Очистка воды на ионитных фильтрах (стр. 2 из 2)
2. НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ИОНИТНЫХ ФИЛЬТРАХ
2.1 Натрий-катионитный метод умягчения воды
Натрий-катионитный метод следует применять для умягчения подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5-8 мг/л и цветностью не более 30 град. При натрий-катионировании щелочность воды не изменяется. При одноступенчатом натрий-катионировании общая жесткость воды может быть снижена до 0,05-0,1 г-экв/куб.м, при двухступенчатом - до 0,01 г-экв/куб.м. Объем катионита W(к), куб.м, в фильтрах первой ступени следует определять по формуле
где q(у) - расход умягченной воды, куб.м/ч; Ж(о.исх) - общая жесткость исходной воды, г-экв/куб.м;
- рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании; г-экв/куб.м; n(р) - число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое в пределах от одной до трех.Скорость фильтрования воды через катионит для напорных фильтров первой ступени при нормальном режиме не должна превышать при общей жесткости воды: до 5 г-экв/куб.м - 25 м/ч; 5-10 г-экв/куб.м - 15 м/ч;
Натрий-катионитные фильтры второй ступени следует рассчитывать принимая высоту слоя катионита - 1,5 м; скорость фильтрования - не более 40 м/ч; удельный расход соли для регенерации катионита в фильтрах второй ступени 300-400 г на 1 г-экв задержанных катионов жесткости; онцентрацию регенерационного раствора - 8-12 %.-15 г-экв/куб.м - 10 м/ч.
При обосновании для умягчения воды повышенной минерализации допускается применение схем противоточного или ступенчато-противоточного натрий-катионирования.
2.2 Водород-натрий-катионитный метод умягчения воды
Водород-натрий-катионитный метод следует принимать для удаления из воды катионов жесткости (кальция и магния) и одновременного снижения щелочности воды. Этот метод следует применять для обработки подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5-8 мг/л и цветностью не более 30 град.
Умягчение воды надлежит принимать по схемам: параллельного водород-натрий-катионирования, позволяющего получить фильтрат общей жесткостью 0,1 г-экв/куб.м с остаточной щелочностью 0,4 г-экв/куб.м; при этом суммарное содержание хлоридов и сульфатов в исходной воде должно быть не более 4 г-экв/куб.м и натрия не более 2 г-экв/куб.м. и последовательного водород-натрий-катионирования с "голодной" регенерацией водород-катионитных фильтров; при этом общая жесткость фильтрата составит 0,01 г-экв/куб.м, щелочность - 0,7 г-экв/куб.м; и водород-катионирования с "голодной" регенерацией и последующим фильтрованием через буферные саморегенерирующиеся катионитные фильтры; при этом общая жесткость фильтрата будет на 0,7-1,5 г-экв/куб.м выше некарбонатной жесткости исходной воды, щелочность фильтрата - 0,7-1,5 г-экв/куб.м.
Катионитные буферные фильтры допускается не предусматривать, если не требуется поддержания остаточной жесткости, щелочности и рН в строго определенных пределах.
Следует предусматривать возможность регенерации буферных фильтров раствором технической поваренной соли.
Объем катионита W(н), куб.м, в водород-катионитных фильтрах следует определять по формуле
Объем катионита W(Na), куб.м, в натрий-катионитных фильтрах следует определять по формуле
где Ж(o) - общая жесткость умягченной воды, г-экв/куб.м ; n(p) - число регенераций каждого фильтра в сутки.
- рабочая обменная емкость водород-катионита, г-экв/куб.м; 
рабочая обменная емкость натрий-катионита, г-экв/куб.м; С(Na) - концентрация в воде натрия, г-экв/куб.м.Отработавшие регенерационные растворы ионитных умягчительных установок в зависимости от местных условий следует направлять в накопители, бытовую или производственную канализацию; надлежит также рассматривать возможность обработки концентрированной части вод для их повторного использования. Отработавшие растворы перед сбросом в канализацию после усреднения надлежит при необходимости нейтрализовать. При этом получающиеся осадки карбоната кальция и двуокиси магния следует выделять отстаиванием и направлять в накопитель.
2.3 Опреснение и обессоливание воды
Ионный обмен
Обессоливание воды ионным обменом следует производить при общем солесодержании воды до 1500-2000 мг/л и суммарном содержании хлоридов и сульфатов не более 5 мг-экв/л. Вода, подаваемая на ионитные фильтры, должна содержать, не более: взвешенных веществ - 8 мг/л, цветность - 30° и перманганатную окисляемость - 7 мг О/л. Вода, не отвечающая этим требованиям, должна предварительно обрабатываться. Обессоливание воды ионным обменом по одноступенчатой схеме надлежит предусматривать последовательным фильтрованием через водород-катионит и слабоосновный анионит с последующим удалением двуокиси углерода из воды на дегазаторах. Солесодержание воды, обработанной по одноступенчатой схеме, должно составлять не более 20 мг/л (удельная электропроводность - 35-45 мкОм/см), содержание кремния при этом не снижается. При двухступенчатойсхеме обессоливания воды следует предусматривать: водород-катионитные фильтры первой ступени; анионитные фильтры первой ступени, загруженные слабоосновным анионитом; водород-катионитные фильтры второй ступени; дегазаторы для удаления двуокиси углерода; анионитные фильтры второй ступени, загруженные сильноосновным анионитом для удаления кремниевой кислоты. Солесодержание воды, обработанной по двухступенчатой схеме, должно быть не более 0,5 мг/л (удельная электропроводность 1,6 - 1,8 мкОм/см) и содержание кремнекислоты - не более 0,1 мг/л. При трехступенчатой схемеобессоливания воды, предусматрена третья ступень фильтров со смешанной загрузкой, состоящей из высококислотного катионита и высокоосновного анионита (ФСД). Солесодержание воды, обработанной по трехступенчатой схеме, не должно превышать 0,1 мг/л (удельная электропроводность 0,3 - 0,4 мкОм/см) и содержание кремнекислоты не более 0,02 мг/л.
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективные направления.
А)Сегодня ионитные фильтры нашли широкое применение. В этой области ведётся большая научная работа, в частности изобретён новый способ регенерации ионитных фильтров ,что позволяет повысить экономичность способа. Способ регенерации включает взрыхление промывочной водой слоя ионита и блокирующего слоя , периодическую подачу раствора реагента через слой ионита и гидравлическое зажатие блокирующего слоя локальными потоками, осуществляемое поочередной подачей исходной воды и раствора реагента со скоростью движения локального потока раствора реагента в блокирующем слое, определяемой по формуле
, где vδл - скорость движения локального потока; Vосн - скорость движения раствора реагента в слое ионита; λ - коэффициент равный 4-5; hδл и hосн- - высота соответственно блокирующего и основного слоев.Б)Одна из тенденций современного рынка ионообменных смол – вытеснение полидисперсных смол монодисперсными. Существуют новые разработки на основе технологии UPCORE. К ним следует отнести использование в катионитном фильтре дополнительного слоя крупнозернистого сополимерастирола и дивинилбензола, располагаемого над слоем катионита, что позволяет: использовать более высокие скорости фильтрации и защитить катиониты от загрязнений.
В) Разработана новая технология ионного обмена для получения глубокообессоленной воды – Multrex. Применяя обычную схему H-OH c противоточной регенерацией, можно получить частично обессоленную воду с проводимостью 0,8–2,0 мкСм/см, после чего используются фильтры смешанного действия для получения глубокообессоленной воды качеством 0,2–0,5 мкСм/см. Вода, получаемая потехнологии Multrex, обладает электропроводностью 0,06–0,1 мкСм/см. Новшества системы – использование Н-катионитового фильтра в качестве полировочного для получения глубокообессоленной воды и автоматическая гидроперегрузка полированного слоя смолы в этот фильтр после каждой регенерации ионитной цепочки. Этим достигается высококачественная и экономичная регенерация полировочного фильтра. В России уже используются системы с полировочным Н-фильтром, но без выносной регенерации, а эта технология успешно эксплуатируется на нескольких заводах химической промышленности в Румынии на протяжении 4 лет.