелиным, проф. В. И. Гладушко, ст. инженерами Е. П. Буравлевым, М. Н. Тимошенко по хоздоговору с Первомайским химкомбинатом Минхимпрома СССР. Предложена принципиальная схема регенерации ионитов и технологическая схема переработки получаемых при этом регенератов на азотные удобрения. [c.128]
Для очистки (деминерализации) воду пропускают последовательно через две колонки, соединенные вместе в одну установку. Одна колонка заполнена катионитом, вторая — анионитом. Колонки могут быть сделаны из стекла или винилпласта. Размер колонок определяется потребным количеством воды. [c.315]
chem21.info
