13. Основы процесса умягчения воды методом ионного обмена. Технологические схемы h-Na катионирования.
Процесс ионного умягчения воды применяется как правило на стадии глубокого умягчения воды прошедший предварительное реагентное умягчение. Процесс обработки воды методом ионного обмена., в результате которого происходит обмен катионов наз. катионированием.
Процесс основан на явлении ионного иобмена , сущность которого состоит в способности ионнообменных материалов поглощать из воды положительные ионы в обмен на эквивалентное количество ионов катионита. Каждый катионит обладает обменной емкостью, выражающейся количеством катионитов, который катионит может обменять в течении фильтроцикла.
Различают полную и рабочую обменную емкость катионита. Полная обменная емкость - то количество катионитов Са и Мg,которое может задержать 1м3 катионита, находящегося в рабочем состоянии дого момента, когда жесткость фильтрата сравнивается с жесткостью исходной воды.
Рабочая обменная емкость катионита- то количество катионов Са и Мg , которое задерживает 1м3 катионита до момента “проскока” в фильтрат катионов солей жесткости.
Обменную емкость, отнесенную ко всему объему катионита, загруж. в фильтр наз. емкостью поглащения фильтра.
Через некоторое время работы фильтра наблюдается 3 зоны: работающего, источенного, свежего катионита.
Жесткость фильтрата будет постоянной до момента совмещения нижней границы зоны умягчения с нижним слоем катионита. В момент совмещения начинается “проскок” катионитов Са и Мg и увеличение остаточной жесткости пока она не станет равной жесткости исходной воды, что свидетельствует о полном истощении катионита.
По счерпании рабочей обменной способности катионита его подвергают регенерации, т..е. восстановлению обменной емкости истощенного ионнообменника путем пропуска раствора поваренной соли NaCl или серной кислоты H2SO4 .
Одноступенчатое Nа- катионирование - метод применяют для умягчения подземных и поверхностных вод с содержанием взв. веществ не более 5-8 мм/с и цветности до 30 град. Жесткость снижается до 0,05-0,1мг-экв/л.
На регенерацию затрачивается около 2 часов, из них на взрыхление 10-15 мин., на фильтрование 25-40 мин., на отмывку 30-60 мин.
Высота слоя катионита в фильтрах 1-ой ступени применяют в зав-ти от жесткости умягченной воды 2-2,5м.
После спуска водной подушки катионит регенерирует фильтрованием через него раствора техн. поваренной соли.
Двухступенчатое Nа- катионирование применяется более глубокого умягчения воды, а также в целях экономии соли и увеличение фильтроцикла .
Вода в 1 ступени подвергается умягчению до остаточной жесткости 0,4 мг-экв/л , пройдя 2 ступень жесткость снижается до 0,01 мг-экв/л. Высоту слоя катионита применяют 1,5м.
Н- Na- катионирования применяется для умягчения вод, содержащих не более 5-8 мг/л взв. веществ и цветность не более 30 град.
Приимущество этого метода в том ,что смешивая кислый фильтрат после Н- кат. фильтров со щелочным фильтратом можно получить умягченную воду с раэличной щелочностью.
При параллельном H-Na-кат. 1 часть пропускают через Н-кат. фильтр, др. через Na- кат. ,а затем оба потока смешивают.
При последовательномH-Na-кат часть воды пропускают через Н-кат фильтры, затем смешивают её с остальной водой и полученную смесь пропускают через дегазатор для удаления СО2.После этого воду подают на Na-кат.фильтры.
Н- катионитовый фильтр, 2- Na- катионитовый фильтр, 3- дегазатор, 4- приемный резервуар, 5- резервуар сбора глубокого умягчения, 6 –насос подачи умягченной воды потребителю, 7,9- резервуары сбора промывных вод с фильтров, 8- насос подачи промывных вод на взрыхление, 10- вакуум- насос, 11- насос подачи воды на фильтры
----0--- - трубопровод подачи осветленной воды,
----К1--- - канализационный трубопровод
-----КС--- подача раствора кислоты на H-катион. фильтры
-----Р1--- подача раствора соли на Na- катион. фильтры