Минеральные удобрения. Новые исследования и разработки - Позин М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
.ic.ibnoro переноса этого фронта вдоль слоя в процессе работы фильтра. Высота участка слоя, на котором происходит окончательное формирование стационарного режима динамики сорбции (высота работающего слоя ;?о), уменьшается с увеличением содержания ионов аммония в растворе. Та-ки\1 образом, защитное действие слоя наблюдается только при условии, что высота слоя адсорбента не меньше высоты работающего слоя.
Как и следовало ожидать, динамическая активность ионита определяется исходным содержанием ионов аммония в растворе (рис. 3). Повышение начальной концентрации ионов аммония в растворе приводит к увеличению значений ПДОЕ. Следует отметить, что насыщение сорбента происходит при С, = 1500 мг/л, и дальнейшее повышение концентрации рас-
твора не влияет на величину динамической емкости ионита. Выходные кривые динамики сорбции свидетельствуют о том, что с ростом содержания извлекаемого компонента в растворе уменьшается время защитного действия слоя и объем раствора, очищенного до уровня ПДК.
Поскольку предварительными исследованиями было установлено, что механизм сорбции ионов аммония волокнистым ионитом является смешанно-диффузионным, большое значение при проведении динамических исследований имеет выбор скорости пропускания раствора через слой сорбента. Представленные на рис. 4 экспериментальные данные показывают, что изменение приведенной скорости подачи раствора в интервале от 0,2 до 1,0 м/ч при Со=50, 250 и 3000 мг/л не оказывает влияние на динамическую активность ионита по аммонийному азоту. Увеличение приведенной скорости потока более 1,0 м/ч приводит к возрастанию
пдое.
нг/г
Рис. 3. Зависимость динамической активности от содержания ионов аммония в растворе: z=30 см; ш=1,0 м/ч; Т= =293 К; pH 3,5
"О -60 50 Ю 30
го
ю
soo m m раю ?м
внутридиффузионных сопротивлении и снижению значений ПДОЕ. Обращают на себя внимание низкие значения ПДОЕ при скоростях потока ниже 0,2 м/ч. Это можно объяснить тем, что при маленьких скоростях условия протекания динамического процесса близки к статическим. Вследствие мед.
ДУ/,
ИГ/г
79 -
Рис. 4. Зависимость динамической активности иоии-та от приведенной скорости потока Со, мг/л: I — 50; 2 — 250; 5 — 3000; Т= = 293 К; z=30 см, pH 3,5
—I----------------------------1_I_I I_I_
О 0,2 0,6 /,0 /4 <3 22 W»v
ленного отвода продуктов обмена (в рассматриваемом случае ионов натрия) из зоны ионообменной реакции наблюдается локальное установление равновесия, что приводит к падению значений ПДОЕ.
OPi,
А' ' 1
?0
60
iS
20
Рис. 5. Зависимость динамической активности ионита от кислотности раствора С0, мг/л: 7 — 50; 2 — 3000; Т—293 К; z=30 см; w= = 1,0 м/ч
3
_L
/О оУ
Данные динамических исследований по влиянию кислотности очищаемого раствора на величину динамической активности волокнистого ионита по ионам аммония (рис. 5) свидетельствуют о том, что наиболее эффективно процесс очистки протекает при pH раствора 6,5—9,5. С ростом pH увеличивается объем раствора, очищенного до ПДК- Инте-
ресно отметить, что при насыщении ионита ионами аммония в кислых растворах выходные кривые сорбции, достигнув значения С/Сс, равного единице (С — текущая концентрация; С0 — исходная концентрация ионов аммония в растворе), далее имеют максимум. Концентрация ионов аммония в фильтрате превышает исходную, оставаясь некоторое время постоянной вследствие вытеснения ионов аммония ионами водорода из фазы ионита:
О
-О
R—С
R—С
+NH4+-+ R—cf
xONI!4
О
R
"ONa
onh4
+Na+
-с/
ЮН
+;NH44
где R — матрица волокна. Когда все ионы натрия оказываются вытесненными из фазы ионита ионами аммония, начинается вытеснение ионов аммония за счет большего сродства карбоксильной группы волокна к ионам водорода
пвое,
М1/1
Рис 6. Зависимость динамической активности ионита от температуры очищаемого раствора С0, мг/л: 1, 2—50; 3, 4 — 3000; pH: /, 3 — 3,5; 2, 4 — 9.0; ш = = 1,0 м/ч; z=30 см
а
вс
Ь0
го
га з/з ззз зя згз ' *
Влияние температуры очищаемого раствора на сорбцию ионов аммония представлено на рис. 6. В интервале изменения температуры раствора от 293 до 323 К динамическая емкость сорбента по ионам аммония остается неизменной. Повышение температуры более 323 К приводит к гидролизу аммонийной формы карбоксильной группы волокна, и, как следствие, к уменьшению значении ПДОЕ и количества распора, очищенного до ПДК.
