Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
методичка - ЗіПВ.doc
Скачиваний:
30
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
5.47 Mб
Скачать

2.3. Знезалізнення води катіонуванням

Проводити знезалізнення води з використанням іонного обміну доцільно лише в тих випадках, коли одночасно із знезалізненням потрібне глибоке пом’якшення води, при цьому за допомогою іонного обміну може бути витягнуто тільки залізо, що знаходиться у воді в іонному вигляді. Оброблювана вода по дорозі до катіонітового фільтру не повинна збагачуватися повітрям.

Як катіоніти для знезалізнення води часто використовують катіоніт у натрієвій формі, який регенерується розчином кухонної солі.

Са-катіонування можна застосовувати тільки в тих випадках, коли одночасне пом’якшення води не потрібне, оскільки при обміні іонів заліза з іонами катіоніту концентрація Са в очищуваній воді збільшується. При використанні фільтрів, завантажених Са-катіонітом, протікає наступна реакція:

Са [Кат]2 + FеSО4 = Fе[Кат] + СаSО4.

Регенерують катіоніт хлоридом кальцію.

При застосуванні іонообмінного методу для знезалізнення води не потрібен її контакт з повітрям, оскільки при цьому залізо (II) окислюється в залізо (III), і, отже, утворюється осад Fе(ОН)3. Внаслідок цього швидкість катіонного обміну у фільтрі зменшується.

Метод застосовується при вмісті заліза до 10 мг/дм3. При більшому вмісті заліза воно може видалятися з води аерацією і фільтруванням до катіонування.

2.4. Опріснення і знесолення води іонним обміном

Опріснення і знесолення води іонообмінним методом рекомендується при вмісті у вихідній воді: солей до 150-200, хлоридів і сульфатів – не більше 5 мг/дм3, завислих речовин – не більше 8 мг/дм3, кольоровості – не вище 30 град., перманганатної окислюваності – не більше 7 мгО2/дм3.

Принцип іонообмінного знесолення полягає в послідовному пропусканні солоної води через два роди фільтрів, завантажених відповідно катіоно- і аніонообмінними смолам, з періодичною їх регенерацією кислотою і лугом.

У фільтрі, завантаженому Н-катіонітом, відбувається обмін катіонів, що містяться у вихідній воді, на катіони водню. Одержана Н-катіонована вода проходить через фільтр, завантажений аніонітом у гідроксильній (ОН-) або гідрокарбонатній (НСО3-) формі. У цьому фільтрі відбувається процес обміну аніонів кислот, що містяться у Н-катіонованій воді, на аніони ОН- або НСО3-, які, вступаючи далі у вторинний процес взаємодії з катіонами водню, призводять до деіонізації (знесолення) води. Після виснаження іонообмінної здатності смоли піддають регенерації. Катіоніт регенерується кислотою (H2SO4 або НСl), а аніоніт - лугом або содою (NaOH або Na2CO3).

Протікаючі реакції можуть бути описані наступними рівняннями:

2 Н [Кат] + Са(НСО3)2 = Са [Кат]2 + СО2↑ + Н2О;

2 H [Kaт] + MgSO4 = Mg [Kaт]2 + H2SO4;

Н [Кат] + NaCl = Na [Кат] + HCl;

2 Н [Кат] + Na2SO4 = 2 Na [Кат] + H2SO4;

OH [Aн] + HCl = Cl [Aн] + H2O;

2 OH [Aн] + H2SO4 = SO4 [Aн]2 + 2H2O;

2 OH [Aн] + H2SiO3 = SiO3 [Aн]2 + 2H2O;

CO3 [Aн]2 + H2SO4 = SO4 [Aн]2 + 2H2O + СО2↑;

HCO3 [Aн] + HCl = Cl [Aн] + H2O + СО2↑.

Процес регенерації катіонітових фільтрів у схемі опріснювальних іонообмінних установок складається з чотирьох послідовних операцій:

  1. розпушування іоніту вихідною або частково знесоленою мінералізованою водою від низу до верху з інтенсивністю 3-5 л/с на 1 м2 протягом 20 хв.;

  2. переведення катіонітового матеріалу, виснаженого по кальцію, в натрій-форму шляхом обробки його нейтральними водами регенерацій аніонітових фільтрів;

  3. власне регенерація – пропуск через шар іоніту розчину сірчаної або соляної кислоти з концентрацією від 5 до 10%. Іони водню, що містяться в розчині кислот, заміщують сорбовані катіонітом з води катіони, які переходять в розчин, і обмінна здатність катіоніту відновлюється;

  4. відмивання катіоніту вихідною або частково знесоленою після аніонітових фільтрів водою від продуктів регенерації, що складаються в основному з сульфатів натрію, і від невитраченого регенераційного розчину. Відмивання звичайно проводиться пропусканням води зверху вниз.

Процес регенерації аніонітових фільтрів складається з трьох операцій:

  1. розпушування аніонітових фільтрів пом'якшеною Н-катіонуванням або відмивною водою;

  2. власне регенерація – пропуск розчину їдкого натра або кальцинованої соди з концентрацією 4-5%.

  3. відмивання аніонітових фільтрів від продуктів регенерації.