21.3. Ионнообменные установки для извлечения из сточных вод цинка, меди, никеля
Ионы меди, цинка и никеля содержатся в сточных водах раздельно или в смесях в различных комбинациях и соотношениях. Для ионообменного извлечения их из воды используются катиониты как сильнокислотные (в водородной форме), так и слабокислотные (в натриевой форме). Na-катионирование применяют преимущественно для извлечения ионов данных металлов, которые затем утилизируют. При очистке сточных вод применяют в основном Н-катионирование.
В табл. 21.10 приведены динамические емкости катионитов по ионам цинка, меди и никеля при сорбции их из сточных вод, содержащих преимущественно один из этих ионов.
Ионы цинка из сточных вод производства вискозных волокон могут извлекаться на оны меди могут быть выделены на катионите КУ-1. Сорбционная емкость катионита по меди при щелочной реакции воды (рН= 12-12,4) составляет 37—50 г на 1 л набухшей смолы. Регенерируют отработанный катионит 5%-ным раствором соляной кислоты. Содержание меди в элюатах достигает 15—17 г/л. При извлечении меди из кислых сточных вод целесообразно применять сильнокислотные катиониты. Их регенерацию возможно осуществлять 10—20%-ным раствором серной кислоты.
Извлечение ионов никеля из сточных вод эффективно осуществляется на катионите КУ-2-8. Скорость фильтрования сточных вод 12—15 м/ч. Регенерируют катионит 20%-ным раствором серной кислоты со скоростью 0,5 м/ч. Расход регенерирующего раствора 2 л на 1 кг загрузки (0,45 кг H2SO4 на 1 кг катионита). Концентрация сульфата никеля в элюате достигает 250 г/л (95 г/л по никелю). Полученные при регенерации элюаты можно использовать при никелировании.
При наличии в воде нескольких катионов система рассчитывается как однокомпонентная по наименее сорбируемому иону. Расчетная концентрация принимается равной сумме концентраций всех удаляемых катионов, а емкость катионита — равной емкости его по наименее сорбируемому иону при сорбции его из индивидуального раствора.
Регенерируют катионит обычно раствором серной кислоты или сульфата натрия. При наличии в воде ионов кальция в значительных концентрациях для регенерации (во избежание загипсования слоя катионита) следует применять растворы соляной кислоты и хлористого натрия.
Элюаты от регенерации катионитов представляют собой кислые растворы смеси солей различных металлов. Переработка таких элюатов для выделения и утилизации отдельных металлов, как правило, нецелесообразна. Элюаты обрабатывают реагентами в смеси с другими концентрированными отходами производства, например отработанными электролитами или растворами от обработки металлов. После извлечения металлов катионированную воду подвергают анионированию на слабоосновных анионитах (АН-2Ф, АН-22, АН-31 и др.) в гидро- ксильной форме — по схемам (см. рис. 21.1,а и б).