Mga kalamangan at kahinaan ng sorption wastewater treatment. Sorption water purification: para saan ito at saan ito ginagamit. Kapag pumipili ng isang activator upang maibalik ang mga katangian ng sorption ng adsorbent, tatlong pinakamahalagang mga kadahilanan ang isinasaalang-alang

Pebrero 3, 2005

Sa kasalukuyan, ang iba't ibang mga teknolohiya ay ginagamit upang gamutin ang pang-industriyang wastewater. Ang pinakakaraniwan ay ang reagent, kung saan ang mga heavy metal ions (Cr 3+, Ni 2+, Cu 2+, Zn 2+, Cd 2+, Fe 3+, atbp.) ay na-convert sa halos hindi matutunaw na hydroxides ng mga metal na ito gamit ang isang alkaline reagent at nahiwalay sa aquatic environment sa pamamagitan ng sedimentation at filtration. Ang soda (calcined o caustic) o slaked lime Ca(OH) 2 (gatas ng dayap) ay ginagamit bilang mga alkaline reagents na ipinapasok sa ginagamot na wastewater.

Ang reagent na paraan ng wastewater treatment ay may ilang mga disadvantages.

Una, ang konsentrasyon ng mga heavy metal ions at ang pH value (pH) sa wastewater ay patuloy na nagbabago. Ang teknolohiya sa pagsasaayos ng pH ay napaka inertial at hindi makapagbibigay ng napapanahong pagbabago sa kinakailangang dosis ng isang alkaline reagent. Ang sitwasyong ito ay humahantong sa hindi kumpletong conversion ng mga heavy metal ions sa kanilang mga hydroxides at ang pambihirang tagumpay ng mga ion na ito sa labas ng mga pasilidad ng paggamot bilang bahagi ng ginagamot na wastewater. Bukod dito, ang mga konsentrasyon ng mabibigat na metal sa panahon ng kanilang mga pambihirang tagumpay sa anyo ng mga ions ay maaaring lumampas sa MPC nang sampu-sampung beses. Pangalawa, ang paggamit ng mga reagents ay nagdaragdag ng mataas na kaasinan ng ginagamot na wastewater, na maaaring magsilbing isang karagdagang hadlang sa kanilang muling paggamit sa mga teknolohikal na operasyon.

Ang conversion ng mabibigat na metal ions sa kanilang mga hydroxides ay isang mahusay na teknolohikal na pamamaraan sa sarili nito, ngunit ang pagpapatupad nito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang alkaline reagent, na sinusundan ng sedimentation at pagsasala sa pamamagitan ng maginoo na mga filter ng buhangin, ay makabuluhang binabawasan ang kahusayan at pagiging maaasahan. Bilang isang patakaran, ang ginagamot na wastewater ay hindi maaaring ginamit muli dahil sa mababang kalidad nito.

Ang problema sa pagbibigay ng mataas na kalidad na paglilinis ng maruming wastewater ay dapat malutas sa pamamagitan ng pagpapasimple ng teknolohikal na pamamaraan, disenyo at pagpapatakbo ng mga pasilidad sa paggamot ng tubig habang pinapataas ang antas ng paglilinis, kakayahang magamit, pagiging maaasahan, at kaligtasan sa kapaligiran ng proseso, ang posibilidad ng maximum at kahit kumpletong automation nito.

Sa liwanag ng mga kinakailangan sa itaas, kabilang sa mga kilalang paraan ng paggamot ng wastewater mula sa mga tindahan ng electroplating hanggang sa mga tinukoy na pamantayan (ion-exchange, lamad, sorption), ang sorption ay tila ang pinaka-promising, sa kondisyon na ang adsorbent na ginamit sa proseso ng paglilinis ay may kakayahang ng pagsasagawa ng mga pag-andar nito bilang isang tagapaglinis ng tubig sa loob ng mahabang panahon (para sa mga buwan at kahit na taon), ibig sabihin, upang linisin ang tubig na na-filter sa pamamagitan nito mula sa buong kumplikado ng mga nakakapinsalang dumi sa loob nito habang pinapanumbalik ang aktibidad ng sorption ng adsorbent sa pamamagitan ng muling pagbuo na isinasagawa. direkta sa pasilidad ng filter.

Ang paraan ng sorption ng natural at waste water purification gamit ang activated carbons at zeolites ay kilala sa mahabang panahon. Gayunpaman, hindi ito nakahanap ng malawak na pamamahagi dahil sa katotohanan na ang mga adsorbents na ito ay mga disposable filter na materyales. Ang pagbabagong-buhay ng mga activated carbon at zeolite ay isang magastos at matagal na operasyon at halos hindi magagawa sa ilalim ng mga kondisyon ng umiiral na mga planta ng paggamot ng tubig, dahil nangangailangan ito ng pagbabawas ng materyal mula sa filter, pag-activate nito sa labas ng planta ng paggamot ng tubig sa isang espesyal na pag-install , naghahatid ng muling nabuong materyal pabalik sa planta ng paggamot ng tubig at nilo-load ito sa pasilidad ng filter. Kung tatahakin ng isang tao ang landas ng isang beses na paggamit ng mga adsorbents, kung gayon bilang karagdagan sa napakalaking gastos sa pagpapalit ng materyal, may posibilidad ng isang panganib sa kapaligiran, dahil ang malalaking gastos sa ekonomiya ay kinakailangan para sa maaasahang pagtatapon ng mga ginastos na kontaminadong adsorbent sa malaking dami.

Mga disadvantages ng paraan ng sorption ng wastewater treatment

Ang mga disadvantages sa pagpapatakbo at pang-ekonomiya ng paraan ng pagsipsip ng paggamot sa natural at basurang tubig na may tradisyonal na mga adsorbents ay tinanggal kapag ang isang adsorbent na may mataas na aktibidad sa ibabaw ng mga butil ay ginagamit sa teknolohikal na proseso ng paggamot ng tubig, na ginagawang posible upang maibalik ang kapasidad ng sorption sa pamamagitan ng isang teknolohikal na simple, panandaliang pagbabagong-buhay na isinasagawa nang direkta sa pasilidad ng filter. Ang mga aluminosilicate na mineral ay maaaring magsilbing pinaka-epektibong batayan para sa pagkuha ng mga adsorbents na may layunin na kinokontrol na mga katangian, dahil halos anumang mga additives ng organiko at mineral na pinagmulan ay maaaring ipasok sa kanilang istraktura, na magbibigay ng mga kinakailangang katangian sa ibabaw ng butil.

Ang isang natatanging at positibong pag-aari ng mga mineral na ito ay ang "kakulangan" ng kanilang mga kristal na sala-sala at ang kakayahang cationic substitution. Ang layered tetraedooctahedral na istraktura ng aluminosilicates ay ginagawang posible na tanggapin ang mga cation hindi lamang sa kanilang mga kristal na sala-sala, kundi pati na rin sa mga interlayer at interplanar na espasyo, pati na rin sa mga basal na eroplano ng mga particle ng mineral. Ang magnesiyo at kaltsyum ay maaaring magsilbi bilang mga exchange cations, na may mahinang mga bono sa ibabaw ng mga particle ng mineral at madaling pumasa sa solusyon sa isang may tubig na daluyan.

Magnesium at calcium cation, gaya ng ipinakita ng maraming taon ng pananaliksik sa Department of Water Supply and Sanitation ng St. Petersburg State University of Communications, ay may malaking papel sa proseso ng sorption extraction ng wastewater pollution, na nakikilahok muna (sa pamamagitan ng pagkakalantad sa kemikal ) sa pagbuo ng mga bagong compound, at pagkatapos ay sa paglikha ng mga koloidal na istruktura ng mga compound na ito sa ibabaw ng mga adsorbent na butil at sa intergranular pore space. Samakatuwid, sa paggawa ng aluminosilicate adsorbent, ang magnesium at calcium compound ay ipinakilala sa hilaw na materyal bilang isang activating additive.

Ang mahahalagang teknolohikal na tampok ng activated aluminosilicate adsorbent ay:

ang kakayahang magpalitan ng ion ng alkaline earth at alkali na mga metal (Mg 2+, Ca 2+, Na +) dahil sa "defectiveness" ng crystal lattice ng cationite kung saan ginawa ang adsorbent;
pagtaas sa pH hanggang 9 sa tubig na sinala sa pamamagitan ng adsorbent;
ang paglitaw ng isang positibo ζ - potensyal sa interface na "adsorbent grain - likido" kapag sinasala ang tubig sa pamamagitan ng adsorbent layer;
pagpapanumbalik ng aktibidad ng sorption ng activated aluminosilicate adsorbent na may kaugnayan sa mabibigat na metal ions sa pamamagitan ng pagbabagong-buhay na isinasagawa nang direkta sa pasilidad ng filter.

Sa paggawa ng isang activated aluminosilicate adsorbent, dahil sa likas na kakayahan ng pagpapalitan ng ion ng base ng aluminosilicate, ang bahagi ng trivalent na aluminyo ay pinalitan ng magnesium at calcium cation na bahagi ng activator, pati na rin ang pagpuno ng "mga bakante" sa mga kristal na lattice site at sa interlayer space na may mga cation sa itaas. Bilang resulta ng naturang naka-target na pagbabago at pag-activate ng mga hilaw na materyales ng aluminosilicate, ang isang butil na materyal ay nakuha, na, kapag ang tubig ay sinala sa pamamagitan ng isang butil na layer, ay bumubuo ng isang bahagyang alkaline na daluyan at isang positibong potensyal na electrokinetic. Ang isang kinakailangan para sa paglikha ng isang alkaline na kapaligiran ay mga oxide ng magnesiyo at kaltsyum, na nabuo sa istraktura ng adsorbent sa panahon ng paggawa nito. Magnesium at calcium oxides ay bumubuo ng mga hydroxides sa tubig, kaya tumataas ang pH dahil sa labis na OH - anion. Ang mga mabibigat na metal na cation, na pumapasok sa isang alkaline na kapaligiran, ay tumutugon at bumubuo ng matipid na natutunaw na mga hydroxides ayon sa pamamaraan:

Ako 2+ + 2OH - ® Ako (OH) 2 ¯;

Ako 3+ + 3OH - ® Ako (OH) 3 ¯.

Ang produktong solubility ng heavy metal hydroxides ay mas maliit (sa sampu at daan-daang beses) kaysa sa solubility product ng magnesium at calcium hydroxides, kaya ang balanse ng interaksyon ng kemikal ay inililipat patungo sa pagbuo ng matipid na natutunaw na heavy metal hydroxides. Bilang karagdagan, ang mga palitan ng Mg 2+ at Ca 2+ na mga kasyon ay nagkakalat mula sa adsorbent patungo sa tubig, na nag-aambag din sa pagtaas ng pH ng medium dahil sa labis na OH - mga anion, na higit na nakagapos sa mga heavy metal hydroxides. Ang pagsasabog ng mga kasyon ng Mg 2+ at Ca 2+ ay posible dahil sa hina ng mga bono sa kristal na sala-sala cation exchanger. Kaya, ang mga micelle ng mabibigat na metal hydroxides ay nabuo sa kanilang karagdagang coarsening sa mga pinagsama-samang, ang pagbuo at paglaki ng isang koloidal na istraktura dahil sa mga puwersa ng electrostatic na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng positibong sisingilin na ibabaw ng mga adsorbent na butil at negatibong sisingilin na mga micelles ng mabibigat na metal hydroxides.

Sa proseso ng pagsasala ng pagkuha ng mabibigat na metal ions mula sa tubig, ang aktibong bahagi ng adsorbent, na binubuo ng mga magnesium at calcium cation, na gumagawa sa kapaligiran ng tubig, ay unti-unting dinadala kasama ng filtrate. Dumating ang isang oras na ang paglilinis (proteksyon) na mga function ng adsorbent ay nagiging hindi sapat, at ang konsentrasyon ng mabibigat na metal ions na isinasagawa kasama ang filtrate ay lumampas sa itinatag na MPC. Kinakailangan ang pag-activate ng adsorbent, ibig sabihin, ang muling pagdadagdag ng mga exchange cations na naiwan sa tubig.

Kapag pumipili ng isang activator upang maibalik ang mga katangian ng sorption ng adsorbent, tatlong pinakamahalagang kadahilanan ang isinasaalang-alang:

una, ang activator ay dapat na matunaw sa tubig upang maisakatuparan ang activation na may solusyon nang direkta sa pasilidad ng filter;
pangalawa, ang ion-exchange cation sa serye ng aktibidad ng cation ay dapat na mas mataas kaysa sa calcium at magnesium;
pangatlo, ang kasyon na ito ay dapat na may mga katangiang alkalina at madaling magagamit para sa praktikal na paggamit. Ang lahat ng mga kundisyong ito ay pinakamahusay na natutugunan ng sodium cation Na + sa komposisyon ng soda ash.

Tulad ng ipinakita ng kasanayan, ang paggamot ng isang activated aluminosilicate adsorbent na may 3-4% na solusyon ng soda ash sa circulation mode sa loob ng 30-35 minuto ay nagpapanumbalik ng mga proteksiyon na katangian ng adsorbent, anuman ang bilang ng mga siklo ng pagbabagong-buhay na ginawa, ibig sabihin, para sa mahabang buhay ng serbisyo. Ang pagpapanumbalik ng aktibidad ng sorption ng filter na media ay isinasagawa sa pamamagitan ng paggamot na may 3-4% na solusyon ng soda ash sa circulation mode na may intensity na 3 l×s/m 2 . Ang solusyon sa pagbabagong-buhay ay ginagamit nang paulit-ulit. Bago ang pagpapanumbalik, kinakailangang hugasan ng tubig ang filter na media sa bilis na 14 l×s/m 2 .

Noong 2004, ang mga pag-aaral ay isinagawa sa Institusyon ng Estado "City Laboratory Center para sa State Sanitary and Epidemiological Surveillance" (St. Petersburg) (trademark na "Glint"). Upang pag-aralan ang kahusayan ng Glint adsorbent, ginamit ang distilled water bilang paunang sample, na inihanda kasama ang pagdaragdag ng mga reagents na naglalaman ng mga metal: nickel, cadmium, manganese, zinc, copper at chromium sulfates, iron trichloride, lead nitrate. Tulad ng ipinapakita ng mga resulta ng pananaliksik, ang Glint adsorbent ay may kakayahan na makabuluhang bawasan ang konsentrasyon ng mga heavy metal ions sa mga may tubig na solusyon (talahanayan).

Ang teknolohiya ng pang-industriya na wastewater treatment gamit ang activated aluminosilicate adsorbent ay ipinatupad:

para sa galvanic production sa Federal State Unitary Enterprise "Ryazan Instrument Plant",
para sa planta ng baterya sa Electrotyaga CJSC (St. Petersburg),
JSC "Plant para sa paggawa ng mga tool sa brilyante" (Tomilino, rehiyon ng Moscow),
JSC "Murom Radio Plant" (Murom),
OJSC "Stupino Metallurgical Plant" (Stupino, Rehiyon ng Moscow),
JSC "Izmeritel" (Smolensk)
at ilang iba pang negosyo.

Halimbawa, mula noong 2000, ang JSC Stupino Metallurgical Company (Stupino, Moscow Region) ay nagpapatakbo ng mga filter ng presyon na may kapasidad na 3500 m 3 / araw, na puno ng activated aluminosilicate adsorbent (limang filter na 16 m 2 bawat isa). Ang komposisyon ng mga kontaminant na pumapasok sa mga filter, mg / l: mga produktong langis hanggang 20, Cr 3+ hanggang 10, Cu 2+ hanggang 5, Fe 3+ hanggang 10, Al 3+ hanggang 5, Ni 2+ pataas hanggang 10, Zn 2+ hanggang 5, pH 6-7.5. Ang komposisyon ng filtrate ay tumutugma sa mga halaga ng MPC para sa mga nakakapinsalang sangkap para sa mga reservoir ng pangisdaan. Ang pagbabagong-buhay ng adsorbent ay isinasagawa pagkatapos ng 5-7 araw na may 3% na solusyon ng soda ash. Ang depreciation ng adsorbent ay humigit-kumulang 5% bawat taon. Ang halaga ng paglilinis ng 1 m 3 ng wastewater (ayon sa enterprise) ay 4.5 rubles.

Ito at ang iba pang mga negosyo ay gumagamit ng isang activated aluminosilicate adsorbent na may mga sumusunod na katangian (ayon sa GOST 51641−2000 "Grainy filter materials. Pangkalahatang teknikal na tagubilin"): grain size 0.63-2 mm, bulk density 0.95-1 g/cm3, grindability hanggang sa 0.5, abrasion hanggang 5, tiyak na gumaganang ibabaw 9-12 m 2 /g, pinakamababang pH value ng na-filter na tubig6.

mga konklusyon

Ang karanasan ng pang-industriya na operasyon ng mga pasilidad na ito ay nagpapakita na ang teknolohikal na proseso ng sorption wastewater treatment ay maaasahan at matipid na may mataas na kalidad. Bilang isang tuntunin, ang ginagamot na wastewater ay muling ginagamit para sa mga teknolohikal na pangangailangan. Ang paglipat ng mga negosyo sa isang saradong siklo ng supply ng tubig ay mapapabuti ang sitwasyong ekolohikal sa rehiyon, matiyak ang makatwirang paggamit ng pinagmumulan ng tubig.

E. G. PETROV, Propesor (Petersburg Pambansang Unibersidad paraan ng komunikasyon);
D. S. KIRICHEVSKY, direktor ng ZAO Kvant Mineral (St. Petersburg)

Ang mga paraan ng pag-sorption ay ang pinakakaraniwan para sa paghihiwalay ng chromium mula sa electroplating wastewater. Maaari silang halos nahahati sa tatlong uri:

1) sorption sa activated carbon (adsorption exchange);
2) sorption sa ion exchangers (ion exchange);
3) pinagsamang pamamaraan.

paraan ng adsorption.

Ang paraan ng adsorption ay isa sa mabisang pamamaraan pagkuha ng mga non-ferrous na metal mula sa mga basurang tubig ng electroplating. Ang mga activate carbon, synthetic sorbents, mga basura sa produksyon (abo, slag, sawdust, atbp.) ay ginagamit bilang mga sorbents.

Mineral sorbents - clays, silica gels, aluminum gels at metal hydroxides para sa adsorption ng chromium mula sa wastewater ay hindi gaanong ginagamit, dahil ang enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan sa mga molekula ng tubig ay mataas - kung minsan ay lumampas sa enerhiya ng adsorption.

Ang mga activate carbon ay ang pinaka maraming nalalaman na adsorbents, ngunit dapat silang magkaroon ng ilang mga katangian:

- mahinang nakikipag-ugnayan sa mga molekula ng tubig at maayos
- may mga organikong sangkap;
- medyo malaki-buhaghag;
- magkaroon ng mataas na kapasidad ng adsorption;
- magkaroon ng mababang kapasidad sa paghawak sa panahon ng pagbabagong-buhay;
- may mataas na lakas;
- may mataas na pagkabasa;
- may mababang aktibidad ng catalytic;
- may mababang halaga.

Ang proseso ng pagkuha ng adsorption ng hexavalent chromium mula sa wastewater ay isinasagawa na may masinsinang paghahalo ng adsorbent sa solusyon, kapag ang solusyon ay sinala sa pamamagitan ng adsorbent bed o sa isang fluidized bed sa batch at tuluy-tuloy na pag-install. Kapag ang paghahalo ng adsorbent sa solusyon, ang activate carbon ay ginagamit sa anyo ng mga particle na may diameter na 0.1 mm o mas mababa. Ang proseso ay isinasagawa sa isa o higit pang mga hakbang.

Ang isang bilang ng mga mananaliksik ay nag-aral ng adsorption ng chromium sa activated carbon bilang isang function ng pH.

Ito ay itinatag na ang chromium (VI) ay madaling na-adsorbed sa activated carbon sa anyo ng mga anion tulad ng HCrO4 - at CrO4 2- . Ang isang bilang ng mga gawa ay nagpakita na ang pretreatment ng mga adsorbents na may nitric acid ay nagpapataas ng kanilang sorption capacity para sa chromium (VI).

Isang kilalang paraan ng adsorption ng chromium mula sa wastewater gamit ang solid lignin. Napag-alaman na ang proseso ng sorption ay nakasalalay sa pH ng solusyon at ang dosis ng lignin. Ang pinakamainam na oras ng pakikipag-ugnay ng solusyon na may lignin ay 1 oras. Ang aktibong carbon ay pangunahing ginagamit bilang isang sorbent; ang iba pang mga sorbent ay bihirang ginagamit. Tulad ng iba pang mga sorbents sa iba't ibang pag-aaral ay iminungkahi:

a) basura mula sa industriya ng paggawa ng serbesa (karton na may sorbed yeast strain na Saccharomyces carlsbergensis;
b) sup, mas mabuti ang pine, ginagamot sa 4-methylazahepta-3,5-diene-1,6-diol vinyl ester copolymer (VEMVE);
c) materyal ng halaman (sludge-lignin, cellulose, atbp.);
d) paghahain ng bakal;
e) zeolite, silica gels, bentonite;
e) luwad;
g) vermiculite.

Mga kalamangan ng pamamaraan

1) Paglilinis sa MPC.
2) Ang posibilidad ng magkasanib na pag-alis ng mga impurities ng iba't ibang kalikasan.
3) Walang pangalawang polusyon ng ginagamot na tubig.
4) Posibilidad ng pagbawi ng mga sorbed substance.
5) Ang posibilidad ng pagbabalik ng purified water pagkatapos ayusin ang pH.

Mga disadvantages ng pamamaraan

1) Ang mataas na halaga at kakulangan ng mga sorbents.
2) Ang mga natural na sorbent ay naaangkop para sa isang limitadong hanay ng mga impurities at ang kanilang mga konsentrasyon.
3) Malaking kagamitan.
4) Mataas na pagkonsumo ng mga reagents para sa pagbabagong-buhay ng mga sorbents.
5) Pagbuo ng pangalawang basura na nangangailangan ng karagdagang paggamot.

Paraan ng pagpapalitan ng ion.

Ang pagkuha ng ion-exchange ng mga metal mula sa wastewater ay ginagawang posible na mabawi ang mga mahahalagang sangkap mula sa isang mataas na antas pagkuha. Ang palitan ng ion ay ang proseso ng pakikipag-ugnayan ng isang solusyon sa isang solidong bahagi, na may mga katangian ng pagpapalit ng mga ion na nakapaloob dito para sa mga ion na nasa solusyon. Ang mga sangkap na bumubuo sa solid phase na ito ay tinatawag na ion exchangers. Ang paraan ng pagpapalitan ng ion ay batay sa paggamit ng mga cation exchanger at anion exchanger, na sumisipsip ng mga cation at anion ng mga dissolved salt mula sa ginagamot na wastewater. Sa panahon ng proseso ng pagsasala, ang mga mapapalitang cation at anion ay pinapalitan ng mga cation at anion na nakuha mula sa wastewater. Ito ay humahantong sa pag-ubos ng kapasidad ng palitan ng mga materyales at ang pangangailangan para sa kanilang pagbabagong-buhay.

Ang mga sintetikong ion-exchange resin, high-molecular-weight compound na ang mga hydrocarbon radical ay bumubuo ng spatial grid na may mga ion-exchange na functional group na nakadikit dito, ay nakakuha ng pinakamalaking praktikal na kahalagahan para sa wastewater treatment. Ang spatial hydrocarbon network ay tinatawag na matrix, at ang mga ipinagpapalit na ion ay tinatawag na mga counterion. Ang bawat counterion ay konektado sa magkasalungat na sisingilin na mga ion na tinatawag na anchor ions. Ang reaksyon ng pagpapalitan ng ion ay nagpapatuloy tulad ng sumusunod:

RH + NaCl = RNa + HCL,

sa pakikipag-ugnayan sa isang cation exchanger,

kung saan ang R ay isang matrix na may mga nakapirming ions; H - counterion,

ROH + NaCl = RCL + NaOH

sa pakikipag-ugnayan sa anion exchanger.

Upang kunin ang mga trivalent chromium cation mula sa electroplating wastewater, ginagamit ang mga H-cation exchanger, ang CrO32- chromate ions at Cr2O72- dichromate ions ay kinukuha sa AV-17, AN-18P, AN-25, AM-p, AM-8 anion exchangers. Ang kapasidad ng mga anion exchanger para sa chromium ay hindi nakasalalay sa halaga ng pH sa hanay mula 1 hanggang 6 at makabuluhang bumababa sa pagtaas ng pH sa itaas 6.

Kapag ang konsentrasyon ng hexavalent chromium sa solusyon ay mula 800 hanggang 1400 eq/l, ang exchange capacity ng anion exchanger AB-17 ay 270 - 376 mol*eq/m 3 .

Ang pagbabagong-buhay ng mga malakas na pangunahing anion exchanger ay isinasagawa gamit ang 8 - 10% sodium hydroxide solution. Ang mga Eluate na naglalaman ng 40 - 50 g/l ng hexavalent chromium ay maaaring ipadala sa paggawa ng sodium monochromate, at maaaring magamit muli ang purified water.

Sa batayan ng VlSU, isang teknolohiya para sa lokal na paggamot ng chromium-containing wastewater ay binuo upang kunin ang mabibigat na non-ferrous metal compound mula sa kanila, kasama. at chromium sa pamamagitan ng sorption sa isang malakas na pangunahing anion exchanger. Ang antas ng paglilinis ng tubig gamit ang teknolohiyang ito ay higit sa 90 - 95%. Ang purified water ay sumusunod sa GOST 9.317-90 at medyo angkop para sa paggamit sa mga closed water circulation system.

Ginawa: ECOS-2 type na mga filter sa VNIIKhT, sorbents: sa STC "MIUSORB" (Vidnoe, Moscow region), MP "Poisk" (Ashgabat), LLP "TET" (Dolgoprudny, Moscow region), VNIIKhT (Moscow).

Ang Inovan Umwelttechnik GmbH & Co KG ay bumuo ng block-modular na unit ng REMA system, na idinisenyo upang gamutin ang pang-industriyang wastewater mula sa mabibigat na metal. Ang isang bloke ay isang ion-exchange na column kung saan ang 4 na mapapalitang cassette ay naka-install nang patayo sa isa sa ilalim ng isa. Sa panahon ng proseso ng paglilinis, ang wastewater ay sunud-sunod na ipinapasa sa mga cassette na ito mula sa ibaba pataas.

Ang antas ng kontaminasyon ng resin ng palitan ng ion ay tinutukoy gamit ang mga tagapagpahiwatig.

Sa planta na "Pochvomash" (Kirov) ang proseso ng paglilinis ng mga pang-industriyang effluents mula sa galvanic production mula sa chromium ions na may fibrous na materyales ay ipinakilala. Para sa pagsipsip ng mga chromium anion, ginagamit ang materyal na VION AS-1, na sa komposisyon nito ay malakas ang pangunahing mga grupo ng vinylpyridinium na may COE na 1.1–1.2 mg*eq/g. Dalawang hanay ng sorption ay gawa sa bakal na lumalaban sa kaagnasan na may dami na 50 litro bawat isa. Ang pagsipsip ng chromium ay nakasalalay sa konsentrasyon nito sa paunang solusyon. Kaya, kung ang konsentrasyon ay hanggang sa 10 mg / l, kung gayon hindi ito napansin sa filtrate. Gayunpaman, sa isang konsentrasyon ng chromium anion na 75 mg/l at mas mataas, ang nilalaman nito sa filtrate ay 0.04-0.01 mg/l, na medyo katanggap-tanggap sa isang closed cycle. Ang impluwensya ng paunang konsentrasyon ng chromium solution sa nilalaman nito sa filtrate ay dahil sa mataas na ionic radius ng Cr2O72-, na nagiging sanhi ng steric hindrances sa panahon ng sorption sa fibrous chemisorbent. Sa mataas na nilalaman ng chromium, dapat bawasan ang rate ng feed ng solusyon sa column ng sorption. Sa kasong ito, ang antas ng paglilinis ay tumataas. Kapag naabot ang saturation ng mga haligi ng sorption, sila ay tinanggal mula sa kinatatayuan at dinadala sa departamento ng pagproseso ng galvanochemical para sa pagbabagong-buhay ng chemisorption material at pagtatapon ng eluate. Ang pagbabagong-buhay ng VION AC-1 ay isinasagawa gamit ang isang solusyon ng Na2CO3. Kasabay nito, 50 litro ng solusyon ang ibinubuhos sa bawat haligi at iniwan ng 3 oras. Ang susunod na operasyon ay ang paghuhugas ng filter gamit ang tubig.

Isang pag-aaral ang ginawa sa 8 fibrous sorbent na ginamit upang gamutin ang wastewater mula sa mga heavy metal ions (Ag, Hg, Cr, Cd, Fe). Ang mga ito ay madaling muling nabuo sa pamamagitan ng paggamot sa acid at maaaring magamit muli para sa mga layunin ng paglilinis. Mula sa solusyon na nakuha pagkatapos ng pagbabagong-buhay ng mga hibla, ang mga metal ay maaaring ihiwalay at muling magamit.

Synthesized ion-exchange na materyales batay sa pananahi at mga niniting na damit sa produksyon ng basura, na naglalaman ng polyester, polyacrylonitrile fiber.

Ito ay itinatag na ang synthesized ion-exchange fibers ay nagpapakita ng mga piling katangian ng ion-exchange.

Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang paghihiwalay ng chromium mula sa washing wastewater ng mga electroplating shop ay pinag-aralan gamit ang ion-exchange resins (ion-exchange resins sa OH-form ng "Wolfatit" type (Germany) grades SWB, SZ, SL, SBK, AD-41 at activated carbon grade AS) at carbonaceous sorbents.

Ang mod-ix system ng "Krebs & Co.AG" (Germany) ay may kasamang pre-filter, valves, pipelines, pumps, device para sa pagsubaybay sa kalidad ng tubig sa pamamagitan ng electrical resistance nito at dalawang ion-exchange column na isinama dito na may throughput na 1.5 - 4 m 3 / h . Ang isa sa mga column ay ginagamit para sa nilalayon nitong layunin, ang isa ay nire-regenerate sa ngayon. Ang inilarawang sistema ay binubuo ng mga indibidwal na module at samakatuwid ay madaling i-mount at i-dismantle.

Mga kalamangan ng pamamaraan

1) Posibilidad ng paglilinis hanggang sa mga kinakailangan ng MPC.
2) Pagbabalik ng purified water hanggang 95% sa sirkulasyon.
3) Posibilidad ng paggamit ng mabibigat na metal.
4) Posibilidad ng paglilinis sa pagkakaroon ng mga epektibong ligand.

Mga disadvantages ng pamamaraan

1) Ang pangangailangan para sa pre-treatment ng wastewater mula sa mga langis, surfactant, solvents, organics, suspended solids.
2) Mataas na pagkonsumo ng mga reagents para sa pagbabagong-buhay ng mga exchanger ng ion at pagproseso ng mga resin.
3) Ang pangangailangan para sa paunang paghihiwalay ng wash water mula sa concentrates.
4) Masalimuot na kagamitan, mataas na halaga ng mga resin
5) Pagbubuo ng mga eluate ng pangalawang basura na nangangailangan ng karagdagang pagproseso.

Ang sorption ay ang proseso ng pagsipsip ng isang substance mula sa kapaligiran ng solid, liquid o gas. Ang sumisipsip na katawan ay tinatawag na sorbent, at ang hinihigop na katawan ay tinatawag na sorbitol. Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng pagsipsip ng isang sangkap sa pamamagitan ng buong masa ng isang likido o gas na sorbent (pagsipsip) at ang ibabaw na layer ng isang solid o likidong sorbent (adsorption). Ang sorption, na sinamahan ng pakikipag-ugnayan ng kemikal ng sorbent sa hinihigop na sangkap, ay tinatawag na chemisorption.

Kapag tinatrato ang wastewater, ang proseso ng adsorption ay pangunahing ginagamit sa isang nabuong solid na ibabaw ng mga sorbents.

Ang adsorption ng mga dissolved substance ay ang resulta ng paglipat ng isang solute molecule mula sa isang solusyon sa ibabaw ng isang solid sorbent sa ilalim ng pagkilos ng field force sa ibabaw. Sa kasong ito, mayroong dalawang uri ng intermolecular interaction: solute molecules na may sorbent surface molecules at solute molecules na may water molecules in solution (hydration). Ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang puwersang ito ng intermolecular interaction ay ang puwersa kung saan ang sangkap na nakuha mula sa solusyon ay nananatili sa ibabaw ng sorbent.

Kung mas malaki ang enerhiya ng hydration ng mga molekula ng solute, mas malaki ang paglaban na nararanasan ng mga molekula na ito kapag pumasa sila sa ibabaw ng sorbent, at mas mahina ang sangkap na na-adsorbed mula sa solusyon. Samakatuwid, ang sorption wastewater treatment ay mas mahusay sa pagkakaroon ng mga compound, ang nagbubuklod na enerhiya kung saan kasama ang solidong ibabaw ng sorbent ay makabuluhang lumampas sa enerhiya ng hydration.

Ang paraan ng adsorption ay ginagamit para sa malalim na paggamot ng wastewater mula sa mga dissolved organic substance pagkatapos ng biochemical treatment, gayundin sa mga lokal na installation, kung ang konsentrasyon ng mga substance na ito sa tubig ay mababa at hindi sila biologically decomposed o lubhang nakakalason.

Ang bentahe ng pamamaraan ay mataas na kahusayan sa mababang konsentrasyon ng polusyon ng wastewater, ang posibilidad ng paggamot sa wastewater na naglalaman ng ilang mga sangkap, pati na rin ang posibilidad na mabawi ang mga sangkap na ito.

Ang adsorption wastewater treatment ay pinaka-rational kung ang mga ito ay naglalaman ng karamihan sa mga aromatic compound, non-electrolytes o mahina electrolytes, dyes, unsaturated compounds, hydrophobic (halimbawa, naglalaman ng chlorine o nitro group) aliphatic compound. Kapag ang nilalaman sa wastewater ay mga inorganikong compound lamang, pati na rin ang mga mas mababang monohydric alcohol, hindi naaangkop ang pamamaraang ito.

Ang iba't ibang artipisyal at natural na buhaghag na materyales ay ginagamit bilang mga adsorbents: peat, active clays, ash, slag, sawdust, coke breeze, aluminum gels, atbp. Ang mga activated carbon ng iba't ibang grado ay mabisang adsorbents. Ang porosity ng mga uling na ito ay 60-75%, at ang tiyak na lugar sa ibabaw ay 400-900 m 2 /g. Ang mga katangian ng adsorption ng mga aktibong carbon ay nakasalalay sa istraktura at laki ng mga pores. Dapat silang magkaroon ng ilang mga katangian: mahinang nakikipag-ugnayan sa mga molekula ng tubig at maayos - sa mga organikong sangkap, maging medyo malaki-buhaghag upang ang kanilang ibabaw ay mapupuntahan ng mga organikong molekula. Depende sa laki ng mga burrow, ang mga naka-activate na carbon ay nahahati sa malalaking butas, pinong butas at halo-halong mga uri. Ang mga uling ay dapat na malakas, mabilis na nabasa ng tubig, at may partikular na granulometric na komposisyon.

kanin. 5.12.

Ang aktibidad ng adsorbent ay nailalarawan sa dami ng hinihigop na sangkap sa bawat yunit ng dami o masa ng sopbent. ( kg / m 3, kg / kg).

tubig adsorbent

Ang adsorption ay isang nababaligtad na proseso; ang adsorbed substance (adsorbate) ay maaaring dumaan mula sa adsorbent pabalik sa solusyon. Ang mga rate ng proseso ng sorption (direkta) at desorption (reverse) ay proporsyonal sa konsentrasyon ng sangkap sa solusyon at sa ibabaw ng adsorbent. Sa fig. Ang 5.12 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang single-tier adsorber.

Ang mga pamamaraan ng konsentrasyon ng sorption ay batay sa iba't ibang pagsipsip ng mga dissolved substance, gas at vapors ng solid o liquid absorbers ( mga sorbents). Sa kaibahan sa co-precipitation, dito nangyayari ang pagsipsip sa natapos na sorbent.

Sa proseso ng pagsipsip, ang sangkap ay ibinahagi sa pagitan ng dalawang hindi mapaghalo na mga yugto: solid - likido, solid - gas, likido - gas. Sa inorganic na pagsusuri, ang sorption ay madalas na isinasagawa sa isang solid-liquid system.

Ayon sa pagkakaiba sa mekanismo ng pakikipag-ugnayan ng isang sangkap na may isang sorbent, pisikal(o molekular) sorption at chemisorption. Sa pisikal na pagsipsip pakikipag-ugnayan sa pagitan ng sorbent at sorbed substance ( sorbitol) ay dahil sa intermolecular na pwersa, at mayroon adsorption(substance absorption ng sorbent surface) at pagsipsip(pagsipsip ng sangkap ng buong masa ng sorbent).

Chemisorption - ito ay pagsipsip batay sa percolation mga reaksiyong kemikal sa pagitan ng sorbent at sorbed substance na may pagbuo ng mga kemikal na compound (ion exchange, complexation, redox, atbp.). Gayunpaman, sa pagsasagawa, mahirap hanapin ang alinman sa mga mekanismo ng pagsipsip sa kanilang dalisay na anyo: karaniwan silang kumikilos nang magkakasama. Kaya, ang adsorption ay karaniwang nauuna sa chemisorption. Kapag nag-concentrate ng mga microcomponents, ang mga pamamaraan ng adsorption at chemisorption ay pinaka-malawak na ginagamit, at kabilang sa mga huli ay ang palitan ng ion at sorption na sinamahan ng kumplikadong pagbuo (halimbawa, sa mga chelating sorbents).

Ang proseso ng pagsipsip ay maaaring isagawa sa iba't ibang paraan. Mula sa mga posisyon na ito, ang isa ay nakikilala static, dynamic at chromatographic pamamaraan, at sa bawat isa sa kanila ang parehong mga mekanismo ng pagsipsip ay ginagamit.

Static(o iisang yugto) Ang pamamaraan ay isang solong pamamahagi ng mga bahagi sa pagitan ng mga phase. Kapag tumutok sa ilalim ng mga static na kondisyon, ang pagsipsip ng mga microcomponents ay ginagawa sa pamamagitan ng ordinaryong paglulubog ng sorbent sa sample na solusyon. Upang mapabilis ang pagkamit ng balanse, ang solusyon ay hinalo nang mekanikal o gamit ang ultrasound. Mekanismo ng konsentrasyon - molekular o chemisorption, sa partikular pagpapalitan ng ion, batay sa pagpapalitan ng mga ion ng solusyon para sa mga ion ng parehong tanda ng pagsingil, na bahagi ng ion exchanger (ion exchanger).

Upang paghiwalayin ang mga bahagi ng isang halo sa pamamagitan ng isang static na pamamaraan, kinakailangan na sila ay magkakaiba nang malaki sa kanilang kakayahang maipamahagi sa pagitan ng mga yugto at, kapag naitatag ang balanse, ang ilang mga bahagi ay nakararami sa isang yugto, habang ang iba ay nasa isa pa, i.e. , ang pagkakaiba sa mga koepisyent ng pamamahagi ng mga sangkap na paghiwalayin ay dapat na malaki. Ang distribution coefficient ay tinukoy bilang ang ratio ng equilibrium concentration ng isang component sa isang phase (halimbawa, sa solid) sa equilibrium concentration ng parehong component sa isa pang phase (halimbawa, sa isang liquid):

saan D ay ang koepisyent ng pamamahagi, ang Cj ay ang konsentrasyon ng balanse ng bahagi sa isang yugto, ang C2 ay ang konsentrasyon ng balanse ng bahagi sa kabilang yugto.

Ang mga paraan ng pag-sorption ay maaaring kunin ang parehong microcomponents at ang matrix. Para sa pangwakas na pagpapasiya ng sorbed microcomponents, ang sorbent ay pinaghihiwalay mula sa solusyon sa pamamagitan ng decantation o filtration, at pagkatapos ng paghuhugas (upang alisin ang mga dayuhang elemento), ang mga microcomponents ay desorbed. Ang desorption ay isinasagawa katulad ng sorption, gamit ang naaangkop na solvents para dito. Sa ilang mga kaso, bago ang pagpapasiya ng microcomponents, ang sorbent ay dissolved o ashed. Gayunpaman, posibleng direktang suriin ang isang sorbent na naglalaman ng microcomponents kung ang mga pamamaraan tulad ng X-ray fluorescence, neutron activation, o atomic absorption na may thermal atomization ay ginagamit upang matukoy ang mga ito. Kaya, sa kaso ng X-ray fluorescence determination, ito ay sapat na upang i-compress ang sorbent na may concentrate ng impurity sa isang tablet. Ang paraan ng pagsipsip ng atom na may thermal atomization ay ginamit upang matukoy ang mga bakas na halaga ng Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Zn sa natural na tubig pagkatapos ng kanilang konsentrasyon sa isang ion exchanger (Dowex A-1 cation exchanger).

Dynamic at chromatographic Ang mga pamamaraan ay batay sa maramihang pamamahagi ng mga bahagi ng system sa pagitan ng mga phase. Dynamic ang pumipili na konsentrasyon ng mga microcomponents gamit ang mga mekanismo ng molecular sorption at chemisorption ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-filter ng nasuri na sample solution sa pamamagitan ng manipis na layer ng fine-grained sorbent na idineposito sa ilang substrate, isang layer ng papel na may mga katangian ng sorption, o isang espesyal na ginawang lamad. Ito ay isang napaka-simpleng paraan ng konsentrasyon, ngunit ang paggamit nito ay posible lamang sa kaso ng makabuluhang magkakaibang mga koepisyent ng pamamahagi ng mga bahagi na ihihiwalay at ang proseso ng pagsipsip mismo ay mabilis. Upang makamit ang maximum na pagkuha ng mga microcomponents, kinakailangan upang matiyak ang isang mababang rate ng pagsasala o ulitin ang operasyon ng ilang beses hanggang sa maabot ang sorption equilibrium. Ang paghuhugas ng sorbent at desorption ng microcomponents ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-filter ng mga kaukulang solusyon.

mga pamamaraan ng chromatographic, bilang din multi-stage, ginagamit ang mga ito sa mga kaso kung saan ang mga koepisyent ng pamamahagi ng mga bahagi ng pinaghalong bahagi sa pagitan ng dalawang phase ay hindi gaanong naiiba, at samakatuwid ay hindi posible na paghiwalayin ang mga ito sa isang solong yugto na pamamaraan. Chromatography - ito ay isang napaka-karaniwang paraan ng paghihiwalay at pag-concentrate ng mga substance, batay sa pagkakaiba sa kanilang distribution coefficients sa pagitan ng dalawang phase, ang isa ay nakatigil, at ang isa ay gumagalaw sa isang direksyon na may kaugnayan sa una (kasama ang isang column o isang manipis na layer ng ang nakatigil na yugto).

Ang Chromatography ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang sapat na malaking interface sa pagitan ng mga phase at ang dynamic na paraan ng pagsasagawa ng paghihiwalay. Ang kumbinasyon ng dalawang tampok na ito ay gumagawa ng chromatography na isang napakabisang paraan ng paghihiwalay na nagpapahintulot sa isa na paghiwalayin ang mga sangkap na halos magkapareho sa kanilang mga katangian, kahit na tulad ng mga isotopes ng mga elemento o mga optically active na isomer.

Para sa konsentrasyon ng mga microcomponents, ginagamit ang iba't ibang mga sorbents, na, kasama ang mahusay na kapasidad ng pagsipsip at selectivity, ay dapat na madaling mabagong muli at chemically at mechanically stable. Mula sa mga inorganikong sorbent hydrated oxides, sulfides, phosphates ng polyvalent metals ay ginagamit, halimbawa, hydrated dioxide at phosphates ng titanium, zirconium, lata at silikon, tanso sulfide, asin ng heteropoly acids. Ang mekanismo ng pagkilos ng mga sangkap na ito ay naiiba, ngunit kadalasan ang pagsipsip ay dahil sa pagpapalitan ng ion at kumplikadong pagbuo. Ang mga bentahe ng inorganic sorbents ay ang paglaban sa init, ionizing radiation, organic solvents, at madalas na mataas ang selectivity. Kabilang sa kanilang mga pagkukulang, mapapansin ng isa ang hindi palaging sapat na mataas na kapasidad at mahinang reproducibility ng mga katangian ng sorption mula sa batch hanggang sa batch.

Ang mga inorganic na sorbent ay ginamit upang ihiwalay ang mga bakas na halaga ng Ga, In, Ge, Mo, V, W, at U mula sa tubig dagat(sorption sa hydrated titanium oxide na may kasunod na pagsusuri ng concentrate sa pamamagitan ng atomic emission method) at mga bakas na halaga ng P, As at W sa pagsusuri ng tubig at ilalim na sediments (sorption sa aluminum oxide na may kasunod na pagpapasiya ng neutron activation method), pati na rin para sa pagkuha ng mercury vapor mula sa hangin (sorption sa lead sulfide at pagpapasiya ng mercury sa pamamagitan ng atomic emission method na may hollow iron cathode).

Mula sa mga organikong sorbent Ang mga activated carbon, ordinaryo at binagong cellulose, chelating sorbents, at synthetic ion exchangers ay nakahanap ng malawak na aplikasyon.

Ang mga activated carbon ay may lubos na binuong micro- at macroporosity; nakukuha ang mga ito sa pamamagitan ng pagsunog ng kahoy o buto ng hayop na walang air access. Ang mga proseso ng molekular na adsorption ay nangingibabaw sa mga aktibong carbon (bagaman ang pagsipsip ng iba pang mga mekanismo, tulad ng pagpapalitan ng ion, ay gumaganap din ng isang papel). Kasama sa sistema ang adsorbent- isang sangkap na may nabuong tiyak na ibabaw at adsorbate - sangkap na ang mga molekula ay nasisipsip. Sa panahon ng adsorption, ang sangkap ay puro sa interface ng phase sa ilalim ng pagkilos ng mga molekular na puwersa ng adsorbent na ibabaw. Ang pisikal na adsorption ay kadalasang madaling mababalik. Ang activate carbon ay ginagamit upang pag-isiping mabuti ang pilak at ginto sa panahon ng kanilang pagpapasiya sa mga bato at ores, humahantong mula sa hangin sa pamamagitan ng pagsasala sa pamamagitan ng isang graphite disk, na sinusundan ng pagpapasiya sa pamamagitan ng paraan ng pagsipsip ng atom, mga impurities ng isang bilang ng mga metal (Ag, Bi, Cd, Co, Cu, Fe, In , Mn, Ni, Pb) na nilalaman sa sodium perchlorate NaClQ* (sa huling kaso, ang asin ay natunaw sa tubig at ang nagresultang solusyon ay sinasala sa pamamagitan ng isang filter na papel na natatakpan ng isang manipis na layer ng aktibong carbon. ; pagkatapos ng desorption ng mga impurities na may puro nitric acid, ang mga ito ay tinutukoy ng atomic absorption method).

Kadalasan, ang mga metal complex na may espesyal na idinagdag na mga reagents ay na-adsorbed sa mga aktibong carbon. (chelates), na pinili upang ang adsorption ng macrocomponent ay makabuluhang mas mababa kaysa sa adsorption ng mga complex ng microcomponents. Ang kahusayan ng preconcentration ng mga kumplikadong compound ay tinutukoy ng mga constant ng katatagan, ang likas na katangian ng kumplikado at ang istraktura ng mga ligand, at ang singil ng kumplikadong metal. Ang pamamaraan na ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapasok ng isang complexing agent sa nasuri na solusyon o sa pamamagitan ng direktang pag-aayos nito sa aktibong carbon. Ang pagsipsip ng mga chelate sa mga aktibong carbon ay isa sa mga pamamaraan ng grupo ng konsentrasyon ng mga microimpurities sa natural na tubig. Ang preconcentration ng grupo ng Fe, Cu, Zn, Cd, Cr, Hg, Mn, Ni, Co, Pb, Re, atbp. mula sa natural na tubig ay nakakamit sa pamamagitan ng adsorption ng microcomponents pagkatapos ng kanilang conversion sa chelates na may dithizone, diphenylcarbazide, 8-hydroxyquinoline at kasunod na solusyon sa pagsasala sa pamamagitan ng isang filter na papel na pinahiran ng aktibong carbon. Ang mga microcomponents ay hinihigop sa dami, ang kadahilanan ng konsentrasyon ay ~10 4 . Ang mga impurities sa resultang concentrate ay maaaring direktang matukoy sa pamamagitan ng atomic emission, X-ray fluorescence, neutron o 7-activation na pamamaraan, o pagkatapos ng kanilang desorption na may nitric acid sa pamamagitan ng atomic absorption at photometric na pamamaraan. Kapag tinutukoy ang mga impurities (Ag, Cd, Co, Cu, In, Ni, Pb, Tl, Zn) sa tungsten, ang mga ito ay puro sa aktibong carbon sa anyo ng diethyldithiocarbamates, na-desorbed ng nitric acid, at tinutukoy ng atomic absorption at X- pagsusuri ng ray fluorescence.

Sa pagsasagawa ng paghihiwalay at pag-concentrate ng mga elemento, ang mga natural at sintetikong polimer, ang mga high-molecular-weight na organic (o inorganic) na mga compound, ay malawakang ginagamit bilang sorbents. Angkop para sa mga layuning ito natural na polimer dapat tawaging polysaccharide selulusa(o hibla ng gulay). Ang cotton ay halos purong selulusa. Ang selulusa ay ginagamit upang pag-concentrate ang mga metal na Pt mula sa mga dilute na solusyon. Kapag tinutukoy ang mga microquantity ng Cu, Fe, Mn at Zn sa mga extract ng lupa, ang konsentrasyon ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpasa ng nasuri na solusyon sa pamamagitan ng cotton wool. Ang parehong sorbent ay ginagamit upang pag-concentrate ang mga bakas ng Cd, Cu, at Pb sa atomic absorption analysis ng inuming tubig, acetone, at methanol. Ang pamamaraan ay simple, dahil ang mga filter ng cellulose na may mga microcomponents na na-adsorbed sa mga ito ay maaaring masuri nang walang karagdagang pagproseso sa pamamagitan ng X-ray fluorescence analysis.

Sa praktikal na pagsusuri, ang mga sorbent ay batay sa polyurethane foams- mataas na buhaghag na materyales na may bukas na mga pores at may napakalaking partikular na lugar sa ibabaw. Ang pagkuha ng sorbed impurities ay nakakamit sa pamamagitan ng pagtunaw ng foam sa mainit na nitric acid.

AT paraan ng chromatographic sorption bilang sorbents, synthetic polymers ng organic na kalikasan (resins) ay pinaka-malawak na ginagamit, nagtatrabaho sa mekanismo ng palitan ng ion (mga palitan ng ion), ibig sabihin, ang sanhi ng sorption dito ay chemisorption. Ang mga palitan ng ion na nakikipagpalitan ng mga kasyon ng solusyon ay tinatawag cation exchangers, at ang mga nakikipagpalitan ng mga anion - mga palitan ng anion. Ang mga kemikal na formula ng cation at anion ay karaniwang nakasulat bilang RH at ROH; pagkatapos ay ang cation exchange equation sa pangkalahatang pananaw maaaring kinakatawan bilang isang reaksyon:

kung saan ang R ay isang komplikadong organic radical (matrix o polymer framework), ang M ", + ay isang metal cation sa estado ng oksihenasyon p+.

Para sa isang anion exchanger, ang proseso ng palitan ay maaaring isulat sa eskematiko bilang

kung saan A "- anion" - pangunahing acid.

Ang nababaligtad na stoichiometric na katumbas na pagpapalitan ng mga ion mula sa solusyon para sa mga ion ng parehong tanda, na bahagi ng ion exchanger, ay nangyayari kapag ang nasuri na electrolyte solution ay naipasa sa ion exchanger na inilagay sa isang mahabang cylindrical glass tube (bersyon ng column). Ang paghihiwalay ng mga ions ay nakamit dahil sa kanilang magkakaibang pagkakaugnay sa ion exchanger, bilang isang resulta kung saan sila ay gumagalaw sa haligi sa iba't ibang bilis. Ang ilang mga bahagi ay nananatili sa itaas na layer ng sorbent, habang ang iba, na may mas mababang antas ng pakikipag-ugnayan sa sorbent, ay napupunta sa ibabang bahagi ng haligi; ang iba pa ay umaalis sa column kasama ang mobile phase. Bilang isang resulta, ang isang chromatogram ay nakuha - isang regular na pamamahagi ng mga sangkap sa mga zone alinsunod sa kanilang sorbability. Ang mga hinihigop na sangkap ay tinanggal mula sa sorbent sa pamamagitan ng pagdaan dito ng anumang angkop na solvent ( maliwanag). Sa kasong ito, nagaganap ang baligtad na proseso - desorption, at ang hinihigop na mga sangkap ay muling pumasa sa likidong bahagi ( eluate). Ang eluent ay dapat na pumipili sa isa o ibang ion sa pinaghalong pinaghihiwalay. Sa pamamagitan ng pagpili ng komposisyon at kaasiman ng eluent, posible na sunud-sunod na alisin ang lahat ng sorbed ions mula sa column. Para dito, kadalasang ginagamit ang kakayahan ng mga ions na mahiwalay sa isang tiyak na pH upang bumuo ng mga complex ng iba't ibang katatagan.

Kaya, ang gallium at lead ay maaaring pagsama-samahin sa isang column ng SBS cation exchanger. Kung ang column ay hinugasan ng 3 M ammonium acetate solution, pagkatapos ay ang mga lead ions, na bumubuo ng isang natutunaw na complex na may acetate ions, ay pumasa sa eluate, at ang gallium ay nananatili sa column, kung saan ito ay pagkatapos ay eluted na may 1.3 M HCl solution. Ang mga dami ng pagpapasiya ng mga bahagi pagkatapos ng kanilang paghihiwalay ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng anumang angkop na pamamaraan.

Ang dynamism ng proseso ng sorption, na ibinigay ng paulit-ulit na pagkilos ng sorption-desorption ng mga pinaghihiwalay na bahagi sa daloy ng mobile phase, ay tumutukoy sa mas mataas na kahusayan ng chromatographic na pamamaraan kumpara sa mga paraan ng sorption sa ilalim ng mga static na kondisyon at ginagawang posible upang makamit ang pinong paghihiwalay ng mga kumplikadong mixtures nang walang anumang mga espesyal na paghihirap. Kasabay nito, sa pamamagitan ng pagsipsip ng mga sangkap mula sa isang malaking dami ng solusyon at ang kanilang desorption sa isang mas maliit na dami ng solvent, konsentrasyon sorbed substance.

Ang kahusayan sa paghihiwalay ng dalawang ions ay nailalarawan sa pamamagitan ng kadahilanan ng paghihiwalay, tinukoy bilang isang ratio koepisyent ng pamamahagi para sa parehong mga kondisyon ng dalawang ion b' = D/D 2 . Kung ang S= 1, kung gayon ang paghihiwalay ng mga ion ay imposible. Para sa paghihiwalay, kinakailangan na ang mga koepisyent ng pamamahagi D at D2 medyo nagkakaiba.

Ang pagkakaiba sa pag-uugali ng sorption ng mga pinaghiwalay na elemento ay madalas na madaragdagan sa pamamagitan ng pag-convert ng isa sa mga pinaghiwalay na elemento sa isang anionic complex, habang ang pangalawang elemento ay dapat manatili sa anyo ng isang libre (solvated) cation. Ang isang halimbawa ay ang paghihiwalay ng iron(III) at aluminyo pagkatapos magdagdag ng ammonium thiocyanate sa isang solusyon, na higit sa kung saan ay iron lamang ang bumubuo sa thiocyanate complex 3~. Ang mga elemento ay madaling ihiwalay gamit ang isang anion exchanger. Ang mga organic complexant ay kadalasang ginagamit para sa mga layuning ito.

Ang separation coefficient ay apektado ng parehong kemikal (pH ng solusyon, ang likas na katangian ng mga ion na ihihiwalay at ang kanilang konsentrasyon sa solusyon, ang kemikal na komposisyon ng ion exchanger, atbp.) at puro pisikal na mga kadahilanan (ang rate ng daloy ng solusyon sa pamamagitan ng column, ang laki ng butil ng ion exchanger, ang taas ng column, ang temperatura ng solusyon, atbp.). d.). Kung mas malapit ang mga kondisyon sa ekwilibriyo, mas matagumpay ang paghihiwalay. Ang pagkamit ng ekwilibriyo ay nag-aambag sa pagsunod sa isang mababang rate ng paghahatid ng solusyon. Ang rate ng palitan ng ion sa pagitan ng sorbent at solusyon ay tumataas sa pagpapababa ng laki ng butil ng ionite. Gayunpaman, ang mga particle ng ion exchanger na masyadong maliit ay nagpapahirap sa solusyon na dumaan sa column. Ang paghihiwalay ay nagpapabuti sa pagtaas ng taas ng haligi at sa pagtaas ng temperatura.

Ion exchange chromatography ay pangunahing ginagamit para sa mga layunin paghihiwalay, Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay kapaki-pakinabang din para sa ganap na konsentrasyon mga bakas ng mga ion mula sa napakalabnaw na solusyon, lalo na mula sa mga tubig-organic. Kapag ang malalaking volume ng dilute solution ay dumaan sa mga layer ng ionite at ang kasunod na pagkuha ng absorbed substance na may maliit na volume ng solvent (eluent), ang konsentrasyon ng substance ay maaaring tumaas ng 200-500 beses. Sa analytical control, ang diskarteng ito ay kadalasang ginagamit upang pag-concentrate ang mga impurities bago ang kanilang determinasyon sa mga ultrapure na materyales (halimbawa, ang pagtukoy ng maraming metal impurities sa ultrapure Ge, Ga, GaAs, As, ASCI3, atbp. sa pamamagitan ng atomic absorption analysis pagkatapos ng kanilang konsentrasyon sa ang KU-2 cation exchanger -8), sa pagsusuri ng natural at pang-industriya na tubig para sa nilalaman ng mabibigat na metal, para sa pagkuha ng uranium at radioactive isotopes, pati na rin para sa pagkuha ng mga non-ferrous na metal sa panahon ng industriyal na produksyon rare earth elements (REE), kabilang ang pagproseso ng lanthanide ores.

Ang analytical at teknolohikal na paggamit ng ion-exchange chromatography ay sari-sari. Ang pamamaraang ito ay naghihiwalay sa mga elementong napakalapit sa mga katangian, tulad ng REE, transuranium, kambal na elemento (halimbawa, Zr-Hf), cis-trans- isomeric complexes ng Co, Pt, alisin ang mga nakakasagabal na ion (paglilinis ng mga solusyon sa tubig at asukal), i-concentrate ang mahahalagang microcomponents mula sa natural at pang-industriyang tubig. Ang Ion-exchange chromatography ay malawakang ginagamit sa pagsusuri ng mga haluang metal, non-ferrous na metal ores at mga produkto ng kanilang pagproseso, mga basurang naglalaman ng mga elemento ng bakas, pati na rin ang pang-industriya na wastewater upang makabuo ng mga epektibong pamamaraan para sa paggamot ng pang-industriyang basura.

Ang limitasyon ng paggamit ng paraan ng pagpapalit ng ion ay ang pangangailangan na magsagawa ng maraming gawaing paghahanda gamit ang medyo malaking halaga ng mga acid, alkalis, at iba pang mga reagents, bilang isang resulta kung saan maraming mga dayuhang sangkap ang naipon sa solusyon, na nakikipag-ugnayan sa mga exchanger ng ion. at, bilang karagdagan, nakakaapekto sa kaasiman ng solusyon at mga kondisyon ng kumplikadong pagbuo. Gayunpaman, ang paraan ng ion-exchange chromatography ay masinsinang binuo at patuloy na nagpapalawak ng mga hangganan ng aplikasyon dahil sa paglikha ng mga bago, selectively acting ion exchangers at pagbuo ng bago, lalo na ang awtomatiko, na mga pamamaraan para sa paghihiwalay at preconcentrating na mga elemento.

Sa pamamaraan sediment chromatography upang paghiwalayin ang mga sangkap, iba't ibang solubility ng mga precipitates na nakuha bilang isang resulta ng reaksyon sa pagitan ng mga ion na paghihiwalay at ang precipitant ay ginagamit. Ang isang solidong precipitant ay halo-halong may makinis na lupa carrier o ang huli ay pinapagbinhi ng isang precipitant solution, pagkatapos kung saan ang timpla ay inilalagay sa isang haligi. Kapag ang isang solusyon ng isang pinaghalong mga ion na ihihiwalay ay dumaan sa haligi, sila ay namuo sa carrier sa anyo ng matipid na natutunaw na mga precipitate sa pagkakasunud-sunod (mula sa itaas hanggang sa ibaba) ng kanilang pagtaas ng solubility. Ang hindi bababa sa natutunaw ng mga compound ay nauuna muna (sa tuktok ng column), na sinusundan ng susunod sa solubility, atbp. Ang matagumpay na paghihiwalay ng pinaghalong ay nakakamit sa pamamagitan ng paulit-ulit na pag-uulit ng proseso ng precipitate formation at dissolution sa panahon ng chromatography. Ayon sa mekanismo ng sorption, ang sedimentary chromatography ay kabilang sa chemisorption chromatography. Ang mga prosesong nagaganap kapag dumadaan sa hanay ng isang solusyon na naglalaman ng pinaghalong dalawang sangkap na АХ at ВХ, na tumutugon sa isang precipitant CY na may pagbuo ng mga precipitates AY at BY, ay maaaring ipahayag ng scheme:

Kung ang mga precipitates AY at BY ay may kulay, kung gayon ang lokasyon ng mga precipitates sa column ay maaaring matukoy nang biswal at sa gayon ay masuri ang husay na komposisyon ng nasuri na solusyon. Sa kaso ng walang kulay na precipitates, ang chromatogram ay binuo sa pamamagitan ng pagpasok ng mga partikular na reagents sa column pagkatapos ng chromatography, na bumubuo ng mga may kulay na compound na may mga ion na tutukuyin. Upang mabilang ang mga bahagi, ginagamit ang isang plot ng haba (taas) ng zone kumpara sa konsentrasyon ng ion.

Kapag ang precipitated chromatogram ay hinugasan ng angkop na solvent na natutunaw ng mabuti ang ilang namuo at hindi natutunaw ang iba, ang mga indibidwal na zone ay sunud-sunod na hinuhugasan sa labas ng column, na nagreresulta sa isang malinaw na paghihiwalay ng mga pinaghalong bahagi. Sa panahon ng pagsipsip ng mga sangkap mula sa isang malaking dami ng nasuri na solusyon at ang kanilang desorption sa isang mas maliit na dami ng solvent, ang konsentrasyon ng mga sorbed na sangkap ay nakamit.

Bilang mga carrier sa sedimentary chromatography, ang mga purong highly dispersed substance ay ginagamit na may mahusay na kakayahang mag-filter at walang malasakit sa precipitant at ang solusyon na chromatographed: aluminum oxide at hydroxide, silica gel, barium sulfate, starch, sand (silicon dioxide), atbp. Ang mga precipitant ay mga reagents na nabubuo na may separable precipitation ions (nailalarawan ng iba't ibang solubility) at walang malasakit sa carrier; at kinakailangang kondisyon ay ang sorbability ng mga precipitants sa carrier. Ang isang halimbawa ay ang paghihiwalay ng Hg 2+ , Bi 3+ at Pb 2+ ions sa pamamagitan ng pagpasa ng solusyon sa isang column ng aluminum oxide na pinapagbinhi ng potassium iodide solution. Sa kasong ito, tatlong zone ang nabuo sa column: ang upper red zone na naaayon sa Hgl 2 compound, ang pangalawang black zone - VPz, at ang lower yellow zone - RY 2 . Kapag naghuhugas gamit ang solvent, ang mga zone ay gumagalaw pababa sa column, at ang lead ay makikita sa mga unang bahagi ng eluate, pagkatapos ay bismuth, at sa wakas ay mercury.

Bilang karagdagan sa paghihiwalay, ang sedimentary chromatography ay ginagamit upang linisin ang mga sangkap at pag-concentrate ang mga ito. Kaya, upang linisin ang cobalt o zinc mula sa mga impurities ng nickel, isang column na naglalaman ng aktibong carbon na may dimethylglyoxime (DMG) ay ginagamit; sa kasong ito, ang kobalt o zinc ay pumasa sa filtrate, at ang nickel ay nananatili sa haligi, kung saan ito ay kinuha sa isang dilute hydrochloric acid solution. Sa kasong ito, ang konsentrasyon ng nickel ay tumataas nang daan-daang beses.

Ang sedimentary chromatography ay ginagamit upang lagyan ng label ang mga haluang metal. Ang solusyon na nakuha sa pamamagitan ng dissolving ang haluang metal shavings ay dumaan sa haligi; ang chromatogram ay inihambing sa mga chromatograms ng mga karaniwang sample ng mga haluang metal.

Ang pisikal na adsorption ng mga pinaghiwalay na bahagi ng pinaghalong sa napiling adsorbent ay pinagbabatayan adsorption(molecular) chromatography. Dito, ang nakatigil na yugto ay isang solidong adsorbent, at ang mobile phase ay isang likido ( solid-likido chromatography, TLC) o gas (pag-adsorption ng gas o gas-solid chromatography, GAC o GTC). Ang likas na katangian ng pagsipsip ay nakasalalay sa paraan ng pagproseso ng adsorbent at ang istraktura ng aktibong ibabaw nito, ngunit higit sa lahat, sa likas na katangian ng adsorbent na sangkap.

Sa TLC, ang test mixture na natunaw sa isang angkop na solvent ay dinadaanan sa isang column na puno ng adsorbent na chemically inert sa mga bahagi ng mixture at solvent at may sapat na adsorption capacity (aluminum oxide, calcium oxide at carbonate, silica gel, activated carbon, zeolites (aluminosilicates ng alkaline at alkaline earth elements ), sucrose, cellulose, starch). Ang solvent ay dapat ding chemically inert sa mga solute at adsorbent at walang mga impurities. Depende sa kemikal na katangian ng mga sangkap na ihihiwalay at sorbents, tubig, alkohol, acetone, eter, dioxane, benzene, toluene, atbp. ay ginagamit bilang mga solvents.

Kapag ang nasuri na solusyon ay naipasa sa column, ang mga elemento ay ibinahagi nang sunud-sunod sa column dahil sa kanilang magkakaibang adsorbability. Sa itaas na mga layer ng sorbent, mas maraming sorbed ang nananatili, at sa mas mababang mga layer, mas mababa ang sorbed. Nakamit ang paghihiwalay elution(paghuhugas) ng column na may angkop na solvent ( maliwanag), habang ang mga indibidwal na bahagi ng pinaghalong gumagalaw nang hindi pantay sa kahabaan ng column. Una sa lahat, ang hindi gaanong na-adsorbed na bahagi ay nahuhugasan mula sa haligi, pagkatapos ay ang mas na-adsorbed, atbp. Pagkolekta ng likidong dumadaloy mula sa haligi ( eluate) sa magkahiwalay na bahagi, kunin ang tinatawag na likido chromatogram. Bilang isang resulta, ang pinag-aralan na kumplikadong timpla ay mahahati sa isang bilang ng mga praksyon na naglalaman ng mga indibidwal na sangkap, ang karagdagang dami ng pagpapasiya kung saan sa mga praksyon ay karaniwang isinasagawa ng ilang physicochemical na pamamaraan (photometric, polarographic, atbp.).

Ginagamit ang TLC sa quantitative analysis para sa paghihiwalay ng mga nakakasagabal na kasyon at para sa paghihiwalay ng mga organikong sangkap sa pagsusuri ng mga produkto sa industriya ng pagkain, pabango at parmasyutiko.

Sa GAC (o GTC), ang column ay puno ng parehong sorbent tulad ng sa TLC. Ang mga pangunahing kinakailangan para sa gas, na dito ay ang mobile phase at tinatawag tagadala ng gasolina, ay mas mababang adsorbability at chemical inertness sa mga bahagi ng pinaghalong pinaghihiwalay. Bilang isang carrier gas, hangin, nitrogen, hydrogen, carbon dioxide, argon, helium ay ginagamit (ang huling dalawa ay ang pinaka-maginhawa).

Ang paunang sample ay maaaring gas, likido o solid, gayunpaman, ang isang paunang kinakailangan ay ang paunang conversion ng mga chromatographed substance sa gas phase. Upang gawin ito, ang nasuri na sample ay ipinakilala sa isang espesyal na silid ( dispenser), ang temperatura kung saan sapat para sa kumpletong pagsingaw ng lahat ng mga bahagi ng sample. Kapag gumagalaw ang carrier gas kasama ang mga singaw ng sangkap sa kahabaan ng column ng adsorption, ang mga bahagi ng halo ay nasisipsip ng adsorbent alinsunod sa mga katangian ng sorption. Sa karagdagang pagpasa ng carrier gas, ang hinihigop na mga sangkap ay magsisimulang mag-desorb nang sunud-sunod at, umaalis sa haligi, ipasok ang analyzer detector - isang aparato na nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang anumang pisikal at kemikal na pag-aari ng isang binary system (carrier gas - sample component) upang maitaguyod ang presensya at dami ng nilalaman ng bawat bahagi ng pinaghalong. Ang mga pagbabasa ng detector ay karaniwang ginagawang isang de-koryenteng signal at ipinapadala sa isang pag-aayos o pag-record na aparato, tulad ng isang electronic potentiometer tape. Ang pinakakaraniwang thermal conductivity detector ( mga katarometer), ionization at pagkuha ng elektron.

Ang isang kinatawan ng mga ionization detector ay isang argon detector na ginagamit upang matukoy ang mga gas na natunaw sa metal. Ang sample ng pagsubok ay natutunaw sa isang vacuum furnace sa pagkakaroon ng grapayt. Kasabay nito, ang nitrogen ay inilabas sa libreng anyo, ang oxygen ay na-convert sa CO monoxide, at ang hydrogen ay inilabas sa libreng anyo at bahagyang sa anyo ng methane. Ang mga umuusbong na gas ay hinihigop sa isang haligi na may isang adsorbent at pagkatapos ay hugasan ng argon. Pagkakasunud-sunod ng pag-flush ng gas: hydrogen, nitrogen, methane, carbon monoxide. Ang mga gas ay pumapasok sa detektor, kung saan ang carrier gas (argon) ay bahagyang na-ionize ng radioactive /3 radiation. Ang admixture ng mga gas na inilabas mula sa metal ay nakakaapekto sa antas ng ionization ng argon. Ang nagreresultang ionization current pagkatapos ng amplification ay ipapakain sa isang recording potentiometer. Ang resultang chromatogram ay isang serye ng mga taluktok. Ang peak area ay proporsyonal sa dami ng bawat bahagi, at ang peak exit time sa isang pare-parehong mode ng pagpapatakbo ng instrumento (pare-parehong temperatura at bilis ng carrier ng gas) ay nagpapakilala sa likas na katangian ng bahagi (Fig. 21). Ang pagkilala sa mga pinag-aralan na sangkap ay isinasagawa sa pamamagitan ng paghahambing ng peak release time na matatagpuan sa

kanin. 21.1 - 1b; 2 - N2; 3 - CH4; 4 - kabuuan ng mga gas

ilang kundisyon, para sa mga bahagi ng pinag-aralan na timpla at para sa karaniwang sample.

Ang pagkakaiba sa pamamahagi ng mga sangkap na ihihiwalay sa pagitan ng dalawang hindi mapaghalo na solvents ay pinagbabatayan pamamahagi kromatograpiya (likido - likido kromatograpiya). Maaaring isagawa ang partition chromatography sa isang haligi, sa papel, o sa isang manipis na layer ng adsorbent. Sa bersyon ng haligi, ang isang haligi na puno ng isang carrier, isang solidong pinong hinati na buhaghag na sangkap, ay pinapagbinhi ng isang hindi kumikibo na solvent, na, na na-adsorbed sa ibabaw ng carrier, ay bumubuo ng isang ibabaw na likidong pelikula dito. Ang pinaghalong mga sangkap na paghiwalayin, natutunaw sa isang mobile solvent, ay ipinakilala sa haligi, at pagkatapos na ang solusyon ay nasisipsip sa itaas na bahagi ng haligi, ito ay hugasan ng isang purong mobile solvent. Sa panahon ng proseso ng paghuhugas, ang mga sangkap ng pinaghalong ay patuloy na muling ipinamamahagi sa pagitan ng dalawang hindi mapaghalo na mga phase ng likido. Kung ang mga bahagi ng pinaghalong may hindi bababa sa isang bahagyang pagkakaiba sa mga koepisyent ng pamamahagi sa pagitan ng mga mobile at nakatigil na phase, pagkatapos ay lilipat sila sa hanay sa ibang bilis. Ang bahagi na may pinakamataas na koepisyent ng pamamahagi ay may pinakamataas na bilis.

(kung saan ang C| Yu dv at Snepodv ay ang mga konsentrasyon ng dissolved substance, ayon sa pagkakabanggit, sa mobile at stationary phases); samakatuwid, ang sangkap na ito ay huhugasan sa labas ng haligi bago ang iba at papasok sa mga unang bahagi ng eluate. Ang sangkap na may pinakamaliit D gumagalaw sa column sa pinakamababang bilis at nagtatapos sa mga huling bahagi ng eluate. Sa sapat na haba ng haligi, ang kumpletong paghihiwalay ng mga bahagi ng pinaghalong ay nangyayari.

Ang mga kinakailangan para sa mga carrier ng nakatigil na yugto ay pareho sa kaso ng adsorption chromatography. Pinipili ang mga mobile at immobile na solvent depende sa likas na katangian ng carrier at polarity nito. Kung ang carrier ay isang hydrophilic substance (silica gel, cellulose, starch, alumina, atbp.), Kung gayon ang hindi kumikibo na solvent ay tubig o iba pang polar liquid ( sulpuriko acid, methyl alcohol, nitromethane), at mobile - isang hindi gaanong polar na organikong solvent o isang halo ng mga solvent (halimbawa, isang halo ng butyl alcohol na may chloroform). Halimbawa, ang uranium(U1) ay nahihiwalay sa karamihan ng iba pang elemento sa silica gel na ginagamot sa 6 M HNO3. Ang ypana(VI) salts ay na-eluted mula sa column na may methyl isobutyl ketone (MIBK). Ang mga metal ions na hindi nakikipag-ugnayan sa MIBC ay nananatili sa column, kung saan sila ay aalisin ng may tubig na solusyon.

Kung ang carrier ay isang hydrophobic substance (fluoroplast-4, o Teflon), polystyrene at iba pang polymers), kung gayon ang mga non-polar organic solvents (benzene, chloroform, kerosene, atbp.) ay ginagamit bilang stationary media, at polar organic compounds at tubig ay ginagamit bilang mobile media. . Sa kasong ito, ang pamamaraan ay tinatawag reverse phase partition chromatography, o chromatography ng pagkuha. Ang ganitong uri ng chromatography ay nagbibigay ng magagandang resulta sa paghihiwalay ng mga sangkap na madaling natutunaw sa mga organikong solvent.

Ang pamamaraang ito ay naghihiwalay, halimbawa, ang mga bakas ng bakal mula sa aluminyo sa isang haligi na puno ng fluoroplast-4 na pulbos sa anyo ng isang suspensyon sa tributyl phosphate (TBP). Kapag ang pagsubok na solusyon ng 7 M sa HC1 ay dumaan sa haligi at ang haligi ay kasunod na hugasan ng isang solusyon ng HC1 ng parehong konsentrasyon, ang bakal ay ganap na pinananatili ng organikong yugto, at ang aluminyo ay hinuhugasan ng dami sa haligi sa ilalim ng mga kondisyong ito. Pagkatapos ay hinuhugasan ang bakal

0.1 M HC1 at natukoy sa photometrically na may sulfosalicylic acid.

Para sa pangkat na konsentrasyon ng mga impurities sa pagsusuri ng tubig at solusyon ng CaClg, isang 0.1 M na solusyon ng 8-hydroxyquinoline sa isang halo ng carbon tetrachloride at isoamyl alcohol ay inilapat sa fluoroplastic powder. Matapos maipasa ang solusyon na susuriin, ang mga impurities ay pinahiran ng mainit na 2 M HCl. Pagkatapos ng pagsingaw ng eluate at mineralization ng nalalabi, ang mga impurities ay tinutukoy ng paraan ng paglabas ng atomic.

Matagumpay na pinaghihiwalay ng extraction chromatography ang mga inorganic ions sa anyo ng mga complex na may mga organic na ligand. Ang partition chromatography, na pinagsasama ang extraction chemistry ng proseso sa chromatographic technique ng pagpapatupad nito, ay isa sa mga pinaka-epektibong paraan ng liquid chromatography. Ginagawa nitong posible na paghiwalayin ang halos anumang halo ng mga sangkap na may katulad na mga katangian ng kemikal, dahil ang bilang ng mga kumbinasyon ng mga pares ng naghihiwalay na mga likido ay walang limitasyon.

Ang partikular na partition chromatography na umiiwas sa pangangailangan para sa isang column ay papel at manipis na layer chromatography, na ginagamit upang paghiwalayin ang napakaliit na halaga ng mga sangkap. Sa unang kaso, ang espesyal na ginagamot na chromatographic na papel ay nagsisilbing inert carrier. Kapag naghihiwalay ng mga sangkap na nalulusaw sa tubig, ang nakatigil na bahagi ay na-adsorbed ng tubig ng carrier, at ang mobile phase ay isang organikong solvent. Kung ang mga sangkap ay natutunaw sa isang organikong solvent, kung gayon ang tubig ay ginagamit na bilang isang mobile phase, at ang organikong solvent ay nakatigil.

Bilang mga solvents, ang mga pinaghalong sangkap ay kadalasang ginagamit, halimbawa, butyl o amyl alcohol na may methyl o ethyl alcohol, saturated aqueous solution ng phenol, cresol, atbp., Mga pinaghalong butyl alcohol na may acetic acid, ammonia, atbp.

Para sa paghihiwalay, ang isang patak ng nasuri na solusyon (na may nilalaman na 0.01-0.1 mg ng mga pinaghiwalay na sangkap) ay inilapat sa gilid ng isang strip ng chromatographic na papel, na, pagkatapos ng pagpapatayo, ay inilubog sa isang sisidlan (silindro) na may isang mobile. pantunaw. Sa kasong ito, ang antas ng solvent ay dapat na mas mababa sa inilapat

174 Kabanata 3

patak. Sa ilalim ng pagkilos ng mga puwersa ng maliliit na ugat, ang solvent ay gumagalaw pataas sa papel; sa pag-abot sa lugar kung saan matatagpuan ang idinepositong drop ng solusyon, ang mga bahagi nito ay magsisimulang muling ipamahagi sa pagitan ng mga mobile at nakatigil na phase alinsunod sa halaga ng mga koepisyent ng pamamahagi D. Ang higit pa D(Sdv > Sneiodv), mas dumaan ang bahagi sa mobile phase at gumagalaw kasama ng solvent sa mas mataas na bilis. Pagkalipas ng ilang oras, kapag ang mobile solvent ay tumaas sa sapat na taas, ang unang kinuha na timpla ay hahatiin sa magkakahiwalay na mga spot ng mga bahagi na matatagpuan sa iba't ibang distansya mula sa lugar kung saan inilapat ang paunang solusyon drop (panimulang linya) (Fig. 22) .

Kung ang mga sangkap na ihihiwalay ay walang kulay, pagkatapos ay upang "mabuo" ang chromatogram upang makita ang mga pinaghiwalay na sangkap, ang mga reagents ay inilalapat sa mga lugar ng kanilang lokasyon, na bumubuo ng mga kulay na compound sa kanila.

Upang mahanap ang mga zone kung saan ang bawat isa sa mga bahagi ng nasuri na solusyon ay puro, gamitin ang kaugnayan sa pagitan ng taas ng pagtaas / ng bahaging ito at ng taas ng pagtaas L harap ng solvent:

kanin. 22. Paper chromatography.

RF- ang bilis ng paggalaw ng bahagi sa sistemang ito kung saan RF nailalarawan ang rate ng paggalaw ng isang bahagi sa isang naibigay na sistema at nakasalalay sa likas na katangian ng sangkap, ang mga katangian ng mga solvents, temperatura, uri ng chromatographic na papel, ay hindi nakasalalay (sa perpektong kaso) sa konsentrasyon ng sangkap at ang pagkakaroon ng iba pang mga sangkap. Sa ilalim ng patuloy na mga kundisyong pang-eksperimento (para sa mga ibinigay na phase, carrier, at temperatura) RF ay pare-pareho at maaaring magsilbi bilang isang indibidwal na katangian ng sangkap na ginamit upang makilala ito. Karaniwan RF itinakda para sa mga kundisyong ito sa mga paunang eksperimento na may mga purong sangkap. Kaya, halimbawa, para sa Fe 3+ ion RF= 0.40 kung ang solvent ay pinaghalong ethyl at isobutyl alcohol na may hydrochloric acid, at RF= 0.10 kung ang solvent ay pinaghalong dioxane, antipyrine at hydrochloric acid.

Gamit ang kaugnayan Ako=Rf? L posible sa pamamagitan ng pagsukat L tukuyin ang mga lugar kung saan ang mga kaugnay na bahagi ay puro at kung saan ang kanilang pagtuklas ay dapat isagawa. Ang paghihiwalay ng mga bahagi ay mas mahusay, mas magkakaiba ang mga ito RF. Kondisyon para sa paghihiwalay ng dalawang ion: R t - R/2 ^0,1.

Ang dami ng pagpapasiya ng mga pinaghiwalay na bahagi ay kadalasang isinasagawa sa pamamagitan ng mga pamamaraang photometric o fluorimetric (luminescent) o, pagkatapos ng elution ng mga chromatographic spot, sa pamamagitan ng pamamaraang polarographic.

Bilang karagdagan sa inilarawan na tinatawag na pataas na paraan ng chromatography ng papel, mayroong isang bilang ng mga varieties nito (pababa, radial, two-dimensional). Ang pagiging simple ng eksperimento at ang iba't ibang mga pang-eksperimentong kondisyon ay ginagawang posible na gumamit ng papel na chromatography sa halos lahat ng mga lugar ng pananaliksik sa kemikal. Ang pamamaraang ito ay pinaka-malawak na ginagamit sa biochemistry, halimbawa, para sa paghihiwalay ng mga amino acid at peptides sa pag-aaral ng istraktura ng mga protina, ang paghihiwalay ng mga alkaloid, steroid, at iba't ibang mga extract mula sa mga natural na produkto. Sa inorganic na pagsusuri, ang pamamaraan ay pangunahing ginagamit sa pagsusuri ng husay para sa paghihiwalay at pagtuklas ng REE at radioisotopes. Ang mga pamamaraan ay iminungkahi na ginagawang posible upang makita at matukoy ang mga metal sa mga lupa at mga geological na sample sa ilalim ng mga kondisyon sa larangan.

Ang thin layer chromatography (TLC) ay katulad ng paper chromatography sa maraming paraan. Ang paghihiwalay dito ay isinasagawa sa mga plato (salamin, plastik, metal) na pinahiran ng isang manipis na layer ng isang sorbent na may mataas na kapasidad ng adsorption (silica gel, aluminum oxide, cellulose powder, polyamide, atbp.). Upang ayusin ang sorbent sa plato, ito ay halo-halong may isang panali (starch, dyipsum). Ang ibabang gilid ng plato na may sample na inilapat dito ay ibinaba sa isang mobile solvent. Matapos ang pagkumpleto ng proseso ng paghihiwalay, ang pagkakakilanlan at dami ng pagpapasiya ng mga bahagi ng pinag-aralan na pinaghalong ay isinasagawa sa parehong paraan tulad ng sa kaso ng papel chromatography.

Ang bentahe ng TLC sa chromatography ng papel ay ang mataas na bilis ng proseso (hindi hihigit sa 1 oras, at kung minsan ay 10-15 minuto), ang kalinawan ng paghihiwalay ng mga bahagi at ang kakayahang paghiwalayin at kilalanin ang napakaliit na halaga ng mga mixtures ng mga sangkap - mula sa ilang sampu-sampung micrograms hanggang hundredths, at minsan thousandths ng isang microgram . Ang pamamaraan ay simple upang maisagawa at sa mga tuntunin ng instrumentasyon at hindi maunahan sa pagsusuri ng mga kumplikadong mixtures, na humantong sa malawak na aplikasyon nito para sa paghihiwalay ng mga molekular na compound sa kemikal, biyolohikal, medikal, at iba pang pag-aaral.

Sa analytical control, ang TLC ay ginagamit bilang isang paraan para sa paghihiwalay at pag-concentrate ng mga substance sa pagsusuri ng iba't ibang natural at industrial na micro-objects mula sa weighed portions na 10 -5 -10~6 g (minerals, inclusions, semiconductor products, atbp.). Matagumpay na pinaghihiwalay ng pamamaraang ito ang mga bihirang at bihirang elemento ng lupa, mga metal na platinum, at mga produktong uranium fission.

Ang partition chromatography ay malawakang ginagamit para sa pagsusuri ng mga gas, mababa at mataas na kumukulo na organic at inorganic mixtures (na may kumukulo mula -200 hanggang 400 °C). Ang nakatigil na yugto dito ay isang likido na idineposito sa isang manipis na layer sa ibabaw ng ilang solid inert carrier, at ang mobile phase ay isang carrier gas - gas-liquid chromatography(GLC). Ang mga inert substance na may nabuong ibabaw ngunit mababa ang microporosity ay ginagamit bilang solid carrier upang hindi isama ang gas adsorption sa ibabaw. Ang kaolin, tripoli, teflon, ceramics (iba't ibang grado ng mataas na buhaghag na mga brick), espesyal na inihanda na silica gel, pinong almirol, at selulusa ay nakatanggap ng pinakamalaking pamamahagi bilang carrier. Ang mga carrier ay ginawa rin mula sa aluminum oxide, carborundum (silicon carbide SiC) o mula sa pinakamaliit na glass beads (balls).

Ang kahusayan ng paghihiwalay sa GLC ay higit sa lahat ay nakasalalay sa tamang pagpili ng likidong bahagi, at samakatuwid ang isang bilang ng mga mahigpit na kinakailangan ay ipinapataw dito: ang likidong bahagi ay dapat na matatag na mapanatili sa isang solidong suporta, maging chemically inert sa pinaghalong mga bahagi at sa ang solid na suporta, thermally stable, hindi natutunaw ang carrier gas, may mababang lagkit, maging non-volatile at may sapat na mataas na selectivity. Bilang isang liquid phase sa GLC, polar at non-polar hydrocarbons, vaseline, silicone, at high-boiling aviation oils, phthalates, high-vacuum grease, at ilang iba pang high-molecular na organic na likido ang ginagamit. Ang mga haligi ay gawa sa salamin, hindi kinakalawang na asero, tanso o aluminyo.

Ang nasuri na sample (likido o gas) ay mabilis na iniksyon sa silid sa harap ng haligi gamit ang isang espesyal na dispenser. Ang temperatura sa silid na ito ay mas mataas kaysa sa haligi, dahil sa kung saan ang likidong sample ay sumingaw halos kaagad at, na nakuha ng carrier gas, ay pumapasok sa haligi. Ang isang pare-parehong mataas na temperatura ay pinananatili sa haligi gamit ang isang termostat, na pinili batay sa data sa mga punto ng kumukulo ng mga bahagi na matutukoy at ang kanilang thermal stability. Karaniwan, ang temperaturang ito ay nasa itaas lamang ng kumukulong punto ng pinakamataas na sangkap na kumukulo sa pinaghalong sinusuri. Kapag ang carrier gas ay dumaan sa haligi, maraming mga proseso ng paglusaw at paghihiwalay ng mga bahagi ng pinaghalong gas ay nagaganap dito dahil sa kanilang iba't ibang solubility sa likidong pelikula. Samakatuwid, gumagalaw sila sa iba't ibang bilis sa taas ng haligi at, samakatuwid, lumilitaw sa output sa iba't ibang oras. Sa labasan, ang gas jet ay dumadaan sa isang detektor, na maaaring magamit upang matukoy ang hitsura ng isang karumihan sa gaseous carrier. Ang schematic diagram ng gas chromatograph ay ipinapakita sa fig. 23.

Kung ang mga pagbabasa ng detector ay naitala bilang isang function ng oras, pagkatapos ay ang isang chromatogram ay nakuha mula sa isang serye ng mga peak, na ang bawat isa ay tumutugma sa isa sa mga bahagi ng pinaghalong.

kanin.

/ - isang silindro na may carrier gas; 2,4,6 - mga termostat; 3 - dispenser; 5 - haligi; 7 - detektor; 8 - rehistro; 9 - computational integrator

Ang intensity ng bawat peak, o mas tiyak na lugar nito, ay isang sukatan ng konsentrasyon ng bawat isa sa mga bahagi na dumadaan sa detector (Larawan 24).

Sa analytical practice, ang GLC method ay ginagamit nang mas malawak kaysa sa GAC. Ito ay may napakalawak na aplikasyon sa industriya ng langis, gas at coke para sa paghihiwalay at pagsusuri ng mga multicomponent mixtures ng mga organikong sangkap, mga maubos na gas (kabilang ang mga sulfur-, nitrogen- at halogen-containing), para sa pagsusuri ng mga gas na nabuo sa panahon ng pagbuo ng sulfide raw na materyales at sa panahon ng pagbawi ng produksyon ng ferrous -

kanin. 24. Chromatogram ng isang kumplikadong gas mixture ng ronickel. Ginagamit din ito sa pagsusuri ng mga produktong parmasyutiko at pabango, herbicide at pestisidyo, sa biochemical analysis, sa pag-aaral ng iba't ibang natural na produkto ng pinagmulan ng halaman, atbp. Ang GLC method ay maaaring gamitin para sa pagsusuri mga di-organikong sangkap pagkatapos ng kanilang paunang pagbabago sa anyo ng angkop na gaseous o pabagu-bago ng isip na mga compound. Ito ay, halimbawa, chlorides ng ilang mga metal (T1CI4, SbCh, atbp.), Tetramethyl derivatives ng silicon, germanium, lata, lead, beryllium, aluminum, chromium acetylacetonates, boranes (borohydrides), phosphorus compound, atbp. Ang mga pakinabang ng ang pamamaraan ay may kasamang napakaliit na halaga ng sangkap para sa pagsusuri: sa kaso ng mga likidong sample ~ 0.001-0.0 K) ml, para sa mga gas - 1-10 ml.

Ang mataas na sensitivity at paghihiwalay ng kapangyarihan, pagiging maaasahan, mahusay na muling paggawa ng mga resulta, mabilis na pagsusuri, ang posibilidad ng paggamit ng GLC para sa pagsusuri ng mga mixtures ng mga kumplikadong sangkap sa isang stream na humantong sa isang malawak na aplikasyon mga gas chromatograph upang i-automate ang kontrol ng mga proseso ng produksyon. Ang pang-industriyang chromatograph sensor ay ginagamit hindi lamang bilang isang recording device, kundi pati na rin bilang isang control device na direktang nagpapadala ng mga signal sa mga actuator. Kaya, ang isang pang-industriyang chromatograph ay maaaring makontrol at makontrol ang pinakamahalagang mga parameter ng proseso - temperatura, presyon, pagkonsumo ng hilaw na materyales, atbp.

Ang pagbubuod sa lahat ng nasa itaas tungkol sa mga pamamaraan ng chromatographic, dapat tandaan ang kanilang partikular na halaga bilang isang epektibong tool para sa paghihiwalay ng mga compound na may malapit na mga katangian ng kemikal, kahit na isotopes, dahil ang mga maliliit na pagkakaiba sa komposisyon o istraktura ay kadalasang sapat upang magdulot ng kapansin-pansing pagkakaiba sa kakayahan ng mga bahagi na mapanatili sa ilang mga sorbent. Mahalaga rin na, sa panahon ng paghihiwalay, ang mga sangkap ay hindi sumasailalim sa mga pagbabago sa kemikal at nakahiwalay sa anyo kung saan sila ay naroroon sa unang timpla.

Ang mga pamamaraan ng Chromatographic ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging simple ng eksperimento, selectivity at versatility, ibig sabihin, ang posibilidad na magamit para sa paghihiwalay at pagpapasiya ng mga likido at gas na inorganic at organic na mga compound sa isang malawak na hanay ng mga konsentrasyon. Ang pangunahing kawalan ng mga pamamaraang ito ay ang malaking gastos sa oras, lalo na kapag pinaghihiwalay ang mga sangkap na may katulad na mga katangian. Gayunpaman, ang paglikha ng mga espesyal na aparato - high-pressure liquid chromatographs, kung saan ang eluent ay pinapakain sa column sa isang rate na 100 beses na mas malaki kaysa sa conventional column chromatography, at sa ilalim ng presyon hanggang sa 0.5-40 MPa - ginagawang posible, sa kanais-nais na mga kaso, upang ganap na paghiwalayin ang 20 o 30 mga sample ng bahagi sa loob ng ilang minuto. Ang limitasyon ng pagtuklas, kadalasang tinutukoy ng sensitivity ng detector, ay 10 -3 -10 -6%, na may sample na masa ng 1-10 mg, ang error ay 0.2-2%. Ang variant na ito ay tinatawag na high performance liquid chromatography (HPLC).

Ang posibilidad ng pag-automate ng proseso ng paghihiwalay ng mga bahagi sa kumbinasyon ng mga pisikal na pamamaraan para sa kanilang pagpapasiya (sa partikular, mass spectral) ay humantong sa paggamit ng chromatography para sa kontrol at awtomatikong regulasyon ng mga teknolohikal na proseso. Dahil sa mga nabanggit na tampok, ang mga pamamaraan ng chromatographic ay pinaka-malawak na ginagamit bilang mga pamamaraan para sa paghihiwalay ng mga kumplikadong paghahalo ng mga sangkap at bilang mga pamamaraan para sa pag-concentrate ng mga microimpurities.

Ang Katin ay isang mataas na dispersed na plastic na bato, na binubuo ng mineral na kaolinite na Al2O3.2SiO2.2H2O at iba't ibang impurities (quartz, mika, feldspar, atbp. Ang Trepel ay isa sa mga natural na hydrated na anyo ng silica.

1. Tarasevich Yu.I. Mga natural na sorbent sa mga proseso ng paglilinis ng tubig. - Kyiv: Naukova Dumka, 1989. - 292 p.

2.Nagmamadali E.A. Ecological na teknolohiya: mga pamamaraan para sa pagpapabuti ng mga teknolohiya para sa sorption paggamot ng pang-industriya wastewater Inzhenernaya ekologiya. - 2005. - Bilang 4. - S. 11-28.

Ang posibilidad ng malalim na paglilinis ng dumi sa alkantarilya mula sa mga pollutant ng transportasyon ng riles gamit ang paraan ng adsorption ng isang likas na mapagkukunan - bentonite clay ay ipinapakita.

Ang mga negosyo sa transportasyon ng tren ay kabilang sa mga pangunahing mapagkukunan na nagpaparumi sa iba't ibang mga bagay sa kapaligiran na may mga discharge ng wastewater. Ang mga nakakapinsalang sangkap na nakapaloob sa wastewater ng mga lokomotibo at mga depot ng kotse, mga lokomotibo at mga halaman sa pag-aayos ng kotse, mga istasyon ng paghuhugas at singaw, electroplating, baterya at iba pang mga tindahan ay mga suspendido na particle ng iba't ibang kalikasan, mga produktong langis, phenol, mga asing-gamot ng mabibigat na metal, surfactant, mga pintura. at barnis, acids, alkali. Ang nasabing wastewater ay hindi maaaring direktang ipadala sa biological treatment, dahil ang mga sangkap na naglalaman nito ay nakakalason sa "activated sludge" microorganisms ng mga sentralisadong biological treatment facility ng mga lungsod, at lumalaban din sa mga epekto ng enzymes ng mga microorganism na ito. Upang alisin ang mga nakakalason at biochemically stable na substance, ipinapayong isailalim ang naturang wastewater sa lokal na paggamot. Kung ang pisikal at kemikal na paggamot ng naturang pang-industriya na wastewater ay nagbibigay ng kinakailangang antas ng paglilinis para sa kanilang paggamit bilang proseso ng tubig, hindi na kailangang ipadala ang mga ito para sa karagdagang biological na paggamot.

AT makabagong teknolohiya wastewater treatment, ang paraan ng sorption ay nagiging lalong mahalaga. Ito ay kilala na ang kahusayan ng paraan ng pagdalisay na ito ay nakasalalay sa physicochemical na katangian ng parehong adsorbent at mga sorbed substance.

Ang limitadong mga mapagkukunan ng tubig sa Kazakhstan at mga teknikal at pang-ekonomiyang pagsasaalang-alang ay humantong sa pangangailangan na gumamit ng sirkulasyon ng tubig sa sistema ng paggamit ng tubig. Ang pangangailangan na gumamit ng wastewater para sa sambahayan at mga teknikal na pangangailangan ay ginagawang kinakailangan upang maghanap ng mga paraan at paraan ng mas masusing paglilinis ng mga ito mula sa mga pinong suspensyon, mga koloidal na sangkap, parehong inorganic at organic sa kalikasan. Ginagawang posible ng mga kasalukuyang pamamaraan ng paggamot na makuha ang malalaking suspensyon mula sa tubig sa mga tangke ng pag-aayos at pinong dispersed na mga suspensyon sa mga lawa, ngunit gayunpaman, imposibleng bawasan ang antas ng mga mapanganib na pollutant tulad ng mabibigat na metal sa mga pamantayan para sa wastewater kapag ginamit sa pambansang ekonomiya , lalo na para sa patubig sa mga patlang ng agrikultura. . Nangangailangan ito ng paggamit ng mas advanced na mga paraan ng paglilinis nito.

Kaugnay nito, batay sa mga resulta ng mga eksperimentong pag-aaral para sa mga negosyo ng network ng tren, pinili namin ang teknolohikal na pamamaraan ng isang lokal na pag-install para sa paggamot ng wastewater gamit ang paraan ng adsorption na may likas na mapagkukunan - alkaline bentonite ng lokal na pinagmulan (deposito ng Ibata) .

Kasama sa paggamot sa wastewater ang sumusunod na pagkakasunud-sunod ng mga operasyon: mekanikal na paggamot; akumulasyon - average; sequential treatment na may bentonite clay, sedimentation at filtration.

Ang pagganap ng mga pasilidad sa paggamot, batay sa kabuuang dami ng wastewater, kasama. ibabaw, pati na rin ang iskedyul ng ritmo at daloy, ay 26-30 m3/h at idinisenyo para sa average na daloy na 27 m3/h. Ang kabuuang tagal ng mga pasilidad ng paggamot ay 24 na oras/araw, kung saan 16 na oras - para sa paggamot ng pangunahing runoff at 8 oras - para sa paggamot, pangunahin sa ibabaw na runoff.

Ang paglalarawan at mga resulta ng wastewater treatment sa pamamagitan ng operasyon ay ibinigay sa ibaba.

Accumulation-averaging. Bago ipasok ang equalizer, ang wastewater mula sa iba't ibang mga pasilidad ng negosyo ay dumadaan sa isang metal na rehas na may sukat na 3.0 × 2.0 m na gawa sa mga bakal na piraso ng 40 × 10 mm na may mga puwang na 16 mm sa isang anggulo ng pagkahilig sa abot-tanaw na 60- 70 ° C. Ang rate ng daloy ng effluent ay hindi hihigit sa 1 m3/s. Ang paglilinis ng grid ay isinasagawa nang manu-mano o mekanikal. Pagkatapos ang mga ginagamot na effluents ay pumasok sa nagtitipon - isang equalizer, na nagsisiguro ng pare-parehong daloy ng tubig para sa karagdagang paggamot. Tinitiyak nito ang pagpapakinis ng komposisyon (average) sa mga bahagi, na may makabuluhang pagbabago sa parehong dami ng resibo at komposisyon.

Kasabay ng pag-average sa tangke ng sump-averaging, ang mga bahagi ng mga solusyon ay nakikipag-ugnayan sa paunang paglilinis, bahagyang pag-aayos ng mga pollutant, i.e. paglilinaw (Talahanayan 1).

Talahanayan 1

Degree ng purification at komposisyon ng tubig pagkatapos mag-settle sa isang sump - equalizer (setting time 6 hours)

Nakakadumi	Konsentrasyon ng pollutant, mg/dm3	Dami ng pollutant, kg/araw	Degree ng purification, %
solidong hindi naghalo ng tuluyan
Mga sangkap na natutunaw sa eter Mga produktong langis
Kabuuan ng bakal








Kulayan (slurry)
mga ion ng sulfate
mga ion ng klorido
Carbonate ions
Phosphate ions
silicate ions
Hydroxide ions

Ang mga suspensyon na naipon sa tangke ng sedimentation sa anyo ng sediment ay pangunahing kinakatawan ng mga bahagi na katulad ng komposisyon ng mga pollutant sa ibabaw ng runoff (buhangin, loess inclusions, mga bahagi ng lupa, atbp.). Ang mga pangunahing bahagi ay SiO2 hanggang 70%, calcium compounds - CaO.SiO2 - hanggang 15%, CaO.Al2O3 hanggang 10%, Ge2O3. nH2O hanggang 0.5%, humic substance - hanggang 4.5%.

Sa mesa. 2 ay nagpapakita ng granulometric komposisyon ng suspensyon bago at pagkatapos ng pag-aayos sa equalizer - imbakan, at sa talahanayan. 3 komposisyon ng sediment.

talahanayan 2

Average na granulometric na komposisyon ng suspensyon bago at pagkatapos manirahan sa storage tank (%)

Talahanayan 3

Qualitative at quantitative na komposisyon ng sludge na nabuo sa sump-averaging tank

Paggamot ng wastewater ng adsorption-ion-exchange. Ang nilinaw na tubig sa sump ay pumapasok sa adsorption unit, na binubuo ng dalawang seksyon, kung saan ito ay pangunahing dinadalisay. Ang dami ng ginamit na bentonite ay 12 m3 o 21 tonelada. Tinitiyak ng absorbing capacity (kapasidad) ang operasyon ng bentonite adsorbent nang walang kapalit sa loob ng 3-6 na buwan. Ang kapasidad ng pagsipsip ng adsorbent na may mga elemento at compound ng ginagamot na tubig bago ang pagpapalit nito ay 1500-1600 kg. Ang kabuuang halaga ng paglo-load na papalitan at itapon ay mga 22 tonelada, halumigmig na 8-10%.

Tulad ng makikita mula sa data sa Talahanayan. 4, na nagpapakita ng mga resulta ng isang pilot test ng wastewater treatment technology ng mga kumpanya ng tren, mga bentonite clay particle, na may parehong positibo at negatibong singil sa kanilang ibabaw, ay mga unibersal na precipitator ng dispersed impurities mula sa aquatic environment, at kumikilos din bilang isang mabisang ion exchanger. Ang pagtindi ng proseso ng paglilinaw ng tubig ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mahusay na pagpapakalat ng bentonite clay sa tubig sa elementarya na mga particle at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa positibo at negatibong mga particle ng dispersed water impurities, na humahantong sa weighting at sedimentation. Kasabay nito, ang mga ion ng mabibigat na metal at iba pang mga organikong sangkap ay idineposito sa mga particle ng luad.

Talahanayan 4

Mga Resulta ng Wastewater Treatment

Mga contaminant at compound	Konsentrasyon sa tubig, mg/dm3			Degree ng paglilinis sa %
	1st section		pagkatapos maglinis sa 2nd section	Degree ng paglilinis sa %
	1st section			1st section	ika-2 seksyon
	bago maglinis	pagkatapos maglinis		1st section	ika-2 seksyon
solidong hindi naghalo ng tuluyan
Natutunaw sa eter Mga produktong langis
Kabuuan ng bakal








Kulayan (slurry)
mga ion ng sulfate
mga ion ng klorido
Carbonate ions
Phosphate ions
silicate ions

Ipinakita na ang mga bentonite clay ay may mataas na kapasidad ng sorption na may kaugnayan hindi lamang sa mga produktong langis, kundi pati na rin sa mga molekula ng mga sintetikong surfactant.

Kaya, sa pamamagitan ng paraan ng pagpapalitan ng adsorption-ion gamit ang bentonite clay, na may kakayahang mag-adsorb ng mga sangkap mula sa mga multicomponent mixtures, posible na epektibong gamutin ang wastewater mula sa mga network ng tren hanggang sa MPC sa pagbabalik ng purified water sa teknolohikal na cycle (paghuhugas ng mga kotse. , wheelsets, cooling system) na may sabay-sabay na paggamit ng natural na sorbent. Ang pamamaraang ito ay maaaring gamitin sa mga kumplikadong pamamaraan para sa malalim na paggamot ng wastewater, kabilang ang mekanikal, physico-kemikal, biyolohikal at iba pang mga pamamaraan ng paggamot.

Ang mekanismo ng proseso ng sorption sa bentonite clay sa panahon ng wastewater treatment mula sa mga sangkap ng iba't ibang kalikasan ay molekular, ion-exchange at chemisorption sa kalikasan.

Bibliograpikong link

Abdimutalip N.A., Sainova G.A., Toychibekova G.B. PARAAN NG SORPTION PARA SA PAGDILIGAY NG WASTEWATER NG MGA ENTERPRISES NG TRANSPORTA NG RILES // Mga modernong teknolohiyang masinsinang siyensiya. - 2012. - Hindi. 11. - P. 63-65;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=31106 (petsa ng access: 11/26/2019). Dinadala namin sa iyong pansin ang mga journal na inilathala ng publishing house na "Academy of Natural History"