10. Експлуатація іонітних установок

Експлуатація іонітних фільтрів зводиться до послідовного проведення наступних операцій: розпушування, регенерація, відмивання і зм'якшування. Задачею експлуатації іонітних фільтрів є правильне проведення зазначених операцій, що забезпечує максимальну робочу обмінну ємність фільтрів при заданій якості хімічно обробленої води.

Операція взрихляючої промивки має на меті усунути ущільнення злежалася маси іоніту і тим самим забезпечити більш вільний доступ регенераційного розчину до зерен іоніту. Крім того, при цьому здійснюється видалення з фільтра накопичуються в шарі іоніту дрібних частинок, що вносяться недостатньо освітленої пом’якшується водою і розчином реагентів, а також утворюються внаслідок поступового руйнування іоніту в процесі експлуатації фільтра. Розпушування іоніту проводиться промивочною водою, зібраної за попередньої регенерації фільтрів. Вода для розпушення подається самопливом з бака, розташованого вище фільтра, або за допомогою спеціального насоса з бака, розташованого внизу. Інтенсивність розпушення, забезпечує приведення у зважений стан всієї маси іонітних матеріалу, залежить від виду іоніту і діаметра його зерен. Тому для кожного іоніту в процесі експлуатації встановлюється загальна інтенсивність розпушування. Для органічних іонітів інтенсивність розпушування коливається в межах 2,8-3 л / (сек/м ). По закінченні операції розпушування в іонітних фільтрів подається регенераційний розчин, який проходить зверху вниз крізь шар іоніту. Продукти регенерації прямують в дренаж.

Режим регенерації виснаженого катіоніту може тоді вважатися оптимальним, коли при мінімальних витратах регенеруючої речовини забезпечується глибоке пом'якшення води при достатньо високій робочій ємності катіоніту. Зазвичай при регенерації Na-катіонітного фільтра через нього пропускається 5-10%-ий розчин кухонної солі зі швидкістю 3-4 м / ч. При цьому оптимальна витрата солі приймається в 3,5 рази більше теоретично необхідної кількості її.

Відновлення обмінної здатності виснаженого Н-катіоніту проводиться регенерацією його сірчаною кислотою з концентрацією розчину 1 -1,5% - При концентрації H2SO4, що перевищує 2%, створиться небезпека за-гіпсування зерен катіоніту. Регенераційний розчин кислоти пропускається через фільтр зі швидкістю 9 - 10 м / ч. Слід зазначити, що при малих швидкостях пропускання 1 - 1,5%-ого розчину сірчаної кислоти також створюється небезпека відкладення гіпсу на зернах катіоніту.

Питома витрата сірчаної кислоти на регенерацію Н-катіонітних фільтрів залежить від сумарного вмісту хлоридного і сульфатного іонів в пом’якшеній воді і становить 75-225 г / г-екв для фільтрів першого ступеня і 70 г / г-екв для фільтрів другого щабля.

По закінченні регенерації катіоніту проводиться відмивання катіоніту від регенеруючого речовини і продуктів регенерації, що залишилися в рідині, що заповнює пори між зернами катіоніту. Відмивання зазвичай проводиться прозорою коагульованої або артезіанською водою.

В цілях зниження витрати води на власні потреби катіонітних фільтрів, а також зменшення витрати солі або кислоти на регенерацію відмивальна вода спочатку спускається в дренаж, а потім частина її, що містить відому кількість ще не використаної води або кислоти, направляється в спеціальний бак, з якого відмивальна вода в подальшому повторно використовується для розпушення шару при черговій регенерації фільтра. Відмивання катіоніту закінчується, коли загальна жорсткість відмиваюча води не перевищує 50 мкг-екв/кг, а концентрація хлоридів перевищує вміст їх у помякшеній воді не більше ніж на 30 - 50 мг / кг.

При повторному використанні відмивальної води питома витрата води на регенерацію Na-катіонітних фільтрів становить 4,3-5 м3, а на регенерацію Н-катіонітних фільтрів 6,2-7 м3 на кожний кубометр завантаженого матеріалу проти відповідно 5,1-6, 5 і 7-7,8 м3/м3 без використання відмивальної води для розпушення.

Після закінчення відмивання фільтр включається в роботу по зм'якшенню води. Для повноти використання робочої ємності катіоніту доцільно дотримуватися лінійної швидкості фільтрування пом’якшувальної води в межах 15-20 м / ч. Тимчасове збільшення швидкості фільтрування допускається до 25-40 м / ч в основних і до 50 м / год в бар'єрних фільтрах.

Кагіонітні фільтри відключаються на регенерацію, коли в пом'якшеній воді з'являється жорсткість, що перевищує 35 мкг-екв/кг. Зазвичай прагнуть забезпечити продовжуваність робочого циклу катіонітного фільтру не менше 6-8 ч.

Знаючи робочу ємність поглинання катіоніту, а також середню продуктивність фільтра і жорсткість надходить на фільтр води, можна визначити тривалість роботи фільтра в годинах між регенерації (між регенераційний період)

В процесі експлуатації катіонітних установок іноді спостерігаються зменшення робочої обмінної ємності катіоніту і погіршення показників роботи фільтрів. Зниження робочої обмінної ємності може відбуватися внаслідок відкладення карбонату кальцію на зернах катіоніту на установках з попереднім вапнуванням з нестабільною після вапнування водою. Для відновлення робочої обмінної ємності фільтра необхідно видалити відкладення, що утворилися на зернах катіоніту шляхом промивання його розчином соляної кислоти. У деяких випадках обмінна ємність катіоніту знижується внаслідок нерівномірного фільтрування води по площі фільтра через утворення в шарі катіоніту місцевих ущільнень або нерівномірного скупчення забруднень, що погіршують гідродинаміку фільтруючого шару.

В умовах експлуатації як іонітних, так і висвітленістю фільтрів іноді виникає необхідність вивантаження фільтруючого матеріалу для огляду або ремонту дренажного пристрою, після чого необхідно знову завантажувати фільтр. Ці процеси механізовані із застосуванням гідроперегрузки. Для цієї мети на водо-підготовчих установках передбачається установка порожнього резервного фільтра, який призначається для використання при гідроперегрузках іонітних і освітлювальні фільтрів у якості вільної ємності.

Експлуатація Н-катіонітних фільтрів знесолюючих установок проводиться так само, як і в Н-Na-катіонітних водоумягчітельних установках, але з відключенням на регенерацію не але проскакування жорсткості, як в умягчітельних установках, а по проскакування іонів натрію; так як поява їх в фільтраті збігається з пониженням кислотності П-катіоніруваної води, до Н-катіонні фільтри першого ступеня відключаються на регенерацію в момент пониження кислотності фільтрату, Н-катіонітние фільтри другого ступеня відключаються на регенерацію за обсягом фільтрату, тобто після пропуску ними заданої кількості води.

Аніонітні фільтри першого ступеня, завантажені слабоосновними аніоніти, можуть регенеруватися будь натровий лугом NaOH, Na2CO3, NaHCO3

Тому аніонітні фільтри першого ступеня в схемах повного хімічного знесолювання в цьому випадку повинні включатися перед декарбонізатор, щоб забезпечити видалення СО₂ з обробленої води. При регенерації цих фільтрів їдким натром вони можуть включатися й після декарбонізатора. Обескремніювані аніоніти повинні регенеруватися тільки їдким натром. В результаті чого починає діяти протиіонітовий ефект. Розчин аміаку також непридатний для регенерації обескремнівающіх аніоннтов внаслідок недостатності його лужних властивостей. За якщо аніоніт призначений тільки для видалення аніонів сильних кислот (в аніонітних фільтрах третього ступеня), регенерація його розчином аміаку виявляється ефективною.

Список використаних джерел:

1. Технический справочник по обработке воды: в 2 т. Т. 1 : пер. с фр. — СПб.: Новый журнал, 2007.

2. Фрог Б. Н., Левченко А. п. Водоподrотовка: Учебн. пособие для вузов. М. Издательство Mгy, 1996 r. 680 с;

3. Органолептическая оценка качества воды. Перевод з англ. З.Н. Макаренко, М. - 1984.

4. Кульський Л.А. Основы химии и технологии вод.-К. - 1991. -  568 с.