Top 13 # Xem Nhiều Nhất Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Trao Đổi Ion / 2023 Mới Nhất 12/2022 # Top Like | Cuocthitainang2010.com

Hướng Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Trao Đổi Ion / 2023

Tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion của một loài cụ thể trong dung dịch được thay thế bằng các ion có điện tích tương tự nhưng thuộc các loài khác nhau gắn với nhựa không hòa tan. Về bản chất, trao đổi ion là một quá trình hấp phụ và cũng có thể được coi là một phản ứng hóa học thuận nghịch.

Các cation phổ biến của trao đổi ion là làm mềm nước (loại bỏ các ion “cứng” như CA2 + và Mg2 +) và loại bỏ nitrat trong các hoạt động xử lý nước thải tiên tiến. Các loại nhựa trao đổi ion này là zeolit ​​vô cơ tự nhiên hoặc nhựa hữu cơ tổng hợp được sản xuất. Các loại nhựa hữu cơ tổng hợp là loại chiếm ưu thế được sử dụng ngày nay bởi vì các đặc tính của chúng có thể được điều chỉnh cho các ứng dụng cụ thể.

Xử lý nước thải

Hồ xử lý nước thải

Nhựa trao đổi ion được gọi là cation nếu chúng trao đổi ion dương và anion nếu chúng trao đổi ion âm. Nhựa trao đổi cation có các nhóm chức axit như sunfonic, trong khi nhựa trao đổi anion thường được phân loại theo tính chất của nhóm chức là axit mạnh, axit yếu, bazơ mạnh và bazơ yếu. Độ mạnh của tính axit hoặc tính bazơ phụ thuộc vào mức độ ion hóa của các nhóm chức, tương tự như tình huống với axit hoặc bazơ hòa tan.

Phân loại xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion

Cả hai loại ion là nhựa anion và cation đều được sản xuất từ ​​cùng một loại polymer hữu cơ cơ bản. Chúng khác nhau trong nhóm ion hóa gắn liền với mạng hydrocarbon. Chính nhóm chức năng này quyết định hành vi hóa học của nhựa. Chúng có thể được phân loại thành loại trao đổi cation axit mạnh hay yếu hoặc trao đổi anion bazơ mạnh hay yếu.

Cation axit mạnh

Các dạng hydro và natri của nhựa axit mạnh có tính phân ly cao và Na + và H + có thể trao đổi có sẵn để trao đổi trên toàn bộ phạm vi pH. Do đó, khả năng trao đổi của nhựa axit mạnh không phụ thuộc vào pH dung dịch. Những loại nhựa này sẽ được sử dụng ở dạng hydro để khử ion hoàn toàn; chúng được sử dụng ở dạng natri để làm mềm nước (loại bỏ canxi và magiê).

Cation axit yếu Nhựa axit yếu thể hiện ái lực với các ion hydro cao hơn nhiều so với nhựa axit mạnh. Đặc tính này cho phép tái sinh thành dạng hydro với lượng axit ít hơn đáng kể so với yêu cầu đối với nhựa axit mạnh.Mức độ phân ly của nhựa axit yếu bị ảnh hưởng mạnh bởi pH dung dịch. Do đó, công suất nhựa phụ thuộc một phần vào pH dung dịch.

Thiết bị xử lý nước thải

Quy trình xử lý nước thải

Xử Lý Nước Thải Bằng Công Nghệ Trao Đổi Ion / 2023

Thực trạng ô nhiễm môi trường hiện nay đang là một bài toán khó đối với các cơ quan chủ quản, các công ty, doanh nghiệp, tổ chức. Đặc biệt, với tốc độ công nghiệp hóa phát triển như vũ bão hiện nay, lượng nước thải đổ ra môi trường ngày càng nhiều, thành phần hóa chất độc hại trong nước thải ngày càng phức tạp hơn. Chính vì thế mà vấn đề xử lý nước thải đang là một việc làm rất cấp bách đối với các doanh nghiệp. Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải thông dụng, mỗi một phương pháp xử lý đều có những ưu nhược điểm khác nhau, tuy nhiên phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ trao đổi ion hiện nay đang được các công ty, tổ chức, doanh nghiệp lựa chọn hàng đầu nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi của nó.

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn… cũng như các hợp chất của xyanua, asen, photpho, các chất phóng xạ. Phương pháp trao đổi ion cho phép thu hồi các thành phần kim loại rất tốt và đạt được mức độ làm sạch cao. Vì vậy nó là một phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước thải.

Bản chất của quá trình trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng diện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này được gọi là các chất trao đổi ion (ionit), chúng hoàn toàn không tan trong nước. Các chất trao đổi ion có khả năng trao đổi các ion dương từ dung dịch điện ly ( hay còn gọi là các cationit ) và chúng mang tính acid. Các chất có khả năng trao đổi với các ion âm (anionit) và chúng mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là ionit lưỡng tính. Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo.

Mô tả phương pháp trao đổi ion trong xử lý nước thải

Quá trình trao đổi icon được ứng dụng rất rộng rãi, điển hình là thường ứng dụng để làm mềm nước, khử khoáng và khử NH4+. + Làm mềm nước: ứng dụng quan trọng của quá trình trao đổi ion là làm mềm nước, trong đó các ion Ca2+ và Mg2+ được tách khỏi nước và thay thế vị trí Na+ trong hạt nhựa. Đối với các quá trình làm mềm nước, thiết bị trao đổi ion axit mạnh với Na+ được sử dụng. + Khử khoáng: trong quá trình khử khoáng, tất cả các ion âm và các ion dương đều bị khử khỏi nước. Nước di chuyển qua hệ thống hai giai đoạn gồm bộ trao đổi cation axit mạnh ở dạng H+ nối tiếp với bộ trao đổi anion bazơ mạnh ở dạng OH -. + Khử NH4+ (ammonium): quá trình trao đổi ion có thể được dùng cô đặc NH4+ có trong nước thải. Trong trường hợp này, phải sử dụng chất trao đổi chất có tính lựa chọn NH4+ cao chẳng hạn như clinoptilolite. Sau khi tái sinh, dung dịch đậm đặc có thể được chế biến thành phân bón.

Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Trao Đổi Ion / 2023

Công nghệ xử lý nước thải trao đổi ion

4876 Lượt xem – 02-10-2019 10:06

Khi cả thế giới đang đứng lên kêu gọi bảo vệ môi trường thì bạn đang làm gì? Khi những hành động thiết thực được tôn vinh lúc đó bạn đang ở đâu? Khi những ý thức cộng động trỗi dậy thì bạn đang nghĩ đến điều gì?

Khi nhu cầu tăng cao cũng chính là thời điểm con người phải đối diện với những biến đổi về môi trường nghiêm trọng. Dân số tăng nhu cầu sử dụng nước tăng theo kèm theo lượng nước thải thả trực tiếp ra môi trường lại càng cao. Đó cũng chính là nguyên nhân khiến nguồn nước bị ô nhiễm nặng nề. Vì vậy hãy bảo vệ môi trường – bảo vệ cuộc sống thế hệ tương lai sau này.

Sự xuất hiện của các công nghệ xử lý nước thải đánh dấu bước phát triển ngoạn mục trong vấn đề xử lý nước thải. Trong đó phải kể đến xử lý nước thải công nghệ trao đổi ion.

Công nghệ xử lý nước thải trao đổi ion là gì?

Xử lý nước thải bằng công nghệ trao đổi ion là phương pháp tách riêng các chất không cần thiết, đặc biệt các hợp chất kim loại nặng như Cu, Mg, Pb, Hg, Cr, Ni, Cd,… hoặc các chất phóng xạ được thay thế bằng các ion khác ra khỏi nước thải.

Nguyên lý hoạt động

Giai đoạn thay thế: Hiện tượng trao đổi ion diễn ra bằng các phản ứng hóa học, các hạt nhựa trao đổi ion đồng thời diễn ra các phản ứng thế tại pha lỏng và pha rắn. Quá trình chọn lọc và thay thế này diễn ra dựa vào đặc tính điện năng. Đối với mỗi ion khi được hòa tan hoàn toàn trong nước thải hình thành 2 loại hạt cation và anion.

Các hạt cation: làm nhiệm vụ khử khoáng và làm mềm nước, chứa nhiều H+ hình thành quá trình trao đổi giữa các ion tích điện dương với cation trong nước. Các khoáng chất mà cation loại bỏ: Ca2+, Cr3+, Cr6+, Fe3+, Mg2+, Mn2+, Ra2+,…

Các hạt anion: làm nhiệm vụ khử khoáng và hấp thụ axit, chứa nhiều gốc OH-. Các hợp chất mà anion loại bỏ: Asen, Cacbonat, Chlorine, Cyanide, Nitrat, Silica, Sulfat, Uranium, Axit Perfluorootanoic…

Các hạt nhựa trao đổi có đặc tính nhỏ, xốp, là tổ hợp của các hợp chất cao phân tử hoặc các polyme hình thành nên một mạng lưới hydrocacbon liên kết tĩnh điện với các ionizable.

Cấu tạo của các hạt nhựa: một là gốc của chất trao đổi, hai là nhóm hoạt tính.

Phương pháp trao đổi bằng cation được áp dụng rộng rãi khá nhiều trong hệ thống xử lý. Các hạt nhựa trao đổi ion dương như R-Na, RH, R-NH4 (R- là các anion). Sự liên kết giữa các cation Ca2+, Mg2+,… (được cationit giữ lại) sẽ trực tiếp trao đổi với các ion dễ hòa tan như Na+, H+, NH4+,… (hòa tan vào nước).

Chúng ta có thể tuần tự hệ thống trao đổi ion vì các hạt nhựa trao đổi ion bão hòa với những ion trong nước sẽ được tái sinh. Các hạt nhựa tự rửa sạch nhờ quá trình rửa ngược để bổ sung các ion lên bề mặt các hạt nhựa trao đổi.

Các phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động (liên tục)

Trao đổi ion với lớp nhựa đứng yên (gián đoạn)

Ứng dụng công nghệ xử lý nước thải trao đổi ion

Làm mềm nước: thay thế ion Ca2+, Mg2+ bằng Na+ của hạt nhựa.

Khử khoáng: ion dương và ion âm bị loại hoàn toàn khỏi nước.

Khử NH4+: Nh4+ được cô đặc.

Ưu điểm

Ít tiêu tốn năng lượng

Các hạt nhựa ion có thời gian sử dụng lâu

Chi phí sử dụng thấp vì có thể tái sinh được nhiều lần

An toàn và thân thiện với môi trường

Hợp Nhất luôn cố gắng hướng đến những giá trị tốt đẹp nhất trong việc bảo vệ môi trường. Chúng tôi – công ty xử lý môi trường tự tin với đội ngũ kỹ sư trẻ, nhiệt huyết, có trình độ chuyên môn cao chắc chắn sẽ là sự lựa chọn tốt nhất trong vấn đề xử lý nước thải. Xử lý nước thải công nghệ trao đổi ion của chúng tôi sở hữu tính năng vượt trội bởi khả năng vận hành dễ dàng, tiết kiệm điện năng, khả năng xử lý các tạp chất ô nhiễm ở mức độ khá cao chính là điểm nhấn mang chất lượng dịch vụ hoàn hảo nhất.

Phương Pháp Trao Đổi Ion / 2023

Xử lý nước thải xi mạ, xử lý nước thải sơn tĩnh điện, xử lý nước cứng bằng phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là gì?

Quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi lớn trong pha rắn với còn có trong dung dịch.

Và quá trình được dùng để tách các kim loại Pb, Zn, Cu, Hg, Cr, Ni, Cd, Mn… hợp chất As, P, CN các chất lỏng phóng xạ khỏi nước thải. Gọi là quá trình trao đổi ion

Trao đổi ion có thể sử dụng với cation và anion hữu cơ hoặc vô cơ.

Nói chung, các ion điện tích cao dễ tạo ra các muối bền vững với các chất trao đổi ion so với các ion có điện tích thấp vì các loại có hóa trị cao thường dễ bị khử khỏi dung dịch so với các loại có hoá trị

Ứng dụng phương pháp trao đổi ion xử lý nước thải

Trao đổi ion thường được ứng dụng cho xử lý nước nhiễm ion kim loại, nước cứng, Xử Lý Nước Thải Xi Mạ để thu hồi Crôm.

Để thu hồi axit crômic

Trong các bể xi mạ, cho dung dịch thải axit crômic qua cột trao đổi ion resin cation (RH mạnh) để khử các ion kim loại (Fe, Cr 3+, Al,…). Dung dịch sau khi qua cột resin cation có thể quay trở lại bể xi mạ hoặc bể dự trữ.

Do hàm lượng Crôm qua bể xi mạ khá cao (105-120kg CrO 3/m 3), vì vậy để có thể trao đổi hiệu quả, nên pha loãng nước thải axit crômic và sau đó bổ sung axit crômic cho dung dịch thu hồi.

Đối với nước thải rửa,

Đầu tiên cho qua cột resin cation axit mạnh để khử các kim loại. Dòng ra tiếp tục qua cột resin anion kiềm mạnh để thu hồi crômat và thu nước khử khoáng.

Cột trao đổi anion hoàn nguyên với NaOH.

Dung dịch qua quá trình hoàn nguyên là hỗn hợp của Na 2CrO 4 và NaOH. Hỗn hợp này cho chảy qua cột trao đổi cation để thu hồi H 2CrO 4 về bể xi mạ. Axit crômic thu hồi từ dung dịch đã hoàn nguyên có hàm lượng trung bình từ 4-6%. Lượng dung dịch thu được từ giai đoạn hoàn nguyên cột resin cation cần phải trung hoà bằng các chất kiềm hoá, các kim loại trong dung dịch kết tủa và lắng lại ở bể lắng trước khi xả ra cống.

Để khử đi các tạp chất ở trạng thái ion trong nước, phương pháp được dùng nhiều nhất là trao đổi ion.

Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước. Phẩm chất nước thu được còn tốt hơn so với nước cất. Vì vậy, đây là một giai đoạn xử lý nước rất cần thiết để cấp nước cho các nồi hơi.

Ứng dụng phương pháp trao đổi ion xử lý nước cấp

Được sử dụng rộng rãi trong các quá trình xử lý nước thải cũng như nước cấp. Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao đổi ion thường được sử dụng để khử các muối, khử cứng, khử khoáng, khử nitrat, khử màu, khử kim loại và các ion kim loại nặng và các ion kim loại khác có trong nước.

Ưu điểm Phương pháp trao đổi ion:

– Rất triệt để và xử lí có chọn lựa đối tượng

– Nhựa ion có thời gian sử dụng lâu dài, tái sinh được nhiều lần với chi phí thấp, năng lượng tiêu tốn nhỏ.

– Phương pháp xử lý nước thân thiện với môi trường vì nó chỉ hấp thu các chất sẵn có trong nước.

Hạn chế Phương pháp trao đổi ion:

– Nếu trong nước tồn tại các hợp chất hữu cơ hay ion Fe3+, chúng sẽ bám dính vào các hạt nhựa ion, làm giảm khả năng trao đổi ion của nhựa.

– Chi phí đầu tư và vận hành khá cao nên ít được sử dụng cho các công trình lớn và thường sử dụng cho các trường hợp đòi hỏi xử lý cao

So sánh Phương pháp trao đổi ion với hấp thụ:

Trao đổi ion giống như hấp thụ bởi vì cả hai đều là hiện tượng bề mặt, và trong cả hai trường hợp rắn chiếm một chất hòa tan trong dung dịch.

Sự khác biệt đặc trưng giữa hai hiện tượng này là hiện tượng cân bằng hóa học của trao đổi ion.

Mỗi ion loại bỏ khỏi các ion trong dung dịch được thay thế bởi một số lượng tương đương có trên hạt nhựa.

Trong hấp thụ mặt khác một chất tan thường được đưa lên bề mặt mà không có hiện tượng được thay thế..

Cơ Sở Phương Pháp Trao đổi ion

Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hoá học giữa ion trong pha lỏng và ion trong pha rắn .

Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản ứng hoá học đổi chỗ (phản ứng thế ) giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn (là nhựa trao đổi).

Sự ưu tiên hấp thu của nhựa trao đổi dành cho các ion trong pha 5 lỏng nhờ đó các ion trong pha lỏng dễ dàng thế chổ các ion có trên khung mang của nhựa trao đổi. Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau .

Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion là:

– Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động , vận hành và tái sinh liên tục ;

– Trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên ,vận hành và tái sinh gián đoạn.

Trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh là phổ biến.

Ta cần dùng một loại vật chất làm chất trao đổi ion để xử lý trao đổi ion khi vật chất này gặp nước, có thể đem ion nào đó của bản thân nó trao đổi lẫn nhau với các ion cùng dấu trong nước. Nếu chất trao đổi ở dạng NaR, khi gặp nước có chứa Ca 2+ sẽ phát sinh phản ứng trao đổi như sau:

Chất trao đổi ion dạng Na Chất trao đổi ion dạng Ca

Kết quả phản ứng,

Ca 2+ trong nước bị hấp thụ trên chất trao đổi ion, chất trao đổi chuyển biến thành dạng Ca 2+, Na+ nguyên có trên chất trao đổi vào trong nước, như vậy Ca 2+ trong nước đã bị khử đi.

Chất trao đổi ion chuyển biến thành dạng Ca, có thể dùng muối Na cho thông qua, làm cho chất trao đổi chuyển thành dạng Na sau đó sử dụng lại.

Có nhiều loại chất trao đổi ion: chất trao đổi ion thiên nhiên, nhân tạo, hữu cơ, vô cơ, dạng cationit….

Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion là:

Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động, vận hành và tái sinh liên tục;

Trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên, vận hành và tái sinh gián đoạn.

Trong đó trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh là phổ biến.

XEM THÊM BÀI VIẾT

xử lý môi trường – xử lý nước thải.

Bình Luận