Способ электрохимической регенерации анионообменных смол

 

Изобретение относится к способам электрохимической регенерации анионообменных смол, истощенных в процессе очистки сточных вод от анионов. Способ заключается в том, что в анионитовую массу погружают горизонтальные титановые электроды, подключенные к источнику постоянного тока, и оптимальное напряжение процесса составляет 10 - 12 В. Электроды выполняются в виде сетки из титановой проволоки, анод изолируется диэлектрической мембраной или тканью, процесс проводится в статических условиях. Это исключает использование дефицитных дорогостоящих реагентов для регенерации анионообменных смол и уменьшает количество образующихся элюатов. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способу электрохимической регенерации анионообменных смол, используемых для очистки сточных вод от анионов.

Известен способ регенерации катионитов, при котором катионитовые смолы подвергаются обработке постоянным электрическим током. На аноде генерируются ионы водорода, которые, двигаясь по направлению к катоду, вытесняют оставшиеся от предшествующего обессоливания катионы. Таким образом происходит регенерация катионитов (Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration von lonenaustaushermateril: Заявка 3805813 ФРГ, МКИ4 В 01 J 49/00, B 01 J 19/12; Grunbeck Wasse raufbereitung GmbH. - N P 38058138. Заявлено 24.02.88. Опубликовано 30.03.89).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электрохимической регенерации анионитов, истощенных в процессе очистки воды от анионов, в котором анионообменная смола подвергается воздействию постоянного электрического тока (SU 833 292 A, C 02 F 1/42, 30.05.1981).

Отличием предложенного способа от известного является то, что в анионитовую массу погружают горизонтальные титановые электроды, подключенные к источнику постоянного тока, и оптимальное напряжение процесса составляет 10-12 В.

Дополнительными отличиями является то, что электроды выполняются в виде сетки из титановой проволки, анод изолируется диэлектрической мембраной или тканью, процесс проводится в статических условиях.

Цель изобретения - сокращение количества образующихся отходов при регенерации анионообменных смол и исключение использования дефицитных дорогостоящих реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что истощенный в процессе очистки анионит подвергается воздействию постоянного электрического тока. Механизм процесса состоит в следующем: в постоянном электрическом поле между двумя электродами (анодом и катодом) на катоде генерируются гидроксид-ионы, которые заносятся в анионитовую массу и вызывают вытеснение оставшихся в этой анионитовой массе после поглощения анионов (например, хлорид-ионов или сульфат-ионов) в направлении анода, вытесненные анионы вместе с образующимися на аноде ионами водорода собираются в прианодном пространстве.

pH образующегося фильтрата зависит от напряжения, подаваемого на электроды. Чем выше напряжение, тем ниже pH раствора. Но электрохимическую регенерацию анионитов необходимо проводить при напряжениях 10-12 В. Данное значение напряжения является оптимальным, поскольку при значениях напряжения ниже 10 В эффективность процесса мала, а при напряжениях выше 12 В происходит деструкция смолы в прианодном пространстве из-за выделяющегося атомарного кислорода. Интенсивность реакции выделения атомарного кислорода зависит от напряжения, подаваемого на электроды.

Таким образом, предлагаемый способ регенерации обладает следующими преимуществами: исключает использование реагентов для регенерации анионообменных смол, уменьшает количество образующихся элюатов.

Вышесказанное иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1. Регенерация анионита АН-31. Анионит насыщен хлорид-ионами. U= 10 В, I = 14,3 mA. Расстояние между электродами 45 - 50 мм. Скорость подачи воды в межэлектродное пространство 0,36 дм³/ч. Положение электродов - горизонтальное. Материал электродов - титановая сетка со стороной ячейки 1-2 мм. Продолжительность процесса 6 ч. Регенерация осуществлялась в статическом режиме. Эффективность регенерации 60,55%.

Пример 2. Регенерация АН-31. Анионит насыщен сульфат-ионами. U = 10 В, 1 = 14,3 mA. Скорость подачи воды в межэлектродное пространство 0,36 дм³/ч. Положение электродов горизонтальное. Продолжительность процесса 5,5 ч. Эффективность регенерации 38,71%.

Пример 3. Регенерация анионита АВ-17-8. Анионит насыщен сульфат-ионами. U = 10 В, I = 0,12 А. Регенерация проводилась в статических условиях. Расстояние между электродами, скорость подачи воды в межэлектродное пространство и материал электродов как в примере 1. Положение электродов 4 горизонтальное. Продолжительность процесса 6 ч. Эффективность регенерации 28,5%.

Пример 4. Регенерация анионита АВ-17-8. Анионит насыщен хлорид-ионами. U = 10 В, I = 0,12 А. Регенерация проводилась в статических условиях. Расстояние между электродами и материал электродов как в примере 1. Положение электродов вертикальное. Продолжительность процесса 6 ч. Эффективность регенерации 11,53%.

Во всех четырех примерах к аноду прилегает перфорированная диэлектрическая мембрана, для того, чтобы свести к минимуму окисление анионита, являющегося органическим полимером, атомарным кислородом, выделяющимся в анодном пространстве. Процесс необходимо проводить в статических условиях, чтобы свести к минимуму расход воды на регенерацию анионитов, т.е. уменьшить количество эллюатов.

Формула изобретения

1. Способ электрохимической регенерации анионообменных смол, истощенных в процессе очистки воды от анионов, отличающийся тем, что в анионитовую массу погружают горизонтальные титановые электроды, подключенные к источнику постоянного тока при оптимальном напряжении процесса 10 - 12 В.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электроды выполняют в виде сетки из титановой проволоки.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что процесс проводят в статических условиях.