Лабораторная работа № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ Na – КАТИОНИТОВЫХ ФИЛЬТРОВ

Цель работы: изучить схемы химводоочистки, лабораторное оборудование, позволяющее умягчить жесткую (сырую) водопроводную воду; изучить порядок работы каждого режима работы Na-катионитового фильтра: произвести рабочие режимы очистки, взрыхления, peгeнерации.

1. Общие сведения

Химические катионитовые водоочистки служат для получения умягченной воды, используемой для подпитки котлов и теплосети. Смягчение воды происходит путем фильтрования сырой воды через слой специального материала, называемого катионитом и имеющего свойство поглощать из воды катионы кальция и магния, обуславливающие жесткость воды и заменять их на ионы натрия.

Одним из наиболее распространенных в настоящее время катионитовых материалов являются сульфоуголь и смола КУ-2.

Процесс умягчения исходной воды при фильтровании ее через слой катионита называется катионированием, а сам аппарат, в котором происходит катионирование воды, - катионитовыми фильтрами.

2. Принцип работы водоподготовительных установок.

Выбор водоподготовительной установки для отопительной и отопительно-производственной котельной и тепловых сетей обуславливается требованием к качеству питательной и подпиточной воды. Для рассматривания систем теплоснабжения исходной, как правило, служит питьевая вода городского водопровода. Поэтому в схемах водоподготовки осветлительные установки отсутствуют.

Наибольшее распространение получила схема последовательного Nа-катионирования с так называемой "голодной"' регенерацией Н - катионитовых фильтров. Благодаря регенерации недостаточным ("голодным") количеством кислоты получают частично умягченную воду (с небольшой остаточной щелочностью), которую после декарбонизаторов доумягчяют на Na - катионитных фильтрах. В Мордовии используются в основном только Na - катионитовые фильтры. Такая схема химводоочистки использующая Nа - катионитовые фильтры показана на рис. 1. (Приложение)

3. Процесс обработки воды протекает таким образом.

Исходная вода от подогревателя поступает на Н - катионитный фильтр, где она фильтруется через слой вещества, способного к обмену катионами, называемого "катионитом".

В результате прохождения воды через слой катионита происходит обмен катионов (положительно заряженных частиц) кальция и магния на катион водорода, при таком обмене катионами карбонатная жесткость разрушается с образованием свободной углекислоты. Из Н - катионитных фильтров кислая вода поступает и декарбонизаторную установку, где углекислота удаляется из обрабатываемой воды путем продувки ее воздухом, подаваемым вентилятором. Вода из бака забирается насосом и двумя потоками направляется: один поток в деаэратор подпиточной воды тепловых сетей , для которых не требуется удаление солей постоянной жесткости, а карбонатная жесткость допускается до 0,7-1,5 мг-экв/кг; другой поток декар6онизированной воды поступает для дальнейшего умягчения на Nа - катионитные фильтры первой и второй ступени. В этих фильтрах происходит процесс замещения катионов кальция и магния, содержащихся в воде, на катионы натрия, находящиеся в катионитном веществе. В результате такого обмена катионами вместо сульфатов и хлоридов кальция и магния (постоянной

жесткости) образуются легкорастворимые, не обладающие способностью к накипеобразованию глауберовая и поваренная соли. Пройдя Nа - катионитний фильтр второй ступени, умягченная вода направляется в деаэратор питательной воды.

Обмен катионами происходит в строго эквивалентных (равнозначных) количествах. Вот почему процесс обмена между катионами в фильтре происходит до тех пор, пока катионит не истощится, т. е. перестанет умягчать воду. Для восстановления обменной способности катионита необходимо удалить из него удержанные им катионы кальция и магния, что делается путем так называемой регенерации (восстановления) первоначальных свойств катионита.

Регенерация состоит в том, что через слой истощенного катионита пропускается: для Н-катионитовых фильтров 1 - 1,5 % - ный раствор серной кислоты, а для Na-катионитовых фильтров 5 — 10 % - ный раствор поваренной соли.

Для регенерации Н - катионитовых фильтров используется серная кислота, которая со склада поступает в мерник, откуда она при помощи эжектора подается в фильтры. Для регулирования количества подаваемой кислоты предусмотрен поплавковый регулятор постоянного уровня кислоты. Промывка Н - катионитных фильтров производится через бак промывочной водой. Регенерация Nа - катионитных фильтров производится крепким раствором поваренной соли, который со склада подается в расходный бак, откуда при помощи эжектора поступает в Na - катионитные фильтры. Для промывки этих фильтров предусмотрен промывочный бак.