О водоочистке » Регенерация Na-, Н-, ОН- фильтров деионизации
Регенерация Na-, Н-, ОН- фильтров деионизации

Регенерация Na-, Н-, ОН- фильтров деионизации

RSS
Александр
March 6, 2024

В технологии водоподготовки используется два основных процесса для удаления из воды ионизированных примесей: катионирование и анионирование. В зависимости от обменного иона эти процессы и аппараты называют:
* натрий-катионирование (натрий-катионитный фильтр);
* H (водород)-катионирование (H-катионитный фильтр);
* OH-анионирование (OH-анионитныйт фильтр).

Полученная в этих процессах вода соответственно называется:
* Na-катионированная вода;
* H-катионированная вода;
* OH-анионированная вода.

Процесс Na-катионирования используется для умягчения воды. Процессы H- и OH-ионирования реализуются совместно в схемах обессоливания воды.

**Na-катионирование**

Этот процесс применяют для умягчения воды путём фильтрования её через слой катионита в натриевой форме. При этом ионы Ca2+ и Mg2+, обуславливающие жёсткость исходной воды, задерживаются катионитом в обмен на эквивалентное количество ионов Na+. Остаточная жёсткость фильтра при Na-катионировании может быть получена при надлежащих условиях регенерации фильтра на уровне 5 – 10 мкг-экв/дм3, что является определяющим при реализации этого процесса.

Ионный обмен при умягчении ухудшается при наступлении проскока жёсткости, когда истощённый катионит в фильтре необходимо регенерировать. Регенерацию истощённого катионита проводят пропуском через него 6 – 10 % раствором NaCl. Вследствие относительно большой концентрации ионов Na+ в регенерационном растворе происходит замена ими поглощённых ранее катионов Ca2+ и Mg2+.

Для качественной регенерации ионитов расход реагента выбирается с избытком NaCl. При подаче раствора соли в фильтр лучше регенерируется верхний слой катионита, контактирующий со свежим раствором. По мере прохождения раствора в глубинные части катионита условия регенерации ухудшаются вследствие повышения концентрации в регенерационном растворе ионов Ca2+ и Mg2+ вытесненных из верхних слоёв катионита при обеднении реагента ионами Na+. Аналогичное действие проявляется за счёт загрязнения раствора технической NaCl ионами Ca2+ и Mg2+.

Na катионные умягчители

Эффект регенерации катионита повышается с увеличением продолжительности контакта раствора соли с катионитом. Скорость пропуска регенерационного раствора ограничивают пределами 4 - 6 м/ч при высоте слоя катионита 1.5 - 2.0 м.

Циклы регенерации натрий катионитных фильтров:

1. Взрыхление обратным током воды.
2. Пропуск концентрированного регенерационного раствора через фильтрующую засыпку.
3. Прямая промывка — сброс промывной воды и уплотнение загрузки.
4. Заполнение бака для хранения регенерирующего раствора входной водой.

Качество регенерации и длительность фильтроцикла зависят от качества исходной воды и режима эксплуатации.

Натрий-катионные фильтры могут использоваться в системах горячего, холодного водоснабжения и отопления, а также в различных отраслях промышленности. Они обеспечивают длительную работу и высокую эффективность очистки воды от солей жёсткости.

**H-катионирование**
Обработка воды методом H-катионирования предназначается для удаления всех катионов из воды с заменой их на ионы водорода Н+. Вода за H-катионитными фильтрами содержит избыток ионов водорода и вследствие этого имеет кислую реакцию. Поэтому эта технология применяется совместно с другими процессами ионирования — Na-катионированием или анионированием.

Работу фильтра до проскока ионов Na+ или ионов жёсткости зависит от технологической схемы его использования, соответственно изменяется его рабочая обменная ёмкость.

Истощение H-катионита компенсируют регенерацией 1,0 – 1,5 %-ным раствором H2SO4. Регенерация характеризуется следующими реакциями:

* R2Ca + nH+ → 2RH + Ca2+ + (n - 2)H+.
* R2Mg + nH+ → 2RH + Mg2+ + (n - 2)H+,
* RNa + nH+ → RH + Na+ + (n - 1)H+.
Ограничение концентрации раствора H2SO4 связано с возможностью выделения на зернах регенерируемого катионита трудно растворимого CaSO4. Следующим мероприятием для борьбы с загипсовыванием катионита является ограничение времени контакта регенерационного раствора с катионитом, что реализуется на практике увеличением скорости пропуска 1,5% раствора H2SO4 до не менее 10 м/ч.

Значения оптимального удельного расхода серной кислоты в зависимости от содержания в исходной воде Cl- и SO42- ионов, определяющих величину противоионного эффекта, применительно к H-катионитным фильтрам 1 ст. при параллельном токе и противотоке. Помимо экономии серной кислоты, при противотоке снижается содержание её в сбросных регенерационных водах.

Деионизация воды на ионообменных смолах

Анионирование воды ведётся с целью замены удаляемых анионов на ион гидроксила ОН-. При сочетании ОН-анионирования с Н-катионированием происходит удаление из воды как анионов, так и катионов в обмен на ионы ОН- и Н+. Осуществляется химическое (ионитное) обессоливание воды.

Согласно ряду селективности в анионитном фильтре 1 ступени первыми проскакивают в фильтрат ионы Cl-, поэтому время выхода на регенерацию этого фильтра сопоставляют с концентрацией хлоридов; отключение анионитных фильтров 2 ступени на регенерацию проводят на основании контроля фильтрата по кремнекислоте.

Регенерацию анионитных фильтров производят 4%-ным раствором NaOH, при этом происходят следующие реакции:

* RCl + nOH- → ROH + Cl- + (n - 1)OH-,
* R2SO4 + nOH- → 2ROH + SO42- + (n - 2)OH-,
* RHCO3 + nOH- → ROH + HCO3- + (n - 1)OH-.

Избыток щелочи при регенерации слабоосновных анионитов при поглощении ими анионов сильных кислот достаточен в двукратном размере против стехиометрического количества. Для регенерации анионита, насыщенного анионами кремниевой кислоты, требуется повышенный избыток NaOH (n = 10 - 20), обеспечивающий последующее кремнесодержание фильтрата на уровне 0,1 мг/дм3.

Вода используется практически в каждом промышленном процессе, её чистота и качество играют важную роль в производстве. Поэтому к качеству воды предъявляются высокие требования. Вода уникальна по составу в зависимости от источника и практически всегда требует обработки.

Александр
0 comments
No comments yet — your comment may be first.