4.4 Методика лабораторных опытов по химическому обессоливанию воды

Эксплуатация ионитных фильтров состоит из операции взрыхления,

регенерации, водной промывки и ионирования (ионообменного фильтрования).

4.4.1 Взрыхление ионообменных материалов осуществляют обратным потоком воды, а при отсутствии такой возможности перемешиванием ионитов с помощью стеклянной палочки.

4.4.2 Регенерация катионита осуществляется 1-1,5 % раствором серной кислоты H₂SO₄ или 5-6 % раствором соляной кислоты HCl. Для этого 100 см³ регенерационного раствора заливают в фильтр, заполненный водой до верхнего уровня катионита, и медленно пропускают раствор кислоты через слой.

4.4.3 Регенерация анионита осуществляется 4-5 % раствором едкого натра NaOH. Для этого 100 см³ раствора щелочи пропускают через слой анионита аналогично.

4.4.4 Промывку ионитов производят очищенной (ионированной или обессоленной) водой. Окончание отмывки ионитов контролируют с помощью кислотно-щелочных индикаторов. Для катионита – по переходу розовой окраски промывочной воды с метиловым оранжевым в оранжевую. Для анионита – по исчезновению малиновой или розовой окраски промывочной воды с фенолфталеином.

4.4.5 После окончания промывки ионитов производят сборку установки согласно принципиальной схеме, показанной на рисунке 3, с помощью резиновых шлангов, стеклянных трубок и зажимов. Перед соединением входного участка шланга с водопроводным краном последний продувают водой.

4.4.6 Ионирование производят следующим образом: приоткрывают зажимы на выходных участках шлангов и открывают подачу воды на вход Н-катионитного фильтра. Обрабатываемую воду пропускают со скоростью 15-20 см³/мин, не допуская осушения ионитов. Первую порцию фильтрата (около 100 см³) отбрасывают, следующую – объемом 250-500 см³ собирают в чистую посуду и анализируют, определяя общую жесткость, удельную электропроводимость и солесодержание. Параллельно анализируют исходную воду. Результаты анализа заносят в таблицу аналогичную таблице 4.

На основании полученных результатов анализа делают выводы о качестве частично обессоленной воды и эффективности очистки воды на одноступенчатой обессоливающей установке.

4.4.7 Для отключения установки закрывают водопроводный кран и зажимы на резиновых шлангах.

4.7 Методика лабораторных опытов по умягчению воды Na-катионированием.

Эксплуатация Na-катионитных фильтров состоит из операции взрыхления, регенерации, водной промывки и катионирования (фильтрования).

4.7.1 Взрыхление ионообменного материала осуществляют обратным потоком воды или перемешиванием катионита с помощью стеклянной палочки.

4.7.2 Регенерация катионита осуществляется 6-8 % раствором хлористого натрия NaCl. Для этого 100 см³ регенерационного раствора заливают в фильтр, заполненный водой до верхнего уровня катионита, и медленно пропускают раствор соли через слой.

4.7.3 Промывку катионита производят очищенной (катионированной) водой. Окончание отмывки контролируют с помощью раствора азотнокислого серебра – по отсутствию помутнения пробы промывочной воды.

4.7.4 После окончания отмывки производят сборку установки согласно схеме, показанной на рисунке 6, с помощью резиновых шлангов, стеклянных трубок и зажимов. Перед соединением входного участка шланга с водопроводным краном последний продувают водой.

4.7.5 Катионирование производят следующим образом: приоткрывают зажимы на выходных участках шлангов и открывают подачу воды на вход Na-катионитного фильтра 1-ой ступени. Обрабатываемую воду пропускают последовательно через фильтры первой и второй ступени со скоростью 15-20 см³/мин, не допуская осушения катионита. Первую порцию фильтрата (не менее 100 см³) отбрасывают, следующую – объемом 250-500 см³ собирают в чистую посуду и анализируют, определяя общую жесткость воды. Параллельно анализируют исходную воду. Результаты анализов заносят в таблицу.

4.7.6 Для отключения установки закрывают водопроводный кран и зажимы на резиновых шлангах.

На основании полученных результатов анализа делают выводы о качестве умягченной воды и эффективности ее очистки воды на двухступенчатой Na-катионитной установке.

4. Контрольные вопросы

Вопросы по работе «Коагуляция примесей воды сернокислым алюминием»

1. Какие вещества относят к грубодисперсным и коллоидным примесям?

2. Перечислите элементы структурного состава коллоидной мицеллы.

3. Чем объясняется агрегативная устойчивость коллоидной системы?

4. За счет чего происходит укрупнение частиц при коагуляции?

5.Что понимают под коагуляцией примесей воды?

6.Какие реагенты используются в качестве коагулянтов?

7.Какими стадиями характеризуется процесс коагуляции?

8.Как влияет рН на эффект коагуляции?

9.Наличие какого иона в воде является необходимым условием для обеспечения гидролиза коагулянта?

10.Почему при коагуляции увеличивается содержание сульфат-ионов в обработанной воде?

11.Изменяется или нет содержание кальция и магния при коагуляции солями алюминия или железа?

12.На какую величину снижается щелочность воды при коагу­ляции?

13.Как определить оптимальную дозу коагулянта?

14.В каких единицах измеряют дозы коагулянта и флокулянта?

15.Как изменится качество воды после коагуляции?

Вопросы по работе «Электрокоагуляция примесей воды»

1.Какой процесс лежит в основе электрокоагуляции?

2.Почему целесообразнее вводить в обрабатываемую воду ионы алюминия или железа без анионов? Как это достигается?

3.Назначение электрокоагуляции.

4.За счёт чего при электрокоагуляции снижается содержание соединений кремния‚ железа и окисляемость воды?

5. Какие факторы влияют на скорость и интенсивность процесса электрокоагуляции?

6.Изменяется ли рH воды при электрокоагуляции? Поясните ответ.

7.От каких факторов зависит скорость растворения алюминиевого анода и скорость диффузии алюминия в объёме воды?

Вопросы по работам «Химическое обессоливание воды», «Умягчение воды Na-катионированием», «Умягчение воды Na-Cl-ионированием».

1.Что представляют собой иониты?

2.Назначение Н-катионирования.

3.Какие функциональные группы придают материалу смолы свойства катионитов?

4.Какую реакцию среды приобретает фильтрат после Н-катионитного фильтра?

5.Какими свойствами определяется качество ионитов?

6.Что означает термин «обратимость» ионного обмена?

7.Какие виды обменной емкости принято различать при эксплуатации ионитов?

8.В чем заключается понятие «эквивалентности» ионного обмена?

9. Дайте определение рабочей обменной емкости.

10.Какие требования предъявляются к ионитам?

11.В чем заключается процесс Na-катионирования?

12.Какие функциональные группы придают материалу смолы свойства анионитов?

13.Чем объясняется способность ионитов к ионному обмену?

14.Назначение анионирования.

15.В чем состоит процесс химического обессоливания?

16.Может ли Н-катионированная вода использоваться для питания паровых котлов?

17.Чем отличается процесс ионного обмена от адсорбции?

18.В чем состоит сущность ионного обмена?

19.Что называют селективностью ионита?

20.Как производится регенерация ионитных фильтров?

21.Из каких операций состоит эксплуатация ионитных фильтров?

22.В чем заключается различие между частичным, глубоким и полным химическим обессоливанием?

23.В чем заключается метод Na-Cl ионирования?

24.Какие схемы ионирования используют при подготовке воды для паровых котлов разных давлений?

25.Как изменяется качество обессоленной воды по ступеням ионирования?

22