Технологическое оформление процессов адсорбции

Каскад адсорберов непрерывного действия
с суспендированным адсорбентом

Расход адсорбента для одноступенчатого процесса определяют из уравнения материального баланса:
где
Q - объемный расход сточных вод;
Cн, Ск - начальная и конечная концентрации загрязненной сточной воды;
a - коэффициент адсорбции.

Конечная концентрация загрязнений в сточной воде после очистки в установке со ступенями равна:
где k - коэффициент распределения, равный:
где αƮ - значение удельной адсорбции за время Ʈ;
Cp - равновесная концентрация вещества.
Расход адсорбента на каждую ступень находят по формуле:
Необходимое число ступеней рассчитывают по формуле:

Адсорбер периодического действия с неподвижным слоем сорбента
Размер частиц сорбента равен 0,8–5 мм,
интенсивность подачи воды - от 1 до 6 м3/(м2·ч),
скорость фильтрации – 4-10 м/ч.

Типичные схемы работы адсорберов: I – адсорбер с движущейся загрузкой;
II – последовательно работающие адсорберы с неподвижной загрузкой и нисходящим потоком воды; III – параллельно работающие адсорберы
с неподвижной загрузкой и восходящим потоком воды;
IV – последовательно работающие адсорберы с неподвижной загрузкой и восходящим потоком воды («расширенный слой» угля); 1 – подача воды;
2 – угольная загрузка;
3 – выпуск очищенной воды

Зависимость времени проскока от длины слоя адсорбента описывается эмпирическим уравнением Шилова:
где k – коэффициент защитного действия слоя;
t0 – время формирования стационарного фронта адсорбции.

Адсорберы непрерывного действия с кипящим слоем активного угля: а – одноярусный; б – многоярусный с переточными трубками
Размер частиц сорбента равен 0,25-0,3 мм (мелкозернистый), 40 мкм (пылевой),
интенсивность подачи воды - от 7 до 15 м3/(м2·ч),
расширение слоя – не более 1,5.

Технологическое оформление процессов ионного обмена

Для катионита КУ-2 известен такой ряд:
Если регенерация идет сернокислыми растворами, то возможно загипсовывание смолы осадком сульфата кальция:
Достаточно широкое применение аниониты находят и при извлечении металлов из водных растворов в виде комплексных анионов или других полиионов, например Мо7О246- или ReO4-.

Принципиальная схема трехступенчатого
обессоливания воды:
1 и 2 – слабокислотный и слабоосновный катионит и анионит I ступени;
3 и 4 – сильнокислотный и слабоосновный катионит и анионит II ступени;
5 и 6 – сильнокислотный и сильноосновный катионит и анионит III ступени; 7 – декарбонизатор

Ионообменный аппарат с неподвижным слоем ионита

Напорный катионитовый фильтр:
1 – подвод воды, подлежащей очистке; 2 – штуцер для гидроперегрузки катионита;
3 – цилиндрический корпус;
4 – манометры на пробоотборных трубках; 5 – подвод регенерационного раствора; 6 – люки; 7 – воздухоотводная трубка; 8 – трубка для отбора проб при взрыхлении; 9 – отвод очищенной воды; 10 – воронка для подвода воды;
11 – устройство для распределения регенера­ционного раствора;
12 – дренажное устройство;
13 – бетонная подушка

Аппарат со смешанным слоем ионитов