ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងគឺជាសារធាតុ polyelectrolytes រឹង មិនរលាយ វត្ថុធាតុដើមធម្មជាតិ ឬសិប្បនិម្មិត (សំយោគ) ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ដំណើរការបន្សុតទឹក៖ ពីកាល់ស្យូម និងម៉ាញ៉េស្យូម cations (បន្ទន់) ពី anions អាស៊ីតសរីរាង្គ demineralization និងកម្មវិធីពិសេសមួយចំនួនផ្សេងទៀត។

ដោយធម្មជាតិគីមី ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងគឺអសរីរាង្គ (រ៉ែ) និងសរីរាង្គ។

ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអសរីរាង្គធម្មជាតិធម្មតាបំផុតគឺ សេអូលីត. ដីឥដ្ឋ, mica, graphite oxides, អំបិលនៃ polyacids នៃ titanium, vanadium និងសមាសធាតុជាច្រើនទៀតអាចត្រូវបានកំណត់គុណលក្ខណៈការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។

ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងជ័រ

ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងសំយោគដែលទទួលបានដោយសិប្បនិម្មិតត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីយ៉ុងផ្លាស់ប្តូរជ័រ.

ជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង គឺជាសមាសធាតុដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ ដែលបង្កើតជាម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer ដែលមានផ្ទុក ក្រុមមុខងារប្រភេទអាស៊ីត ឬមូលដ្ឋានដែលបំបែក ឬអាចអ៊ីយ៉ូដនៅក្នុងទឹក។

• ក្រុមមុខងារនៃប្រភេទអាស៊ីតគឺ៖ -COOH; -SO 3 H; -RO 4 H 2 ។ល។
• ក្រុមមុខងារនៃប្រភេទចម្បងគឺ៖ ≡N; =NH; -NH 2 ; -NR 3+ ជាដើម។

នៅក្នុងរូបរាង ជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងគឺជាសម្ភារៈស្វ៊ែរដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 0.3 ទៅ 2.0 មីលីម៉ែត្រ (ទំហំមូលដ្ឋានក្នុងរង្វង់ 0.5..0.8 ម.ម) ពីស្ទើរតែគ្មានពណ៌ទៅជាលឿងត្នោត ជាក្បួនត្រូវបានជាប់គាំងបន្តិច (ដោយសារតែសើម) ។

តាមរចនាសម្ព័ន ជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអាចមានរចនាសម្ព័ន្ធ ជែល ម៉ាក្រូផូរូស និងកម្រិតមធ្យម ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយកម្រិតនៃការភ្ជាប់គ្នានៃម៉ូលេគុលវត្ថុធាតុ polymer ។ ជែលជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងមានសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងតែនៅពេលដែលសើម (ហើម) ព្រោះវាខ្វះ porosity ពិត។ Macroporousជ័រ ion-exchange ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយវត្តមាននៃរន្ធញើសជាមួយនឹងផ្ទៃដែលត្រូវបានអភិវឌ្ឍ ដូច្នេះវាមានសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងទាំងក្នុងសភាពហើម និងមិនហើម។

ដ្យាក្រាមគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង និងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង រៀងគ្នានៅក្នុងពាក្យទូទៅមើលទៅដូចនេះ៖

1. ម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer
2. ក្រុមមុខងារអ៊ីយ៉ុងនៃម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer
3. ការប្រឆាំង

ក្រុមមុខងារដែលបានរៀបរាប់ខាងលើមានសមត្ថភាពក្នុងការចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងជាមួយអ៊ីយ៉ុងនៃសារធាតុរំលាយ (មិនបរិសុទ្ធ - ទាក់ទងនឹងទឹក) ។ ប្រសិនបើម៉ាទ្រីសនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានកំណត់ថាជា R នោះប្រតិកម្មនៃការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះមើលទៅដូចនេះ៖

ក) R - - H + + Na + + Cl - → R - - Na + + H + + Cl -

ខ) R + - OH - + Na + + Cl - → R + - Cl - + Na + + OH -

យោងទៅតាមប្រតិកម្មបែបនេះ cations នៃអំបិលរឹង ជាតិដែក និងម៉ង់ហ្គាណែស ions ត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងងាយស្រួល។

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីប្រតិកម្មខាងលើដែលជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអាចផ្លាស់ប្តូរ cations (a) - ក្នុងករណីនេះគេហៅថា cation exchangers ឬ exchange anions (b) - ក្នុងករណីនេះគេហៅថា anion exchangers ។ បន្ថែមពីលើប្រតិកម្មផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលបានចង្អុលបង្ហាញនៅលើជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង ការបង្កើតស្មុគស្មាញ និងប្រតិកម្ម redox ក៏ដូចជាការ sorption រាងកាយអាចធ្វើទៅបាន។

លក្ខណៈសម្បត្តិ sorption នៃ ion-exchange resins ត្រូវបានកំណត់មិនត្រឹមតែដោយធម្មជាតិនៃក្រុមមុខងារប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដោយទឹកអាស៊ីត (តម្លៃ pH) នៃទឹកដែលបានព្យាបាលផងដែរ។

ចំណាត់ថ្នាក់នៃជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង

អាស្រ័យលើក្រុមមុខងារដែលបានណែនាំទៅក្នុងខ្សែសង្វាក់វត្ថុធាតុ polymer នៃជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង មានៈ

• -SO 3 H - ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអាសុីតអាសុីតខ្លាំង
• -COOH - ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអាសុីតអាសុីតខ្សោយ។

ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation អាស៊ីតយ៉ាងខ្លាំង ផ្លាស់ប្តូរ cations នៃកម្រិតណាមួយនៃការ dissociation នៅក្នុងដំណោះស្រាយនៅតម្លៃ pH ទាំងអស់ដែលអាចធ្វើបាន។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cationic acid ខ្សោយផ្លាស់ប្តូរ cations ពីដំណោះស្រាយអាស៊ីតនៅ pH >5 ។

• -NH 2, \u003d NH, ≡N - ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងមូលដ្ឋានខ្សោយ,
• -NR 3 + Hal - - ជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion មូលដ្ឋានយ៉ាងខ្លាំង។

anion មូលដ្ឋានដ៏រឹងមាំផ្លាស់ប្តូរ anions នៃកម្រិតណាមួយនៃការ dissociation នៅក្នុងដំណោះស្រាយនៅតម្លៃ pH ដែលអាចធ្វើទៅបានទាំងអស់។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ anion មូលដ្ឋានខ្សោយផ្លាស់ប្តូរ anion ពីដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំងនៅតម្លៃ pH<8..9.

លក្ខណៈនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង និងជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង

លក្ខណៈសំខាន់ៗរបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងគឺ៖

• សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុប (សរុប)- នេះគឺជាចំនួនអតិបរមានៃមីលីក្រាមសមមូល (mg-equiv) នៃអ៊ីយ៉ុងនៃសារធាតុដែលស្រូបដោយឯកតានៃម៉ាស់ ឬបរិមាណនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងក្នុងលំនឹងជាមួយនឹងដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីត។
• សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរថាមវន្ត (ការងារ)- នេះគឺជាចំនួនអតិបរមានៃ mEq នៃអ៊ីយ៉ុងដែលស្រូបដោយឯកតានៃម៉ាស់ ឬបរិមាណក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការច្រោះដំណោះស្រាយតាមរយៈស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងរហូតដល់អ៊ីយ៉ុង "លេចធ្លាយ" ចូលទៅក្នុងតម្រង។

តម្លៃនៃសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងភាគច្រើនគឺស្ថិតនៅក្នុងជួរ 2..5 meq/g (1..2.5 g-eq/dm3) ។ នីតិវិធីសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពប្តូរប្រាក់ត្រូវបានធ្វើតាមស្តង់ដារ។

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរថាមវន្ត (ធ្វើការ) គឺតែងតែតិចជាងឋិតិវន្ត ដោយសារតែវាអាស្រ័យលើកត្តាដូចខាងក្រោម៖

• ធម្មជាតិនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង
• សមាសភាព granulometric របស់វា
• គុណភាពនៃប្រភពទឹក និងភាពអាស្រ័យត្រូវបានកំណត់មិនត្រឹមតែដោយចំនួនសរុបនៃអ៊ីយ៉ុងជាប់នោះទេ ប៉ុន្តែក៏ដោយសមាមាត្ររបស់វាជាមួយគ្នាផងដែរ វត្តមាននៃជាតិដែក ម៉ង់ហ្គាណែស សារធាតុមិនបរិសុទ្ធសរីរាង្គនៅក្នុងទឹកប្រភព។
• តម្លៃ pH នៃប្រភពទឹក សីតុណ្ហភាពរបស់វា និងសីតុណ្ហភាពនៃដំណោះស្រាយបង្កើតឡើងវិញ។
• ឯកសណ្ឋាននៃការឆ្លងកាត់ទឹកបរិសុទ្ធតាមរយៈស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង
• ធម្មជាតិនៃការបង្កើតឡើងវិញ ភាពបរិសុទ្ធរបស់វា ការផ្តោតអារម្មណ៍ ការប្រើប្រាស់ជាក់លាក់
• សូចនាករដែលត្រូវការនៃគុណភាពនៃទឹកលទ្ធផលបន្ទាប់ពីត្រងតាមរយៈជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង
• កម្ពស់នៃស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង ល្បឿននៃការងារ ការបង្កើតឡើងវិញ និងការបន្ធូរបន្ថយតម្រង
• ការប្រើប្រាស់ជាក់លាក់នៃទឹកលាង,
• តំបន់តម្រង (តំបន់នៃផ្នែកផ្ដេកនៃតម្រង)
• ការបន្ថែមភ្នាក់ងារស្មុគ្រស្មាញ និងកត្តាផ្សេងៗទៀតចំពោះដំណោះស្រាយបង្កើតឡើងវិញ។

សមា្ភារៈតម្រងមួយចំនួន ( ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង) អាច​ស្រូប​យក​អ៊ីយ៉ុង​វិជ្ជមាន​ (cations) ពី​ទឹក​ជា​ថ្នូរ​នឹង​បរិមាណ​សមមូល​នៃ​អ៊ីយ៉ុង​ផ្លាស់ប្តូរ​ជាតិ​អ៊ីយ៉ុង។

ការបន្ទន់ទឹកដោយ cationization គឺផ្អែកលើបាតុភូតនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង (បច្ចេកវិជ្ជាផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង) ដែលជាខ្លឹមសារនៃសមត្ថភាពនៃសារធាតុចម្រោះផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង (ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង - ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation) ដើម្បីស្រូបយកអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមានពីទឹកជាថ្នូរនឹងបរិមាណសមមូល។ អ៊ីយ៉ុងផ្លាស់ប្តូរ cation ។

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រតិបត្តិការសំខាន់នៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation គឺសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួននៃ cations ដែលអ្នកផ្លាស់ប្តូរ cation អាចផ្លាស់ប្តូរក្នុងអំឡុងពេលវដ្តតម្រង។ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានវាស់ជាក្រាមសមមូលនៃ cations រក្សាទុកក្នុង 1 m 3 នៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ក្នុងស្ថានភាពហើម (ធ្វើការ) បន្ទាប់ពីនៅក្នុងទឹក, i. នៅក្នុងរដ្ឋមួយដែល ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cationគឺនៅក្នុងតម្រង។

មានសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរ cation ពេញលេញ និងដំណើរការ (ថាមវន្ត) ។ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបរបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation គឺជាបរិមាណនៃកាល់ស្យូម Ca +2 និងម៉ាញ៉េស្យូម Mg +2 cations ដែលអាចផ្ទុក 1 ម 3 នៃការផ្លាស់ប្តូរ cation ក្នុងស្ថានភាពការងាររហូតដល់ភាពរឹងនៃតម្រងត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងភាពរឹងនៃប្រភពទឹក។ . សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរការងាររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation គឺជាបរិមាណនៃ Ca +2 និង Mg +2 cations ដែលរក្សា 1m 3 នៃ cation exchanger រហូតដល់ "ការទម្លាយ" នៃ cations អំបិល hardness ចូលទៅក្នុង filtrate ។

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងទៅនឹងបរិមាណទាំងមូលនៃសារធាតុផ្លាស់ប្តូរ cation ដែលផ្ទុកទៅក្នុងតម្រងត្រូវបានគេហៅថា សមត្ថភាពស្រូបយកនៃតម្រងទឹកបន្ទន់។

នៅក្នុងសារធាតុបន្ទន់ ទឹកដែលបានព្យាបាលឆ្លងកាត់ស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរ cation ពីកំពូលទៅបាត។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះនៅជម្រៅជាក់លាក់នៃស្រទាប់ចម្រោះការបន្ទន់ទឹកអតិបរមាកើតឡើង (ពីអំបិលរឹង) ។ ស្រទាប់នៃការផ្លាស់ប្តូរ cation ដែលចូលរួមក្នុង ការបន្ទន់ទឹក។ត្រូវបានគេហៅថាតំបន់បន្ទន់ (ស្រទាប់ធ្វើការនៃការផ្លាស់ប្តូរ cation) ។ ជាមួយនឹងការបន្ទន់នៃទឹកបន្ថែមទៀត ស្រទាប់ខាងលើនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ត្រូវបានបាត់បង់ និងបាត់បង់សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងរបស់វា។ ស្រទាប់ខាងក្រោមនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ចូលទៅក្នុងការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង ហើយតំបន់បន្ទន់ចុះបន្តិចម្តងៗ។ បន្ទាប់ពីពេលខ្លះតំបន់ចំនួនបីត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ: ធ្វើការ, depleted និងស្រស់ផ្លាស់ប្តូរ cation ។ ភាពរឹងរបស់តម្រងនឹងនៅថេររហូតដល់ព្រំដែនខាងក្រោមនៃតំបន់បន្ទន់ស្របគ្នានឹងស្រទាប់ខាងក្រោមនៃសារធាតុផ្លាស់ប្តូរ cation ។ នៅពេលរួមបញ្ចូលគ្នា "ការលេចធ្លាយ" នៃ Ca +2 និង Mg +2 cations និងការកើនឡើងនៃភាពរឹងនៃសំណល់ចាប់ផ្តើមរហូតដល់វាស្មើនឹងភាពរឹងនៃទឹកដើមដែលបង្ហាញពីការថយចុះពេញលេញនៃការផ្លាស់ប្តូរ cation ។

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រតិបត្តិការនៃប្រព័ន្ធបន្ទន់ទឹក () ត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖

E p \u003d QЖ និង (g-equiv / m 3)
E p \u003d e p V k,
V ទៅ = អាទៅ
e p \u003d QЖ និង / ah ទៅ
Q \u003d v ទៅ aT ទៅ \u003d e p ah ទៅ / F និង
T ទៅ \u003d e p h ទៅ / v ទៅ Zh និង។

កន្លែងណា៖
e p - សមត្ថភាពការងាររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation, meq / m 3
V ទៅ - បរិមាណនៃសារធាតុផ្លាស់ប្តូរ cation ដែលផ្ទុកទៅក្នុងសារធាតុបន្ទន់ក្នុងសភាពហើម, m 3
h k - កម្ពស់នៃស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរ cation, m
W និង - ភាពរឹងនៃប្រភពទឹក g-eq / m 3
សំណួរ - បរិមាណទឹកបន្ទន់, ម 3
a - ផ្នែកឆ្លងកាត់នៃតម្រងទឹកបន្ទន់, ម 2
v ទៅ - អត្រានៃការច្រោះទឹកនៅក្នុងតម្រង cationite
T ទៅ - រយៈពេលនៃការបន្ទន់ទឹក (រយៈពេលនៃការបង្កើតឡើងវិញ)

សេចក្តីផ្តើម

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion ត្រូវបានកំណត់ដោយអព្យាក្រឹតភាពរបស់វាជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនៃ HCl ឬ H 2 SO 4 ក្រោមលក្ខខណ្ឌឋិតិវន្ត ឬថាមវន្ត ហើយត្រូវបានបង្ហាញក្នុងសមមូលក្នុង 1 ក្រាមនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion ស្ងួតឬហើម។

ប្រតិកម្មផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង / A-anion ផ្លាស់ប្តូរជ័រ / មានទម្រង់៖

A. /OH/ +H /Cl = A.OH.Cl +HO;

A. /OH/ + H /SO = A.SO +2HO ។

បន្ថែមពីលើសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរ សូចនាករសំខាន់ៗនៃភាពស័ក្តិសមនៃការផ្លាស់ប្តូរ anion រួមមានៈ ការប្រែពណ៌ កំរិតហើម សមត្ថភាពចាស់ ភាពមិនរលាយក្នុងទឹក និងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ ភាពងាយស្រួលនៃការបង្កើតឡើងវិញ កំដៅ និងកម្លាំងមេកានិច។

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបនៃថ្នាក់ផ្សេងៗនៃការផ្លាស់ប្តូរ anion ដែលប្រើក្នុងឧស្សាហកម្មស្ករអាចមានពី 1-10 meq/g ។ ជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion macroporous ក្នុងស្រុក AV-17-2P ដែលប្រើសម្រាប់ដំណោះស្រាយជាតិស្ករ bleaching មានសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុប 0.1 N ។ ដំណោះស្រាយ HCl 3.8 mg-eq / g, និង 0.1 n ។ ដំណោះស្រាយ NaCl 3.4 mg-eq/g ។

គោលបំណងនៃការវិភាគ - វាយតម្លៃគុណភាពនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion សម្រាប់ decolorization នៃដំណោះស្រាយជាតិស្ករ។

គោលការណ៍នៃវិធីសាស្រ្តវិភាគ ត្រូវបានផ្អែកលើការ titration នៃដំណោះស្រាយអាស៊ីត 0.1 N មិនត្រូវបានស្រូបយកដោយការផ្លាស់ប្តូរ anion ។ ដំណោះស្រាយ NaOH ។

សារធាតុប្រតិកម្ម:

0.1 ន ដំណោះស្រាយ HCl និង NaOH ។

ឧបករណ៍ និងសម្ភារៈ៖

ជួរឈរកញ្ចក់ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 18 មីលីម៉ែត្រកម្ពស់ 250 មិល្លីម៉ែត្រជាមួយនឹងចុងបញ្ចប់ត្រូវបានគូសនៅផ្នែកខាងក្រោមដែលបំពង់កៅស៊ូជាមួយនឹងការតោងវីសត្រូវបានដាក់។

រន្ធកញ្ចក់;

Volumetric flask សម្រាប់ 500 សង់ទីម៉ែត្រ 3;

Burette សម្រាប់ titration;

ប៊ីចេង;

anion ផ្លាស់ប្តូរជ័រ។

វឌ្ឍនភាពនិយមន័យ

10 ក្រាមនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលបានរៀបចំសម្រាប់ការវិភាគក្នុង OH - ទម្រង់ត្រូវបានផ្ទេរដោយទឹកចូលទៅក្នុងជួរឈរកញ្ចក់មួយដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 18 មីលីម៉ែត្រជាមួយនឹងរោមចៀមកញ្ចក់នៅខាងក្រោមហើយទឹកដែលលើសត្រូវបានបង្ហូរតាមបំពង់កៅស៊ូដោយមានការគៀបវីស។

បន្ទាប់ពីនោះ 400 សង់ទីម៉ែត្រ 3 នៃ 0.1 n ។ សូលុយស្យុង HCl ដោយរក្សាកម្រិតនៃសូលុយស្យុងខាងលើស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរ anion ស្មើ 1 សង់ទីម៉ែត្រ បន្ទាប់មកវាត្រូវបានទឹកនាំទៅដោយបរិមាណទ្វេដងនៃសារធាតុផ្លាស់ប្តូរ anion ជាមួយទឹក។ ត្រង និង​ការ​លាង​ត្រូវ​បាន​ប្រមូល​ដាក់​ក្នុង​ដប​ទឹក​មួយ ហើយ​នាំ​យក​ទៅ​ក្នុង​បរិមាណ ៥០០ សង់ទីម៉ែត្រ ៣. បានជ្រើសរើសពីបរិមាណសរុបក្នុងកែវ 50 សង់ទីម៉ែត្រ 3 និង titrated ជាមួយ 0.1 N ។ ដំណោះស្រាយ NaOH ។

ការគណនា៖

1. ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលដែលអាចប្រៀបធៀបបាន សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបញ្ជាក់តាមរបៀបដូចគ្នាទៅនឹងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃ mg-eq / g នៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងស្ងួត។

ដូច្នេះប្រសិនបើ 1 ក្រាមនៃការផ្លាស់ប្តូរ anion ស្ងួតពិតជាស្រូបយក

សង់ទីម៉ែត្រ 3 0.1 ន. ដំណោះស្រាយ HCl និង 1 សង់ទីម៉ែត្រ 3 នៃដំណោះស្រាយនេះមាន 0.1 mg-eq / g បន្ទាប់មកសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion E A អាចត្រូវបានគណនាពីរូបមន្ត

,

កន្លែងណា អ៊ី អេ- សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង, mg-eq/g នៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងស្ងួតពិតប្រាកដ;

ក- បរិមាណចម្រោះដែលប្រមូលបានសម្រាប់ titration, cm 3;

V O - បរិមាណ 0.1 n ។ ដំណោះស្រាយ HCl បានឆ្លងកាត់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង, សង់ទីម៉ែត្រ 3;

វីប- ចំនួនសរុបនៃតម្រង, សង់ទីម៉ែត្រ 3;

g- បរិមាណនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion ស្ងួតយកដើម្បីកំណត់សមត្ថភាពរបស់វា g;

វគឺជាសំណើមនៃ anionite, % ។ កំណត់ដោយការស្ងួតរយៈពេល 3 ម៉ោងនៅសីតុណ្ហភាព 95-100˚С។

2. សមត្ថភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរ anion ក៏អាចត្រូវបានបង្ហាញជាភាគរយនៃ HCl ។ ក្នុងករណីនេះយកទៅក្នុងគណនីការពិតដែលថា 1 សង់ទីម៉ែត្រ 3 0.1 n ។ ដំណោះស្រាយ HCl មាន 0.0036 ក្រាម HCl ការគណនា E ត្រូវបានអនុវត្តតាមរូបមន្ត

៦.៣. ការបង្កើតឡើងវិញនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង

សេចក្តីផ្តើម

ជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលបានចំណាយក្នុងវដ្តការងារត្រូវបានទទួលរងនូវការបង្កើតឡើងវិញ (ការស្តារឡើងវិញ) បន្ទាប់ពីពួកគេត្រូវបានទឹកនាំទៅដោយទឹក។

ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ Cation ត្រូវបានកាត់បន្ថយជាមួយនឹងដំណោះស្រាយខ្សោយនៃ HCl និង HSO

K.Na + H /SO = K.H + Na /SO;

KNa + HCl = KH + NaCl ។

សម្រាប់ការកាត់បន្ថយឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដំណោះស្រាយខ្សោយនៃ NaOH, KOH, NaCl ជាដើម។

A.OH.Cl + Na /OH = A./OH/ + Na /Cl ។

នៅចុងបញ្ចប់នៃវដ្តនៃការបង្កើតឡើងវិញ ទឹកអាស៊ីតនៃការបង្កើតឡើងវិញពីការផ្លាស់ប្តូរ cation ឬ alkalinity នៃ regenerate ពី anion exchanger គួរតែចូលទៅជិតអាស៊ីត និងអាល់កាឡាំងនៃដំណោះស្រាយបង្កើតឡើងវិញ។ ចុងបញ្ចប់នៃការបង្កើតឡើងវិញត្រូវបានកំណត់ដោយ titration ។

គោលបំណងនៃការវិភាគ - ស្តារសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។

គោលការណ៍នៃវិធីសាស្រ្តវិភាគ ដោយផ្អែកលើ titration នៃដំណោះស្រាយបង្កើតឡើងវិញពីឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation 0.1 N ។ ដំណោះស្រាយ NaOH និងពីឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង - 0.1 n ។ ដំណោះស្រាយ HCl ។

សារធាតុប្រតិកម្ម៖

ដំណោះស្រាយ HCl 5%;

4% ដំណោះស្រាយ NaOH;

0.1 ន ដំណោះស្រាយ NaOH;

0.1 ន ដំណោះស្រាយ HCl ។

ឧបករណ៍ និងសម្ភារៈ៖

ជួរឈរកញ្ចក់ជាមួយនឹងជ័រផ្លាស់ប្តូរ cation និងជ័រផ្លាស់ប្តូរ anion ។

វឌ្ឍនភាពនិយមន័យ

បន្ទាប់ពីការលាងជ័រជាមួយទឹក ការបង្កើតឡើងវិញត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងជួរឈរ៖ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរស៊ីអ៊ីត - ជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ 5% HCl និងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង - ជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ NaOH 4% ឆ្លងកាត់ពួកវាក្នុងអត្រា 20 សង់ទីម៉ែត្រ 3 / នាទី។

ចុងបញ្ចប់នៃការបង្កើតឡើងវិញនៃការផ្លាស់ប្តូរ cation ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ titration នៃដំណោះស្រាយបង្កើតឡើងវិញរបស់វាជាមួយនឹង 0.1 N ។ ដំណោះស្រាយ NaOH និងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង - 0.1 n ។ ដំណោះស្រាយ HCl ។

បន្ទាប់ពីការបង្កើតឡើងវិញ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ត្រូវបានទឹកនាំទៅដោយទឹករហូតដល់មានប្រតិកម្មអព្យាក្រឹត ឬអាស៊ីតបន្តិច ហើយសារធាតុផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង - រហូតដល់មានប្រតិកម្មអព្យាក្រឹត ឬអាល់កាឡាំងបន្តិច។

សំណួរសាកល្បង

1. តើអ្វីជាការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង?

2. តើជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងជាអ្វី?

3. តើជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអ្វីខ្លះដែលត្រូវបានប្រើក្នុងការផលិតស្ករ?

4. ប្រាប់យើងអំពីសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរឋិតិវន្ត និងថាមវន្តរបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង?

5. តើអ្វីកំណត់សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបរបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង?

6. តើសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបត្រូវបានបង្ហាញក្នុងឯកតាអ្វីខ្លះ?

7. តើគោលបំណងនៃការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងក្នុងការផលិតជាតិស្ករគឺជាអ្វី?

8. តើការកំណត់សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរសរុបរបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងផ្អែកលើគោលការណ៍អ្វី?

9. ហេតុអ្វីបានជាជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញ?

10. តើការបង្កើតឡើងវិញនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងផ្អែកលើគោលការណ៍អ្វី?

11. តើចុងបញ្ចប់នៃដំណើរការបង្កើតឡើងវិញនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានកំណត់យ៉ាងដូចម្តេច?

មន្ទីរពិសោធន៍លេខ ៧

ការវិភាគទឹកសំណល់នៃផលិតកម្មស្ករ

សេចក្តីផ្តើម

នៅក្នុងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ បរិមាណទឹកច្រើនបំផុតត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយរោងចក្រស្ករ។ ប្រសិនបើមានតែទឹកសុទ្ធពីអាងស្តុកទឹកធម្មជាតិប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់តម្រូវការរបស់រោងចក្រស្ករស ដោយមិនត្រលប់មកវិញនូវផ្នែកនៃទឹកសំណល់ទៅជាការផលិត នោះការប្រើប្រាស់សរុបនៃទឹកឧស្សាហកម្ម (ស្រស់) នឹងមានពី 1200-1500% ដោយទម្ងន់នៃ beets ។ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ទឹកសាបដល់ 150-250% ដោយទម្ងន់នៃ beet បានផ្តល់ថាទឹកសំណល់ត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងតំបន់ជាច្រើននៃរោងចក្រស្ករនេះបើយោងតាមគ្រោងការណ៍ផ្គត់ផ្គង់ទឹកចរាចរ។ ទឹក Artesian ត្រូវបានប្រើសម្រាប់តែលាងស្ករ granulated នៅក្នុង centrifuges សម្រាប់ការបូម massecuite Ι crystallization និងសម្រាប់តម្រូវការរបស់មន្ទីរពិសោធន៍រោងចក្រ។

កាកសំណល់ (កាកសំណល់) ទឹកនៃរោងចក្រស្ករមានភាពចម្រុះនៅក្នុងសមាសភាពរាងកាយ និងគីមី កម្រិតនៃការបំពុល និងវិធីសាស្រ្តនៃការបន្សុតដែលត្រូវការ។ យោងតាមកម្រិតនៃការបំពុលពួកវាត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាបីប្រភេទ។ ប្រភេទនីមួយៗចែកចេញជាពីរក្រុមគឺ A និង B ដែលទឹកនៃក្រុមរង A មានគុណភាពប្រសើរជាងក្រុមរង B ។

ទឹកសំណល់ពីការផលិតស្ករមានផ្ទុកសារធាតុសរីរាង្គយ៉ាងច្រើន ហើយការព្យាបាលរបស់ពួកគេក្នុងលក្ខខណ្ឌធម្មជាតិត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការលំបាកមួយចំនួន ទាមទារតំបន់ដីសំខាន់ៗ និងអាចជះឥទ្ធិពលអវិជ្ជមានដល់បរិស្ថាន។ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ វិធីសាស្រ្តព្យាបាលជីវសាស្រ្ត និងឧបករណ៍សមស្របមួយចំនួនសម្រាប់ការអនុវត្តរបស់ពួកគេត្រូវបានបង្កើតឡើង។ វិធីសាស្រ្តបន្សុតដែលត្រូវបានស្នើឡើងនាពេលនេះ ភាគច្រើនផ្អែកលើដំណើរការ anaerobic និង aerobic សម្រាប់ការ decomposition នៃទឹកស្អុយចេញពីរោងចក្រស្ករ និងម្សៅ។

បច្ចេកវិជ្ជាប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកសំណល់ទំនើបមាននៅក្នុងការបំបែកជាបន្តបន្ទាប់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធដែលមាននៅក្នុងពួកវាដោយវិធីសាស្ត្រមេកានិច អេរ៉ូប៊ីក និងអេរ៉ូប៊ីក។ ទន្ទឹមនឹងនេះដែរ វិធីសាស្ត្រ anaerobic គឺជាដំណើរការថ្មីមួយនៅក្នុងបច្ចេកវិជ្ជាព្យាបាលទឹកសំណល់។ ដំណើរការនៃការបន្សុត anaerobic តម្រូវឱ្យមានការរក្សាសីតុណ្ហភាពក្នុងចន្លោះពី 36-38 0 С សម្រាប់ការអនុវត្តរបស់វា ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់កំដៅបន្ថែម។ ភាពខុសគ្នារបស់វាពីវិធីសាស្ត្រ aerobic រីករាលដាលគឺចម្បងនៅក្នុងការលូតលាស់តិចតួចបំផុតនៃ biosludge និងការបំប្លែងសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដែលមានផ្ទុកកាបូអ៊ីដ្រាតទៅជាជីវឧស្ម័ន ដែលជាធាតុផ្សំសំខាន់គឺមេតាន។

ដំណើរការ Aerobic

C 6 H 12 O 6 + O 2 ---- CO 2 + H 2 O + Bioprecipitate + កំដៅ (6360 kJ) ។

ដំណើរការ anaerobic

C 6 H 12 O 6 ---- CH 4 + CO 2 + Bioprecipitate + កំដៅ (0.38 kJ) ។

វិធីសាស្រ្ត anaerobic ត្រូវបានបែងចែកជាបួនក្រុមធំ ៗ យោងទៅតាមប្រភេទនៃរ៉េអាក់ទ័រដែលប្រើក្នុងដំណើរការបន្សុត៖

ជាមួយនឹងលំហូរឡើងវិញនៃ biosludge ( sludge ធ្វើឱ្យសកម្ម):

ជាមួយនឹងស្រទាប់នៃ sediment anaerobic និង sedimentation ខាងក្នុងរបស់វា;

ជាមួយនឹងការបំពេញ inert សម្រាប់ biosludge;

ពិសេស។

ទឹកសំណល់ដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយ anaerobic គួរតែមានសារធាតុមិនបរិសុទ្ធ និងសារធាតុមេកានិចតិចតួចតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ដែលរារាំងដំណើរការមេតាណិច។ ដំណាក់កាលនៃអាស៊ីតអ៊ីដ្រូលីស្ទីកត្រូវតែឆ្លងកាត់ ហើយលើសពីនេះទៀត ទឹកសំណល់ត្រូវតែមានតម្លៃ pH ជាក់លាក់ និងសីតុណ្ហភាពក្នុងចន្លោះពី 36-38 0 ស៊ី។

វាត្រូវបានគេជឿថាវិធីសាស្រ្តព្យាបាល anaerobic មានប្រយោជន៍ខាងសេដ្ឋកិច្ចសម្រាប់ទឹកសំណល់ដែលមានការបំពុលលើសពី 1.2-2.0 g/dm 3 BOD 5 (តម្រូវការអុកស៊ីសែនជីវសាស្រ្ត)។ ដែនកំណត់ខាងលើនៃការបំពុលមិនត្រូវបានកំណត់ទេ។ វាអាចស្មើនឹង 100 g / dm 3 COD (តម្រូវការអុកស៊ីសែនគីមី) ។

ទាំងនេះ​រួម​បញ្ចូល​ទាំង:

ក) ទឹកសាបលើសពីធុងសម្ពាធ ពីភាពត្រជាក់របស់ម៉ាសុីននៅក្នុងឧបករណ៍លាយម៉ាស ពីម៉ាស៊ីនបូមទឹក និងការដំឡើងផ្សេងទៀតដែលមានសីតុណ្ហភាពក្រោម 30 អង្សាសេ។ ទឹកទាំងនេះមិនតម្រូវឱ្យមានការព្យាបាលដើម្បីត្រលប់ទៅផលិតកម្មវិញទេ។

ខ) Barometric អាម៉ូញាក់ និងផ្សេងៗទៀតដែលមានសីតុណ្ហភាពលើសពី 30°C។ ដើម្បីត្រលប់មកវិញនូវទឹកទាំងនេះ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ជាមុន និងការបន្សុតខ្យល់ត្រូវបានទាមទារ។

ដល់ប្រភេទទឹកសំណល់ IIរួមមាន ទឹកលាងដៃ ពីឧបករណ៍បញ្ចូនធារាសាស្ត្រ និងម៉ាស៊ីនបោកគក់ beet ។ សម្រាប់ការប្រើប្រាស់ឡើងវិញនៃទឹកទាំងនេះនៅក្នុងផលិតកម្មការបន្សុតមេកានិចបឋមរបស់ពួកគេគឺត្រូវបានទាមទារដោយការតាំងទីលំនៅនៅក្នុងធុងទឹកពិសេស។

ដល់ប្រភេទទឹកសំណល់ IIIរួមមានៈ ទឹក bagasse, sludge, ទឹក laver, sediment of conveyor-washing water, sediment filtration, គ្រួសារ, លាមក និងទឹកដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ផ្សេងទៀត។ ការព្យាបាលទឹកប្រភេទ III ទាមទារវិធីសាស្រ្តព្យាបាលជីវសាស្រ្ត និងរួមបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងធុង sedimentation និងវាលចម្រោះសមស្រប។

នៅរោងចក្រផលិតស្ករសដែលមានស្រាប់ សូចនាករសំខាន់ៗខាងក្រោមនៃសមតុល្យទឹក (% ដោយទម្ងន់នៃ beets) ត្រូវបានគេយកជាមូលដ្ឋាន៖ ការទទួលទានទឹកសាបពីអាងស្តុកទឹក - 164; ចំនួនទឹកកែច្នៃនៃប្រភេទ I - 898; ប្រភេទ II -862; ទឹកសំណល់នៃប្រភេទទី III - 170 ឬ 110 បានផ្តល់ថាការផ្អាកនៃសារធាតុរំអិលសម្រាប់បោកគក់ត្រូវបានទូទាត់នៅក្នុងធុងដាក់តាំងបញ្ឈរ - ធុងក្រាស់ Sh1-POS-3 ហើយ decantate ត្រូវបានត្រលប់ទៅសៀគ្វីចរន្តនៃទឹកនៃប្រភេទ II ។

សម្រាប់រោងចក្រផលិតស្ករសដែលទើបសាងសង់ថ្មី ការប្រើប្រាស់ទឹកសាបសម្រាប់តម្រូវការផលិតកម្មមិនគួរលើសពី 80% ដោយទម្ងន់នៃ beets ហើយបរិមាណនៃទឹកសំណល់ឧស្សាហកម្មដែលត្រូវបានបង្ហូរចូលទៅក្នុងទឹកធម្មជាតិមិនគួរលើសពី 75% ដោយទម្ងន់នៃ beets ។

នៅពេលវិភាគគុណភាពនៃទឹកឧស្សាហកម្ម និងកាកសំណល់ សីតុណ្ហភាព ពណ៌ ក្លិន តម្លាភាព លក្ខណៈនៃដីល្បាប់ មាតិកាសំណល់រឹង សំណល់ស្ងួត pH អាល់កាឡាំងសរុប (អាស៊ីត) អុកស៊ីតកម្ម តម្រូវការអុកស៊ីសែនជីវគីមី (BOD) តម្រូវការអុកស៊ីសែនគីមី ( COD) ត្រូវបានកំណត់ កំហាប់អាម៉ូញាក់ នីត្រាត ក្លរ និងសូចនាករផ្សេងៗទៀត។

កម្មវត្ថុ - គ្រប់គ្រងវិធីសាស្រ្តនៃការគ្រប់គ្រងគុណភាពនៃឧស្សាហកម្ម (ស្រស់) និងទឹកសំណល់។

ដំណើរការមួយចំនួនធំដែលកើតឡើងនៅក្នុងធម្មជាតិ និងអនុវត្តក្នុងការអនុវត្តគឺដំណើរការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។ ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង សំដៅលើការធ្វើចំណាកស្រុកនៃធាតុនៅក្នុងដី និងសារពាង្គកាយរបស់សត្វ និងរុក្ខជាតិ។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម វាត្រូវបានគេប្រើសម្រាប់ការបំបែក និងផលិតសារធាតុ ការបន្សាបទឹក ការព្យាបាលទឹកសំណល់ ការប្រមូលផ្តុំនៃដំណោះស្រាយ។ល។ ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអាចកើតឡើងទាំងនៅក្នុងដំណោះស្រាយដូចគ្នា និងនៅក្នុងប្រព័ន្ធតំណពូជមួយ។ ក្នុងករណីនេះនៅក្រោម ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងស្វែងយល់ពីដំណើរការខុសប្រក្រតី ដែលការផ្លាស់ប្តូរកើតឡើងរវាងអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ និងក្នុងដំណាក់កាលរឹងហៅថា ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង ឬឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង. ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងស្រូបយកអ៊ីយ៉ុងពីដំណោះស្រាយហើយជាថ្នូរនឹងផ្តល់អ៊ីយ៉ុងដែលជាផ្នែកមួយនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាទៅក្នុងដំណោះស្រាយ។

៣.៥.១. ការចាត់ថ្នាក់ និងលក្ខណៈរូបវិទ្យា-គីមីរបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង

សារធាតុផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង សារធាតុផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងគឺជាប៉ូលីអេឡិចត្រុលីតដែលផ្សំឡើងពី ម៉ាទ្រីស- ក្រុមអចល័តនៃអាតូម ឬម៉ូលេគុល (ខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលខ្ពស់) ដែលមានសកម្មភាព ក្រុម ionogenicអាតូមដែលផ្តល់សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងរបស់វា។ ក្រុមអ៊ីយ៉ុងជាវេនមាន អ៊ីយ៉ុង immobile ភ្ជាប់ទៅនឹងម៉ាទ្រីសដោយកម្លាំងអន្តរកម្មគីមី និងចំនួនសមមូលនៃអ៊ីយ៉ុងចល័តដែលមានបន្ទុកផ្ទុយ - ការប្រឆាំង. សារធាតុប្រឆាំងអាចផ្លាស់ទីក្រោមសកម្មភាពនៃជម្រាលកំហាប់ ហើយអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងពីដំណោះស្រាយដែលមានបន្ទុកដូចគ្នា។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង - ដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីតរួមជាមួយនឹងការចែកចាយនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងក៏មានការចែកចាយឡើងវិញរវាងដំណាក់កាលទាំងនេះនៃម៉ូលេគុលសារធាតុរំលាយផងដែរ។ រួមជាមួយនឹងសារធាតុរំលាយចំនួនជាក់លាក់នៃ coions(អ៊ីយ៉ុងដែលមានឈ្មោះដូចគ្នានៅក្នុងបន្ទុកជាមួយអថេរ) ។ ចាប់តាំងពីអព្យាក្រឹតអគ្គិសនីនៃប្រព័ន្ធត្រូវបានរក្សាទុក រួមជាមួយនឹង coions បរិមាណបន្ថែមនៃការប្រឆាំងដែលស្មើនឹងពួកវាឆ្លងកាត់ទៅក្នុងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។

អាស្រ័យលើអ៊ីយ៉ុងណាជាចល័ត ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបែងចែកទៅជាឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង និងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។

អ្នកផ្លាស់ប្តូរ cationមានផ្ទុកអ៊ីយ៉ុងអចល័ត និងការផ្លាស់ប្តូរស៊ីអ៊ីត ពួកវាត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយលក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីត - អ៊ីដ្រូសែនចល័ត ឬអ៊ីយ៉ុងដែក។ ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation R / SO 3 - H + (នៅទីនេះ R គឺជាមូលដ្ឋានរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានក្រុមមុខងារថេរ SO 3 - និង counterion H +) ។ យោងតាមប្រភេទនៃ cations ដែលមាននៅក្នុង cation exchanger វាត្រូវបានគេហៅថា H-cation exchanger ប្រសិនបើ cations ចល័តទាំងអស់របស់វាត្រូវបានតំណាងដោយ hydrogen ឬ Na-cation exchanger, Ca-cation exchanger ជាដើម។ ពួកវាត្រូវបានតំណាងថា RH, RNa, R 2 Ca ដែល R គឺជាស៊ុមជាមួយនឹងផ្នែកថេរនៃក្រុមសកម្មនៃការផ្លាស់ប្តូរ cation ។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ជាមួយក្រុមមុខងារថេរ -SO 3 -, -PO 3 2-, -COO -, -AsO 3 2- ជាដើម ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយ។

អ្នកផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងមានសារធាតុ immobile cations និងការផ្លាស់ប្តូរ anion ពួកវាត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយលក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ - អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនចល័ត ឬអ៊ីយ៉ុងនៃសំណល់អាស៊ីត។ ឧទាហរណ៍ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ anion R / N (CH 3) 3 + OH - ជាមួយនឹងក្រុមមុខងារ -N (CH 3) 3 + និង counterion OH - ។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអាចមានទម្រង់ផ្សេងៗគ្នាក៏ដូចជាឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអុកស៊ីតកម្មៈ OH-anion exchanger ឬ ROH, SO 4 - anion exchanger ឬ RSO 4 ដែល R គឺជាស៊ុមមួយដែលមានផ្នែកថេរនៃក្រុមសកម្មនៃការផ្លាស់ប្តូរ anion ។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលប្រើជាទូទៅបំផុតជាមួយក្រុមថេរ - +, - +, NH 3 +, NH + ។ល។

អាស្រ័យលើកម្រិតនៃការបំបែកនៃក្រុមសកម្មនៃការផ្លាស់ប្តូរ cation ហើយយោងទៅតាមសមត្ថភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង ការផ្លាស់ប្តូរ cation ត្រូវបានបែងចែកទៅជា អាស៊ីតខ្លាំង និងអាស៊ីតខ្សោយ. ដូច្នេះ ក្រុមសកម្ម -SO 3 H ត្រូវបានផ្តាច់ចេញទាំងស្រុង ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងគឺអាចធ្វើទៅបានក្នុងជួរ pH ដ៏ធំទូលាយ ការផ្លាស់ប្តូរ cation ដែលមានក្រុមស៊ុលហ្វូ ត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាអាស៊ីតខ្លាំង។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation កម្លាំងមធ្យមរួមមានជ័រជាមួយក្រុមអាស៊ីតផូស្វ័រ។ លើសពីនេះទៅទៀត សម្រាប់ក្រុម dibasic ដែលមានសមត្ថភាពបំបែកជាជំហានៗ មានតែក្រុមមួយប៉ុណ្ណោះដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាស៊ីតនៃកម្លាំងមធ្យម ទីពីរមានឥរិយាបទដូចជាអាស៊ីតខ្សោយ។ ចាប់តាំងពីក្រុមនេះអនុវត្តជាក់ស្តែងមិនបំបែកនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកអាស៊ីតខ្លាំង ដូច្នេះវាសមហេតុផលក្នុងការប្រើឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងទាំងនេះនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយអាសុីត ឬអាល់កាឡាំងបន្តិចនៅ pH4 ។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអាសុីតខ្សោយមានក្រុម carboxyl ដែលត្រូវបានបំបែកតិចតួចសូម្បីតែនៅក្នុងដំណោះស្រាយអាស៊ីតខ្សោយ ជួរប្រតិបត្តិការរបស់ពួកគេនៅ pH5 ។ វាក៏មានឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ពីរមុខងារដែលមានទាំងក្រុម sulfo និងក្រុម carboxyl ឬក្រុម sulfo និង phenol ។ ជ័រទាំងនេះដំណើរការក្នុងដំណោះស្រាយអាសុីតខ្លាំង ហើយនៅអាល់កាឡាំងខ្ពស់ពួកវាបង្កើនសមត្ថភាពរបស់វាយ៉ាងខ្លាំង។

ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ការផ្លាស់ប្តូរ anion ត្រូវបានបែងចែកទៅជា មូលដ្ឋានខ្ពស់ និងមូលដ្ឋានទាប. ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ anion មូលដ្ឋានខ្ពស់មានមូលដ្ឋានអាម៉ូញ៉ូម quaternary quaternary ឬ pyridine ដែលត្រូវបានបំបែកយ៉ាងល្អជាក្រុមសកម្ម។ anionites បែបនេះមានសមត្ថភាពក្នុងការផ្លាស់ប្តូរ anions មិនត្រឹមតែនៅក្នុងអាស៊ីតប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងនៅក្នុងដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំងផងដែរ។ ជ័រ anion មូលដ្ឋានមធ្យម និងទាប មានក្រុមអាមីណូបឋម អនុវិទ្យាល័យ និងទីបី ដែលជាមូលដ្ឋានខ្សោយ ជួរប្រតិបត្តិការរបស់ពួកគេនៅ pH  89 ។

ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង Amphoteric ក៏ត្រូវបានគេប្រើផងដែរ - ampholytesដែលរួមបញ្ចូលក្រុមមុខងារដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងអាស៊ីត និងមូលដ្ឋាន ឧទាហរណ៍ ក្រុមនៃអាស៊ីតសរីរាង្គក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយក្រុមអាមីណូ។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងមួយចំនួន បន្ថែមពីលើលក្ខណៈសម្បត្តិផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង មានលក្ខណៈសម្បត្តិស្មុគស្មាញ ឬ redox ។ ជាឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលមានក្រុមអាមីណូអ៊ីយ៉ូដ ផ្តល់នូវស្មុគ្រស្មាញជាមួយនឹងលោហធាតុធ្ងន់ ការបង្កើតដែលកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។ ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអាចត្រូវបានអមដោយភាពស្មុគស្មាញក្នុងដំណាក់កាលរាវដោយការកែតម្រូវតម្លៃ pH របស់វាដែលអនុញ្ញាតឱ្យបំបែកអ៊ីយ៉ុង។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអេឡិចត្រុងត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុង hydrometallurgy សម្រាប់ការកត់សុី ឬកាត់បន្ថយអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយជាមួយនឹងការ sorption ដំណាលគ្នារបស់ពួកគេពីដំណោះស្រាយពនឺ។

ដំណើរការនៃការ desorption នៃ ion ដែលស្រូបនៅលើ ion exchanger ត្រូវបានគេហៅថា elutionខណៈពេលដែលការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញហើយវាត្រូវបានផ្ទេរទៅទម្រង់ដំបូងរបស់វា។ ជាលទ្ធផលនៃការ elution នៃ ions ស្រូបយក, ផ្តល់ថាការផ្លាស់ប្តូរ ion ត្រូវបាន "ផ្ទុក" គ្រប់គ្រាន់, eluates ត្រូវបានទទួលជាមួយនឹងកំហាប់អ៊ីយ៉ុង 100 ដងខ្ពស់ជាងនៅក្នុងដំណោះស្រាយដំបូង។

សមា្ភារៈធម្មជាតិមួយចំនួនមានលក្ខណៈសម្បត្តិផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង៖ ហ្សីអូលីត ឈើ សែលុយឡូស ធ្យូងថ្មស៊ុលហ្វាន ផត។ . ការរីករាលដាលបំផុតគឺឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងសរីរាង្គ - ជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងសំយោគដែលជាសមាសធាតុប៉ូលីម៊ែរខ្ពស់ម៉ូលេគុលរឹងដែលមានក្រុមមុខងារដែលមានសមត្ថភាពបំបែកអេឡិចត្រូលីតដូច្នេះពួកគេត្រូវបានគេហៅថាប៉ូលីអេឡិចត្រូលីត។ ពួកវាត្រូវបានសំយោគដោយ polycondensation និង polymerization នៃ monomers ដែលមានក្រុម ionic ចាំបាច់ ឬដោយការបន្ថែមក្រុម ionic ទៅឯកតានីមួយៗនៃ polymer ដែលត្រូវបានសំយោគពីមុន។ ក្រុមប៉ូលីមែរត្រូវបានភ្ជាប់ដោយគីមីទៅគ្នាទៅវិញទៅមក ដោយភ្ជាប់គ្នាចូលទៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌមួយ ពោលគឺចូលទៅក្នុងបណ្តាញបីវិមាត្រ spatial ហៅថា ម៉ាទ្រីស ដោយមានជំនួយពីសារធាតុដែលធ្វើអន្តរកម្មជាមួយពួកគេ - ភ្នាក់ងារទឹក។ Divinylbenzene ជាញឹកញាប់ត្រូវបានគេប្រើជា crosslinker ។ ដោយការកែតម្រូវបរិមាណនៃ divinylbenzene វាអាចផ្លាស់ប្តូរទំហំនៃកោសិកាជ័រ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលជ្រើសរើសស្រូបយក cation ឬ anion ណាមួយដោយសារតែ "ឥទ្ធិពល Sieve" អ៊ីយ៉ុងធំជាងទំហំកោសិកាគឺមិនមាន។ ស្រូបយកដោយជ័រ។ ដើម្បីបង្កើនទំហំកោសិកា សារធាតុ reagents ដែលមានម៉ូលេគុលធំជាង vinylbenzene ត្រូវបានគេប្រើ ឧទាហរណ៍ dimethacrylates នៃ ethylene glycols និង biphenols ។ ដោយសារតែការប្រើប្រាស់ telogens សារធាតុដែលការពារការបង្កើតខ្សែសង្វាក់លីនេអ៊ែរវែង ការកើនឡើងនៃការជ្រាបចូលនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានសម្រេច។ នៅកន្លែងដែលច្រវាក់ត្រូវបានខូច រន្ធញើសលេចឡើង ដោយសារតែនេះ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងទទួលបានស៊ុមចល័តកាន់តែច្រើន និងហើមកាន់តែច្រើននៅពេលមានទំនាក់ទំនងជាមួយដំណោះស្រាយ aqueous ។ កាបូន tetrachloride, alkylbenzenes, អាល់កុល, ល. ត្រូវបានគេប្រើជា telogens ។ ជ័រដែលទទួលបានតាមរបៀបនេះមាន ជែលរចនាសម្ព័ន្ធឬ microporous ។ ទទួល macroporousអ៊ីយ៉ូតនៅក្នុងល្បាយប្រតិកម្មបន្ថែមសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ ដែលជាអ៊ីដ្រូកាបូនខ្ពស់ជាង ដូចជាអ៊ីសូតុន អាល់កុលជាដើម។ សារធាតុរំលាយត្រូវបានចាប់យកដោយម៉ាស់វត្ថុធាតុ polymerizing ហើយបន្ទាប់ពីការបង្កើតក្របខ័ណ្ឌត្រូវបានបញ្ចប់ វាត្រូវបានចម្រាញ់ចេញដោយបន្សល់ទុករន្ធញើសធំៗនៅក្នុងវត្ថុធាតុ polymer ។ ដូច្នេះយោងទៅតាមរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបែងចែកទៅជា macroporous និងជែល។

ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង Macroporous មានលក្ខណៈ kinetic ល្អប្រសើរនៃការផ្លាស់ប្តូរបើប្រៀបធៀបទៅនឹងជែល ចាប់តាំងពីពួកគេមានផ្ទៃជាក់លាក់នៃ 20-130 m 2 /g (មិនដូចជែលដែលមានផ្ទៃ 5 m 2 /g) និងរន្ធញើសធំ - 20-100 nm ដែលសម្របសម្រួលការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងខុសធម្មតាដែលកើតឡើងលើផ្ទៃនៃរន្ធញើស។ អត្រាប្តូរប្រាក់អាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងទៅលើភាពផុយស្រួយនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ទោះបីជាជាធម្មតាវាមិនប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពប្តូរប្រាក់របស់ពួកគេក៏ដោយ។ បរិមាណ និងទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិកាន់តែធំ ការសាយភាយខាងក្នុងកាន់តែលឿន។

ជ័រផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងជែលមានគ្រាប់ធញ្ញជាតិដូចគ្នា ដែលក្នុងទម្រង់ស្ងួតមិនមានរន្ធញើស និងមិនអាចជ្រាបចូលអ៊ីយ៉ុង និងម៉ូលេគុលបាន។ ពួកវាអាចជ្រាបចូលបានបន្ទាប់ពីហើមនៅក្នុងទឹក ឬដំណោះស្រាយ aqueous ។

ការហើមនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង

ហើមហៅថាដំណើរការនៃការកើនឡើងបន្តិចម្តងៗនៃបរិមាណនៃការបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុងដែលដាក់ក្នុងសារធាតុរំលាយរាវ ដោយសារតែការជ្រៀតចូលនៃម៉ូលេគុលសារធាតុរំលាយបានជ្រៅទៅក្នុងស៊ុមអ៊ីដ្រូកាបូន។ ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងកាន់តែហើម ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងកាន់តែលឿន។ ហើមលក្ខណៈ ហើមទម្ងន់- បរិមាណទឹកស្រូបក្នុង 1 ក្រាមនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងស្ងួត ឬ សមាមាត្រហើម- សមាមាត្រនៃបរិមាណជាក់លាក់នៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងហើមនិងស្ងួត។ ជារឿយៗបរិមាណជ័រនៅក្នុងដំណើរការនៃការហើមអាចកើនឡើង 10-15 ដង។ ការហើមនៃជ័រម៉ូលេគុលខ្ពស់គឺកាន់តែធំ កម្រិតនៃតំណភ្ជាប់ឆ្លងកាត់នៃឯកតាធាតុផ្សំរបស់វាកាន់តែទាប ពោលគឺបណ្តាញម៉ាក្រូម៉ូលេគុលរបស់វាកាន់តែរឹងតិច។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងស្តង់ដារភាគច្រើនមាន 6-10% divinylbenzene នៅក្នុង copolymer (ជួនកាល 20%) ។ នៅពេលដែលភ្នាក់ងារខ្សែសង្វាក់វែងត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការភ្ជាប់ឆ្លងកាត់ជំនួសឱ្យ divinylbenzene ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង macroreticulated ដែលអាចជ្រាបចូលបានល្អត្រូវបានទទួល ដែលការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងកើតឡើងក្នុងអត្រាខ្ពស់។ បន្ថែមពីលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ាទ្រីស ការហើមនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយវត្តមានរបស់ក្រុមមុខងារ hydrophilic នៅក្នុងវា៖ ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងហើមកាន់តែច្រើន ក្រុម hydrophilic កាន់តែច្រើន។ លើសពីនេះ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលមានបញ្ជរដែលគិតថ្លៃតែមួយ ហើមកាន់តែខ្លាំង ផ្ទុយទៅនឹងការចោទប្រកាន់ពីរ និងបី។ នៅក្នុងដំណោះស្រាយប្រមូលផ្តុំ ការហើមកើតឡើងក្នុងកម្រិតតិចជាងការបំប្លែងសារធាតុរំលាយ។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអសរីរាង្គភាគច្រើនមិនហើមទាល់តែសោះ ឬស្ទើរតែទាំងអស់ ទោះបីជាពួកគេស្រូបយកទឹកក៏ដោយ។

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងនៃ sorbents ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយពួកគេ។ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរអាស្រ័យលើចំនួននៃក្រុម ionogenic មុខងារក្នុងមួយឯកតាម៉ាស់ ឬបរិមាណនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។ វាត្រូវបានបញ្ជាក់ជាមីល្លីម៉ែត្រក្នុង 1 ក្រាមនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងស្ងួត ឬសមមូលក្នុង 1 ម 3 នៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង និងសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងឧស្សាហកម្មភាគច្រើនគឺស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 2-10 មេកាបៃ / ក្រាម។ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរពេញលេញ(POE) - ចំនួនអតិបរមានៃអ៊ីយ៉ុងដែលអាចត្រូវបានស្រូបយកដោយឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងនៅពេលដែលវាឆ្អែត។ នេះគឺជាតម្លៃថេរសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលបានផ្តល់ឱ្យ ដែលអាចកំណត់បានទាំងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌឋិតិវន្ត និងថាមវន្ត។

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌឋិតិវន្ត, នៅក្នុងការទំនាក់ទំនងជាមួយកម្រិតសំឡេងជាក់លាក់នៃដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីត, កំណត់ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរឋិតិវន្តពេញលេញ(PSOE), និង សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរឋិតិវន្តលំនឹង(PCOE) ដែលប្រែប្រួលអាស្រ័យលើកត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់លំនឹង (បរិមាណដំណោះស្រាយ សមាសភាព ការប្រមូលផ្តុំ។ល។)។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងលំនឹង - ដំណោះស្រាយត្រូវគ្នាទៅនឹងសមភាពនៃសក្តានុពលគីមីរបស់ពួកគេ។

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌថាមវន្តជាមួយនឹងការច្រោះជាបន្តបន្ទាប់នៃដំណោះស្រាយតាមរយៈបរិមាណជាក់លាក់នៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងកំណត់ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរថាមវន្ត- ចំនួនអ៊ីយ៉ុងដែលស្រូបដោយឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងមុនពេលការបំបែកអ៊ីយ៉ុង sorbed (DOE), សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរថាមវន្តពេញលេញរហូតដល់ការអភិវឌ្ឍន៍ពេញលេញនៃការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង (PDOE) ។ សមត្ថភាពមុនពេលបំបែក (សមត្ថភាពការងារ) ត្រូវបានកំណត់ដោយមិនត្រឹមតែលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏អាស្រ័យទៅលើសមាសធាតុនៃដំណោះស្រាយដំបូង អត្រានៃការឆ្លងកាត់របស់វាតាមរយៈស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង កម្ពស់ (ប្រវែង) នៃអ៊ីយ៉ុង។ ស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរកម្រិតនៃការបង្កើតឡើងវិញរបស់វា និងទំហំនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។

សមត្ថភាពប្រតិបត្តិការត្រូវបានកំណត់ពីរូបភាពខ្សែកោងទិន្នផល។ ៣.៥.១

S 1 - សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរការងារ S 1 + S 2 - សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរថាមវន្តពេញលេញ។

នៅពេលដែល elution ត្រូវបានអនុវត្តនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌថាមវន្ត ខ្សែកោង elution មានទម្រង់នៃខ្សែកោងដែលបង្ហាញក្នុងរូបភព។ ៣.៥.២

ជាធម្មតា DEC គឺធំជាង 50% នៃ PDOE សម្រាប់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលមានជាតិអាស៊ីតខ្លាំង និងមូលដ្ឋានខ្លាំង និង 80% សម្រាប់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងមូលដ្ឋានអាស៊ីតខ្សោយ និងខ្សោយ។ សមត្ថភាពនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលមានជាតិអាស៊ីតខ្លាំង និងជាមូលដ្ឋានខ្លាំងនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងដំណោះស្រាយ pH ដ៏ធំទូលាយមួយ។ សមត្ថភាព​នៃ​ឧបករណ៍​ផ្លាស់ប្តូរ​អ៊ីយ៉ុង​មូលដ្ឋាន​អាស៊ីត​ខ្សោយ និង​ខ្សោយ​ភាគច្រើន​អាស្រ័យ​លើ pH ។

កម្រិតនៃការប្រើប្រាស់សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងអាស្រ័យទៅលើទំហំ និងរូបរាងរបស់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ ជាធម្មតាទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិគឺស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះ 0.5-1 ម។ រូបរាងនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិអាស្រ័យលើវិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។ ពួកវាអាចមានរាងស្វ៊ែរឬមិនទៀងទាត់។ គ្រាប់ធញ្ញជាតិរាងស្វ៊ែរគឺល្អជាង - ពួកគេផ្តល់នូវលក្ខខណ្ឌអ៊ីដ្រូឌីណាមិកល្អប្រសើរ និងល្បឿនដំណើរការខ្ពស់។ ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងជាមួយគ្រាប់ធញ្ញជាតិរាងស៊ីឡាំង សរសៃ និងផ្សេងទៀតក៏ត្រូវបានគេប្រើផងដែរ។ គ្រាប់ធញ្ញជាតិកាន់តែល្អ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងកាន់តែល្អត្រូវបានប្រើប្រាស់ ប៉ុន្តែក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ អាស្រ័យលើឧបករណ៍ដែលបានប្រើ ទាំងធន់ទ្រាំនឹងធារាសាស្ត្រនៃស្រទាប់ sorbent កើនឡើង ឬការដកគ្រាប់តូចៗនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងចេញដោយ ដំណោះស្រាយកើនឡើង។ ការដឹកជញ្ជូនអាចត្រូវបានជៀសវាងដោយប្រើឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដែលមានសារធាតុបន្ថែម ferromagnetic ។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នករក្សាសម្ភារៈល្អិតល្អន់ក្នុងការព្យួរនៅក្នុងតំបន់ - វាលម៉ាញេទិកដែលដំណោះស្រាយផ្លាស់ទី។

ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងត្រូវតែមានកម្លាំងមេកានិច និងធន់នឹងគីមី ពោលគឺវាមិនត្រូវបំផ្លាញដោយសារការហើម និងប្រតិបត្តិការនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ។ លើសពីនេះទៀតពួកគេគួរតែត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញយ៉ាងងាយស្រួលដោយហេតុនេះរក្សាលក្ខណៈសម្បត្តិសកម្មរបស់ពួកគេក្នុងរយៈពេលយូរនិងធ្វើការដោយគ្មានការផ្លាស់ប្តូរអស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ។

សូមអរគុណទុកជាមុនចំពោះការឆ្លើយតបរបស់អ្នក។

C100E គឺជាប្រភេទជែលជ័រផ្លាស់ប្តូរអាសុីតអាសុីតខ្លាំងដែលមានសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរខ្ពស់ ស្ថេរភាពគីមី និងរូបវន្ត និងដំណើរការល្អឥតខ្ចោះ។ C100E រក្សាបាននូវភាគល្អិតដែលផ្អាកយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ហើយក្នុងទម្រង់ជាអាស៊ីត (H+) យកជាតិដែក និងម៉ង់ហ្គាណែសអ៊ីយ៉ុងចេញ។

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរខ្ពស់ធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានទឹកជាមួយនឹងភាពរឹងសរុបនៃលំដាប់នៃ 0.05 meq/l ហើយ kinetics ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុងដ៏ល្អឥតខ្ចោះធ្វើឱ្យវាអាចសម្រេចបាននូវអត្រាលំហូរខ្ពស់។ នៅពេលប្រើ C100E ការរអិលនៃអ៊ីយ៉ុងដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពរឹងនៃទឹកនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការធម្មតាជាក្បួនមិនលើសពី 1% នៃភាពរឹងសរុបនៃប្រភពទឹក។ ក្នុងករណីនេះសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរនៃជ័រអនុវត្តមិនផ្លាស់ប្តូរទេដែលផ្តល់ថាសមាមាត្រនៃអ៊ីយ៉ុង monovalent មិនលើសពី 25% ។

C100E គឺមិនរលាយក្នុងដំណោះស្រាយអាស៊ីត និងអាល់កាឡាំង និងនៅក្នុងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គទូទៅទាំងអស់។ វត្តមានរបស់ភ្នាក់ងារកត់សុីដែលនៅសេសសល់ (ដូចជាក្លរីនសេរី ឬអ៊ីយ៉ុងអ៊ីប៉ូក្លរីត) នៅក្នុងទឹកអាចកាត់បន្ថយកម្លាំងមេកានិចនៃភាគល្អិតជ័រផ្លាស់ប្តូរស៊ីអ៊ីត។ C100E មានស្ថេរភាពកម្ដៅរហូតដល់សីតុណ្ហភាព 150°C ប៉ុន្តែនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរនៃជ័រផ្លាស់ប្តូរ cation ក្នុងទម្រង់អាស៊ីត (H+) ថយចុះ។

លក្ខណៈបច្ចេកទេស

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត
	ភាគល្អិតស្វ៊ែរថ្លានៃពណ៌លឿង
ទម្រង់ចែកចាយ
ទំងន់ភាគច្រើន, ក្រាម / សង់ទីម៉ែត្រ 3
ទំនាញជាក់លាក់ g/cm3
មេគុណឯកសណ្ឋាន
ទំហំក្រឡា, ម.ម (សំណាញ់)
សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរ, g-eq/l
ហើម Na + → H + , អតិបរមា, %
ហើម Ca 2+ → Na + , អតិបរមា, %
លក្ខខណ្ឌនៃការដាក់ពាក្យ
	6 - 10 (Na-form)
សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការអតិបរមា°C
កម្ពស់ស្រទាប់, សង់ទីម៉ែត្រ (ក្នុង)
អត្រាលំហូរប្រតិបត្តិការ បរិមាណជ័រ/ម៉ោង
ការពង្រីកស្រទាប់នៅក្នុងរបៀប backwash, %
ការប្រមូលផ្តុំនៃដំណោះស្រាយ NaCl,%
ការប្រើប្រាស់អំបិលសម្រាប់ការបង្កើតឡើងវិញ, gr ។ ជ័រ NaCl / លីត្រ

ការពិពណ៌នាសង្ខេបនៃ
ទំហំទំនេរលើសពីការទាញយក - 50%
ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ 0.6mm ដល់ 90%
ទំងន់ 820 ក្រាម / លីត្រ
មាតិកាទឹក (សំណើម) 42-48%
សមត្ថភាពសរុបរហូតដល់ 2 ក្រាម eq / លីត្រ
សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការពី 4 ទៅ 120 0 C
pH ទឹក 0-14
ការផ្លាស់ប្តូរ Na ions ទៅ H - 8%
កម្ពស់ស្រទាប់ពី 0,8 ទៅ 2 ម៉ែត្រ
ល្បឿនសេវាកម្មពី 5 ទៅ 40 ម / ម៉ោង។
ល្បឿនជាក់លាក់នៃសេវាកម្ម 20oz / ម៉ោង។
ល្បឿនលាងសម្អាតនៅ 20 អង្សាសេពី 10 ទៅ 12 ម / ម៉ោង។
បរិមាណទឹកសម្រាប់លាងសម្អាតជាមួយនឹងបន្ទុកថ្មី 20oz
ចំណុះទឹក 4oz
បរិមាណទឹកសម្រាប់ការលាងយឺត អំបិល 4oz
ការប្រើប្រាស់អំបិលក្នុងកំឡុងពេលបង្កើតឡើងវិញក្នុង 1 លីត្រនៃបន្ទុក - 150 ក្រាម។
ភាពរឹងនៃសំណល់ - 0.5mg equiv/l
ការបាត់បង់សម្ពាធជាក់លាក់ក្នុង kPa m 2 កម្ពស់ផ្ទុក - 1
ការបាត់បង់សម្ពាធ 11mbar នៅ 4 ° C ក្នុងកម្ពស់ផ្ទុក 1m
ល្បឿននៃការបង្កើតឡើងវិញ - 5 ម / ម៉ោង។
ល្បឿននៅពេលលាងអំបិលជាមួយទឹក - 5 ម / ម៉ោង។

លក្ខខណ្ឌនៃការដាក់ពាក្យ
កង្វះជាតិដែកអុកស៊ីតកម្ម (Fe 3+) នៅក្នុងទឹក។
កង្វះអុកស៊ីសែនរលាយក្នុងទឹក។
កង្វះសារធាតុសរីរាង្គនៅក្នុងទឹក។
អវត្ដមាននៃភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មណាមួយនៅក្នុងទឹក។
បន្ទាប់ពីសូដ្យូម - បន្ទន់បរិមាណអាល់កាឡាំងសរុបនិងសំណល់ស្ងួតនឹងកើនឡើង។
ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មខ្លាំងដូចជាអាស៊ីតនីទ្រីកអាចបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មហឹង្សា
សារធាតុដែលផ្អាកនៅក្នុងទឹកប្រភពរហូតដល់ 8 mg/l
ពណ៌នៃប្រភពទឹករហូតដល់ 30 0 ស៊ី
ភាពច្របូកច្របល់នៃទឹកប្រភពរហូតដល់ 6 មីលីក្រាម / លីត្រ
ភាពរឹងសរុបនៃប្រភពទឹករហូតដល់ 15 mg equiv/l

ខាងក្រោមនេះគឺជាវិធីសាស្រ្តសម្រាប់គណនាសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងទៀតនៃការផ្លាស់ប្តូរ cation ។

សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរការងារនៃ cationite E f g÷eq / m3 អាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយរូបមន្តដូចខាងក្រោម:

E f \u003d Q x W; Ep = ep x Vk.

បរិមាណនៃ cationite ដែលផ្ទុកទៅក្នុងតម្រងក្នុងស្ថានភាពហើមត្រូវបានបង្ហាញដោយរូបមន្ត៖

រូបមន្តសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរការងាររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ep, g÷eq / m 3:

ep \u003d Q x W / S x h;

ដែល W គឺជាភាពរឹងនៃប្រភពទឹក g÷eq/m3; សំណួរ - បរិមាណទឹកបន្ទន់, ម 2; S គឺជាតំបន់នៃតម្រង cationite, m 2 ; h គឺជាកំពស់នៃស្រទាប់ cationite, m ។

ដោយកំណត់ល្បឿននៃចលនាទឹកនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ជា v k បរិមាណទឹកទន់ Q អាចត្រូវបានរកឃើញដោយប្រើរូបមន្តខាងក្រោម៖

Q \u003d v k x S x Tk \u003d ep x S x h / W;

ពីកន្លែងដែលអ្នកអាចគណនារយៈពេលនៃតម្រងផ្លាស់ប្តូរ cation Tk:

Tk = ep x h/v k x W ។

វាក៏អាចធ្វើទៅបានដើម្បីគណនាសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូររបស់ឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរ cation ដោយប្រើក្រាហ្វដែលទាក់ទងគ្នា។

ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យជាក់ស្តែងប្រហាក់ប្រហែល តម្រងរបស់អ្នកនឹងអាចសម្អាតបានមិនលើសពី 1500 លីត្រ។ ទឹក។ សម្រាប់ការគណនាត្រឹមត្រូវបន្ថែមទៀត អ្នកត្រូវដឹងពីបរិមាណ (បរិមាណ) នៃជ័រនៅក្នុងតម្រង និងសមត្ថភាពការងាររបស់ជ័ររបស់អ្នក (សម្រាប់ជ័រផ្លាស់ប្តូរ cation សមត្ថភាពការងារប្រែប្រួលពី 600 ទៅ 1500 meq/l)។ ដោយដឹងពីទិន្នន័យទាំងនេះ អ្នកអាចគណនាបានយ៉ាងងាយស្រួលនូវបរិមាណទឹកបន្ទន់តាមរូបមន្តរបស់អ្នក។