Параллельное водород-натрий- катионирование
При параллельном водород-натрий-катионировании обрабатываемая вода разделяется на два потока, каждый из которых пропускается через водород- или натрий-катионитные фильтры. В каждом из потоков вода умягчается до остаточной жесткости фильтрата около 0,1 мг-экв/л, после чего кислая (кислотность эквивалентна некарбонатной жесткости) водород-катионированная вода смешивается со щелочной натрий-катионированной водой (щелочность эквивалентна щелочности исходной воды), происходит реакция нейтрализации:
NaHC03 + НС1→NaCl + Н20 + С02 ;
2NaHC03 + H2S04 →Na2S04 + 2 Н20 + 2 С02 .
Образовавшаяся свободная углекислота удаляется из обрабатываемой воды путем продувки воздухом в декарбонизаторе. При параллельном водород-натрий-катионировании можно получать остаточную щелочность обрабатываемой воды около 0,35 мг-экв/л. Схема обработки воды путем параллельного водород- натрий-катионирования приведена на рис. 3
Схема параллельного водород-натрий-катионирования.
1— исходная вода; 2 ~ водород-катионитные фильтры; 3 — натрий-катионитные фильтры; 4 — ершовый смеситель; 5 — кислая водород-катионированная вода; 6 — щелочная натрий-катионированная вода; 7 — декарбонизатор; 8 — вентилятор к декарбони- затору; 9 — бак декарбонизированной воды; 10 — насос декарбонизированной воды; 11 — химически очищенная декарбонизированная вода.
Декарбонизированная вода, если не требуется глубокого умягчения, используется, например, для подпитки тепловых сетей, либо подвергается второй ступени натрий-катионирования.
Схему параллельного водород- натрий-катионирования следует применять только в тех случаях, когда невозможно применить водород-катионирование с «голодной» регенерацией, так как при ее осуществлении будут иметь место сброс кислых стоков при регенерации и Значительно больший расход кислоты (в 1,5—2 раза более теоретического) .
Водород-катионирование в схемах химического обессоливания
В схемах химического обессоливания водород-катионитные фильтры используются для выполнения различных задач; при этом может осуществляться одно-, двух- и трехступенчатое водород-катионирование.
В зависимости от требований к качеству обессоленной воды изменяется и проведение процесса водород-катионирования. Так, при необ ходимости частичного обессоливания водород-катионирование можно вести в одну ступень до «проскока» катионов жесткости Са2+ и Mg2+; при необходимости более глубокого обессоливания требуется двух- или трехступенчатое водород-катионирование. Одноступенчатое водород-каионирование с удалением Са2+, Mg2+ и Na+ при использовании в качестве катионита сульфоугля нецелесообразно, так как при работе фильтра до «проскока» Na+ требуется большой расход кислоты на регенерацию и воды на отмывку катионита. При использовании сульфоугля экономичнее двухступенчатая схема водород-катионирования. В этом случае первая ступень работает до «проскока» катионов жесткости Са2+ и Mg2+, при этом на ней в два с лишним раза увеличивается рабочая емкость поглощения катионита, расход кислоты принимается 70—75 г/г-экв, а вторая ступень работает до «проскока» катионов Na+ и регенерируется большим избытком кислоты, что позволяет в значительной степени сократить расходы кислоты и воды на регенерацию.
При использовании в качестве водород-катионита высокоемких катионитов типа КУ-2 возможно проведение водород-катионирования до «проскока» катионов Na+ в одну ступень без практического ухудшения условий регенерации.
При водород-катионировании высокоминерализованных вод с содержанием анионов сильных кислот более 5 мг-экв/л следует вести процесс в противоточных водород-катионитных фильтрах или осуществлять ступенчато-противоточное катионирование. Ступенчато-противоточное катионирование осуществляется в двух последовательно работающих фильтрах (двухэтажных): первой и второй ступени катионирования.
На регенерацию отключаются одновременно оба фильтра (обе ступени). Регенерационный раствор (и отмывка) ведется одним раствором— вначале второй ступени, а затем первой.