90.Сущность метода ионного смягчения катионита и анионита.

Сущность ионного смягчения заключается в фильтровании обрабатываемой воды через материал способный обменивать часть своих ионов на ионы растворенные в воде. Такие зернистые соединения наз. ионитами или ионообменными материалами. Большинство из них получены искусственным путем из простых веществ. Иониты – вещества относимые к разряду пластических масс типа синтетических смол, это высокомолекулярные вещества, к кот. из природных соединений относится белки и клетчатка. Ионнообменные материалы являются твердыми электролитами ;в зависимости от характера активных групп ионита его подвижные, способные к обмену ,ионы могут иметь положительный или отрицательный заряд. В технологии подготовки воды широко применяют органические катиониты искусственного происхождения, так называемые ионообменные смолы.

91. Материалы и строение ионита. Работа ионитного фильтра. Двухступенчатое ионирование.

Иониты – вещества относимые к разряду пластических масс типа синтетических смол, это высокомолекулярные вещества, к кот. из природных соединений относится белки и клетчатка. Ионнообменные материалы являются твердыми электролитами в зависимости от характера активных групп ионита и его подвижные способные к обмены ионы могут иметь положительный или отрицательный заряд. ( НИЖЕ РИСУНОК АНИОНИТА И КАТИОНИТА )

1.твердый многоатомный каркас ионита

2. свзанные с каркасом неподвижные ионы активных групп

3. ограниченно подвижные ионы активных групп способные к обмену

4. ионная атмосфера.

Работа ионитного фильтра

Представим, что в насадке происходит обмен черного иона из воды на белый ион ионита. Наиболее интенсивно процессы будут происходить в верхней части насадки постепенно перемещаясь сверху вниз и зачерняя всё поле насадки. Когда вся насадка фильтра становится абсолютно черной это определяется по концентрации удельных ионов в выходной воде включается процесс регенерации фильтров. Через черную насадку пропускается регенерирующий раствор в котором количество белых ионов превышает стехиометрическое соотношение и тогда реакция пойдет справа налево.

Неравномерное распределение воды по площади поперечного сечения фильтра приводит к преждевременному выходу фильтра из строя и постановки его на регенерацию.Чтобы исключить также возможные переносы по площади фильтрования используется схема 2хступенчатого ионного обмена. При 2хступенчатом ионном обмене эта схема сводится к последующей барьерной схеме.

92. Процессы натрий-катионирования воды. Регенерация фильтра и конечная жесткость обработанной воды.

Натрий катионирование воды. В общем виде можно представить след. уравнениями

За черный ионит – ионы кальция и магния, а белым – натрий, образующий в обработанной воде более прочные соединения,

Буквой К – твердая нерастворимая в воде молекула катионита имеющая отрицательный заряд и являющаяся в данных условиях анионом, условно этот анион принят одновалентным.

По окончанию раб. цикла возникает необходимость в регенерации катионов, что достигается путем пропускания через истощенный катионит раствора электролита содержащего ионы натрия в концентрации превышающей стехиометрическое соотношение. С тем чтобы реакция пошла в обратном направлении в качестве регенерирующего раствора применяют поваренную соль при пропускании через истощенный катионид сверху вниз регенерирующего раствора хлористого натрия наиболее полный обмен ионный натрия на катионы кальция и магния будет происходить в верхних слоях фильтра. В дальнейшем при прохождении по насадке раствора натрий хлор будет возрастать концентрации ионов кальция и магния в растворе при одновременном снижении катионов натрия переходящих в отреогированные слои. По закону действующих масс появлении в растворе катионидов кальция и магния будет конкурировать с катионитами натрия за направление реакции, в то или иное направление, это будет тормозить реакцию справа на лево в результате чего регенерация низких слоев ионитов будет протекать менее интенсивно и менее полно, т.е. некоторое количество катионов кальция и магния останется в ионной атмосфере молекул ионита. если пропустить новую порцию раствора натрий хлор – то это исправит ситуацию, но потребуется повышенный расход соли.