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La escasez mundial de agua está empeorando, especialmente en áreas concentradas industrialmente, donde la demanda de recursos hídricos está aumentando continuamente. Los métodos tradicionales de tratamiento y descarga de agua son inadecuados para satisfacer las necesidades de la industria moderna y el desarrollo social, mientras que la tecnología de reutilización del agua desempeña un papel esencial para abordar este problema. Durante Reutilización del agua La tecnología, las resinas desempeña papeles importantes para quitar los metales pesados, los agentes contaminadores orgánicos, el nitrógeno de amoníaco y los nitratos. Pueden ayudar a mejorar la calidad del agua y proporcionar agua reutilizable calificada.
Como todos sabemos, las resinas se pueden dividir en resinas de intercambio iónico y resinas de adsorción, y las resinas de intercambio iónico contienen tipos SAC, WAC, SBA, WBA. Durante el tratamiento de reutilización de agua, las resinas ácidas fuertes (SAC), las resinas quelantes y las resinas de adsorción mocroporosas se adoptan para completar la tarea de tratamiento de reutilización de agua.
En el proceso de tratamiento de reutilización de aguas residuales, las resinas desempeñan un papel importante en la eliminación de metales pesados, contaminantes orgánicos, ablandamiento del agua y eliminación de nitrógeno amoniacal y nitratos. Diferentes contaminantes requieren diferentes tipos de resinas. A continuación se describen sus aplicaciones específicas en la reutilización del agua, incluidas las funciones, los tipos de resinas, los principios de trabajo y las reacciones químicas.
Las aguas residuales industriales a menudo contienen metales pesados como cobre, plomo, zinc y cadmio, que son dañinos para el medio ambiente y la salud humana y difíciles de eliminar a través del tratamiento biológico. Las resinas pueden eliminar eficazmente estos iones metálicos a través de la adsorción química o el intercambio iónico.
En el intercambio iónico, los grupos cargados en la superficie de la resina intercambian con iones de metales pesados en las aguas residuales, uniendo los iones metálicos a la resina mientras liberan iones de hidrógeno o sodio. Las resinas quelantes adsorben firmemente los iones metálicos formando enlaces químicos dentro de la matriz de resina:
R-H+ + Cu2 + → R-Cu2 + + 2H+
En eso,
Algunas aguas residuales industriales contienen compuestos orgánicos refractarios (por ejemplo, fenoles, colorantes), que no solo degradan la calidad del agua sino que también pueden producir olores y decoloración. Las resinas de adsorción pueden eliminar estas sustancias orgánicas a través de la adsorción física, asegurando que el agua sea clara y cumpla con los estándares de reutilización.
Las resinas macroporosas eliminan contaminantes orgánicos mediante adsorción física. Su gran área de superficie y estructura porosa proporcionan sitios de adsorción para moléculas orgánicas, donde las interacciones hidrófobas entre los compuestos orgánicos y la superficie de la resina retienen las moléculas en la resina:
COrgánico + R → R-CAdsorbido
En eso,
Las moléculas orgánicas se adhieren a los poros o la superficie de la resina a través de fuerzas intermoleculares.
Algunas aguas residuales industriales contienen altos niveles de iones de calcio y magnesio, lo que aumenta la dureza del agua. Estos iones de dureza pueden causar escalamiento en tuberías de equipos, afectando el rendimiento del sistema. El ablandamiento del agua a través de las resinas evita las incrustaciones y garantiza el funcionamiento normal del equipo.
Durante el ablandamiento del agua, los iones de sodio en la superficie de resina de intercambio catiónico se intercambian con los iones de calcio y magnesio en el agua, eliminando los iones de dureza y ablandando el agua:
2R-Na + Ca2 + → R2Ca + 2Na+
En eso,
La resina elimina los iones de dureza intercambiando iones de sodio por iones de calcio, logrando un efecto suavizante.
El nitrógeno amoniátrico y los nitratos son contaminantes inorgánicos comunes en las aguas residuales, particularmente en los efluentes de las industrias de electrónica y semiconductores. Eliminar estos contaminantes ayuda a reducir el riesgo de eutrofización del agua y disminuye el impacto ecológico de las aguas residuales.
Las resinas de intercambio catiónico se intercambian con iones de nitrógeno amoniacal en las aguas residuales, uniendo nitrógeno amoniacal a la resina. Las resinas de intercambio aniónico eliminan iones de nitrato a través de un proceso de intercambio:
Eliminación de nitrógeno de amoníaco:
R-H + NH4+ → R-NH4 + H+
En eso,
En este proceso de intercambio, la resina adsorbe los iones contaminantes objetivo, purificando el agua.
Eliminación de iones nitrato:
R-Cl + NO3-- → R-NO3 + Cl--
En eso,
En este proceso de intercambio, la resina adsorbe los iones contaminantes objetivo, purificando el agua.
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