Катионитные материалы

В настоящее время широкое применение нашли катиониты: сульфоуголь, КУ-1, КУ-2, КУ-2-8, вофатит, амберлайн и др.

Сульфоуголь получается путем обработки коксующегося угля дымящейся серной кислотой. Остальные катиониты являются синтетическими смолами.

Катиониты характеризуются рядом показателей их качества, из которых основными являются: рабочая обменная емкость, фракционный состав (размер зерен), насыпная масса, коэффициент набухания, термостойкость и др.

Наиболее важным показателем является рабочая обменная емкость катионита.

Рабочая объемная обменная емкость катионита определяется количеством катионов (в г-экв), поглощенных единицей объема материала (1м³) – г-экв/м³ или мг-экв/м³.

Характеристики катионитов

Катионит	Размер зерен, мм	Насыпная плотность, т/м3		Коэф-фициент набухания	Объемная обменная емкость Ераб, г-экв/м3	Термо-стойкость, ºС
		сухая	влажная
КУ-1	0,3-1,5	0,63	0,45	1,4	450-540	40-50
КУ-2	0,3-0,5	0,71	0,5	1,42	750-900	60
сульфо-уголь	0,3-0,7 0,5-1,2	0,65	0,55	1,25	250-350	40

Назначение и устройство катионитного фильтра

Фильтр служит для умягчения воды и представляет собой цилиндрический сосуд с двумя сферическими днищами. В нижней части находится бетонная подушка, на которую укладывается нижнее распределительное устройство (нижний дренаж). Оно может выполняться колпачкового или щелевого типа. Колпачки бывают металлические, пластмассовые, фарфоровые, фаянсовые. Ширина щели колпачка 0,2-0,4 мм. Нижнее распределительное устройство служит для вывода умягченной воды из фильтра, вывода продуктов регенерации, подачи воды для взрыхления. Сверху насыпается слой подстилочного материала высотой 150-200 мм, диаметр зерен 1-2 мм. Подстилочным материалом может служить мраморная крошка, дробленый антрацит. На подстилочный материал насыпается катионит. Между верхним слоем катионита и верхним днищем пространство, которое во время работы фильтра заполнено водой, называемое водяной подушкой. Оно служит для увеличения катионита в объеме при взрыхлении.

В верхней части находится верхнее распределительное устройство, выполненное в виде воронки или крестовины из труб с отверстиями диаметром 1,2-1,5 мм. Служит для распределения воды по всему сечению фильтра.

Снаружи два люка:

верхний - для загрузки катионита в фильтр, для осмотра и ремонта верхнего распределительного устройства;

нижний – для выгрузки катионита из фильтра, для загрузки и выгрузки подстилочного материала, для осмотра и ремонта нижнего дренажа.

В верхней части фильтра имеется воздушник для удаления воздуха из фильтра, на входе и выходе воды из фильтра установлены пробоотборники и манометры.

Выбор схемы умягчения воды при Na-катионировании

При жесткости сырой воды менее 5 мг-экв/кг строят одноступенчатую схему умягчения воды.

Сырая вода поступает в Na-катионитный фильтр, умягчается и подается в деаэратор или питательный бак.

Если жесткость сырой воды более 5 мг-экв/кг, то глубокого умягчения воды по этой схеме достичь нельзя. Для получения глубоко умягченной воды строят двухступенчатую схему умягчения воды. В этом случае вода поступает в Na-катионитный фильтр I ступени, умягчается и для более глубокого умягчения подается в Na-катионитный фильтр II ступени, а затем в питательный бак или деаэратор. При двухступенчатом умягчении воды жесткость воды длительное время находится в пределах 0,005-0,01 мг-экв/кг.