Анионизирано омекотяване на водата
Омекотяване на водата с йонизация на натриев хлорид
Както показва името на този метод за пречистване на водата, той се основава на използването на катионен обменник в Na-формата и анионообменник в C1-формата; регенерацията на двата йонообменника се извършва с разтвор на натриев хлорид (фиг. 20.16).
Фигура: 20.16. Схема натриево-хлорна йонизация на водата
1.4 - подаване на начална и отстраняване на омекотена вода; 2 - филтър за обмен на натриев катион; 3 - хлор-йонообменник или комбиниран натрий-хлорен йонообменник
Йонизацията на хлора се извършва след предварителна натриева катионизация. Обсъдените по-горе реакции протичат върху натриеви катионни филтри и обработената вода омекотява, в нея остават само натриеви соли: NaHC 03, Na 2 S O4, NaCl, NaN O3. Когато натриево-катионизираната вода преминава през силно базичен анионообменник в хлорна форма, протичат реакциите на обмен на аниони, съдържащи се в Na-катионизирана вода, за хлорни йони в анионообменника, а именно:
В резултат на сорбцията на НСОз-йона алкалността на пречистената вода намалява, тя е минимална в началото на работния цикъл и след това постепенно се увеличава. Краят на работния цикъл на хлор-анион обменния филтър се задава чрез увеличаване на алкалността на филтрата до предварително определена стойност.
Практиката показва, че използването на слабо базични анионни обменници в описаната технология на Na - Cl йонизация се оказва невъзможно, тъй като след две или три регенерации с готварска сол, анионообменниците от този тип не възстановяват обменната си способност. Внедряването на тази технология срещна редица други трудности. За да се удължи експлоатационният живот на силно основен анионообменник, например AB-17-8, е необходимо пречистената вода да не съдържа желязо и органични вещества в йонизационните схеми Na - Cl. Двувалентното желязо много често се съдържа в подпочвените води и след това първо трябва да се отложи изходната вода. Повърхностните води, за които е необходима коагулация, за да се отстранят органичните вещества, обикновено се обработват с предварителна обработка на вар, ако е необходимо, за намаляване на алкалността, след което не се нуждаят от йонизация на Na-C1.
Методът на йонизация на натриев хлор трябва да се използва в изключителни случаи, когато съотношението на анионите във водата източник
и общата концентрация на сулфати и нитрати е не повече от 3 mg-eq/l.
В котелните централи обикновено се изисква дълбоко омекотяване на водата, за което се използват два етапа на натриево катионизиране на водата. В случай на Na-C1-йонизация, след натриево-катионитните филтри от първия етап се поставят филтри от втория етап, където натриевата катионизация се комбинира с хлорна йонизация, докато катионитът се зарежда в дъното на филтър, а отгоре е поставен анионит от типа AB-17. В процеса на регенерация на втория етап филтър с разтвор на натриев хлорид, натриевите йони - регенерират катионообменника, а хлорните йони - анионообменника.
Консумацията на сол се приема равна на 100-120 kg/m3 анионообменник. Регенериращият разтвор трябва да се приготви с помощта на омекотена вода. Разходът на вода за почистване е 3-4 м3/м3. Предполага се, че скоростта на филтриране е 15–20 m3/h, броят на филтрите е 2–3. Когато хлорно-анионитният филтър е изключен при алкалност 1,0-1,5 mg-eq/l, средната алкалност за един работен цикъл е много по-ниска. Натриево-хлор-йонообменният филтър се изчислява като натриево-катионообменен филтър от първия етап, а необходимият обем на анионообменната смола се определя при работния капацитет на анионообменната смола за йон НСО3-280 - 300 g-екв./M3. Слоят на анионита във филтъра се приема като минимално необходим, броят на регенерациите е не повече от 2 пъти на ден за всеки филтър. Катионитен слой - като разлика между общата височина на товарния слой R0 и стандартния филтър минус анионитния слой, но не по-малко от 0,5 m.
Твърдостта на омекотената вода е 0,01 mg-eq/l, алкалността е до 0,2 mg-eq/l. Йонообменниците обикновено се регенерират с 5% разтвор на натриев хлорид.
За регенерация на катионообменни филтри от първия етап, отпадъчният разтвор се използва след регенериране на филтри от II етап.
Обемът на анионообменника във втория етап филтри
При инсталации с капацитет от 5 до 50 м3/ч методът за омекотяване на натрий-хлор-йон обмен има редица предимства в сравнение с метода за обмен на водород-натрий-катион: консумира се само един реагент - трапезна сол не е необходима киселинна промишленост, не се изисква антикорозионна защита на оборудване, тръбопроводи и специални фитинги. Броят на оборудването е намален, контролът върху работата и работата на омекотителя за вода е опростен. Недостатъкът на този метод е увеличаването на хлоридите в омекотената вода с количество, еквивалентно на нейната алкалност.
Омекотяване на водата с амониева йонизация
йонизация за омекотяване на водата
По време на амониевата катионизация пречистената вода се филтрира през слой катионообменник, регенериран с амониеви соли NH 4 C 1 или (NH 4) 2 S 04. Амониевият йон, съдържащ се в катионообменника, се заменя за катиони Ca (II), Mg (II), Na (I), присъстващи в естествена вода, следните реакции протичат отляво надясно:
Както се вижда от обменните реакции, във филтрата се образуват амониеви соли, съответстващи на анионите, присъстващи във водата. Амониево-катионизираната вода омекотява и нейната алкалност има същата стойност като тази на първоначалната вода.