Инженерное оборудование

Инженерное оборудование зданий и сооружений

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

— фильтрование воды через гранулиров. катеонит, представляющий собой полимерную нерастворимую в воде к-ту, способную вступать в ионный обмен с растворенными в воде солями кальция и магния, сорбируя их ионы из р-ра и отдавая в р-р эквивалентное кол-во катионов, к-рыми катионит насыщается при регенерации. Умягчение воды катионированием осуществляется гл. обр. с применением Na-, H- и NHU- форм катионитов. Освоение технологии началось с использования в качестве катионитов неорганич. ионообменных материалов — минер, природных (глауконит) и синтетич. алюмосиликатов — пермутитов. В дальнейшем для практич. целей стали использовать также природные органич. в-ва: гумус, торф, уголь. В настоящее время в нашей стране применяют в осн. сульфокатиониты (сульфоуголь, катиониты КУ-2-8, КУ-1 и КУ-23), а также карбоксильные катиониты,к-рые пригодны для умягчения воды с высоким содержанием солей (вплоть до морской). Сульфокатиониты содержат способные к обмену катионов активные сульфог-руппы — S03" (КУ-2-8), карбоксильные катиониты — активные карбоксильные группы — СОО\ Степень ионизации активных групп, обусловленная их хим. природой, определяет возможный режим эксплуатации катионов. Сильноионизов. катиониты (сильнокислотные), напр. сульфокатиониты, способны к обмену в годных р-рах с широким интервалом значений рН. Слабоионизов. катиониты (слабокислотные), напр. карбоксильные, могут обменивать .ионы водорода на металл только в щелочных и лишь отчасти нейтральных р-рах. Число активных ионоген-иых групп в единице массы (объема) катионита определяет его обменную емкость. Процесс Умягчение воды катионированием проводят по следующей технологии. Осветленная вода фильтруется через катионит в Na-, H- или NH4- форме.

Контроль за содержанием катионов жесткости в умягченной воде осуществляют титрованием трилоном Б. По обнаружении проскока катионов жесткости в фильтрат процесс умягчения прекращают и переключают фильтр на регенерацию.

Перед этим слой катионита взрыхляют, пропуская в течение 15 — 30 мин воду снизу вверх, затем на фильтр сверху вниз либо снизу вверх подают реге-нерац. р-р.

По окончании регенерации слой катионита промывают осветленной водой для удаления остатков продуктов регенерации, после чего начинают новый цикл умягчения. Na- катионирование по традиц. технологии производят на сульфо-угле или катионите КУ-2-8 с регенерацией их р-ром натриевой соли. Возможно применение карбоксильных катионитов, однако при этом требуется двухступенчатая регенерация — сначала р-ром к-ты, затем едким натром. В процессе умягчения воды Na-катионированием содержание кальция и магния в воде может быть снижено до весьма малых значений. Общая щелочность при этом не изменяется, сухой остаток несколько возрастает в результате замещения в воде одного иона кальция, имеющего атомный вес 40,08, на два иона натрия (атомный вес 2 х 22,99 « 45,98). В традиц. технологии Na-катионирования для регенерации применяют техн. повар. соль как наиболее дешевый и недефицитный продукт. Разработан также режим регенерации катионита сульфатом натрия. Возможно применение и др. растворимых соединений натрия.

При регенерации катионита р-ром

кислоты активные (способные к обмену)

катионы катионита замещаются Н-

ионами кислоты и катионит переводится в

Н-форму. При фильтровании через такой

катионит умягчаемой воды все катионы

растворенных в воде солей (в том числе и

катионы солей жесткости) будут

сорбироваться (поглощаться)

катионитом; в воду будет переходить эквивалентное количество Н-ионов; растворенные в воде соли будут превращаться в соответствующие кислоты. Кислотность юды, прошедшей через Н-катионивдвый фильтр, который загружен сильнокислотным катионитом, будет равна сумме концентраций в исходной воде солей сильных кислот. При регенерации Н-катионитовых фильтров кислотой в количестве, недостаточном для полного вытеснения из катионита других катионов, катионит в фильтре будет находиться в двух формах: в верхней части — в Н-форме, в нижней — в Са- и Mg-формах. При фильтровании через такой фильтр воды в верхней части фильтра все растворенные соли в результате обмена катионов на Н-ион будут превращаться в соответствующие кислоты. При этом угольная к~та будет распадаться с образованием ЩО и С02 и уходить из сферы реакции. В нижних слоях фильтра будет иметь место реакция обмена между Ca-Mg-катионитом и к-той, в результате чего все некарбонатные соли будут оставаться в воде, а карбонатные — удаляться из нее.

Регенерация Н-катионитовых фильтров к-той в количестве, недостаточном для полного удаления из катионита катионов жесткости, называется "голодной" регенерацией. Фильтр, работающий в режиме "голодной" регенерации, снижая щелочность воды до 0,4—0,5 мг-экв/л, не снижает некарбонатной жесткости воды.

В тех случаях, когда лимитируется только жесткость умягченной воды, наиболее дешевым способом ее умягчения является Na-катионирование. При высокой щелочности (выше 3 мг-экв/л), магнезиальной жесткости воды или при высоком содержании в ней железа бывает целесообразно умягчать воду поверхностных источников известкованием с последующим Na-катионированием. В тех случаях, когда недопустимо присутствие в умягченной воде бикарбоната натрия, образующегося при Na-катионировании солей карбонатной жесткости (т.е. когда лимитирована щелочность умягченной воды) , применяют параллельно или после-.довательно H-Na-катионирование воды или умягчение воды известкованием с последующим Na-катионированием. Если в умягченной воде не допускается наличия карбонатов натрия или калия, но в ней допустимо присутствие ионов аммония, то вместо H-Na-катионирования воды можно у применять NH4 — Na-катионирование воды. В этом случае при регенерации р-ром аммонийной соли его обменные катионы замещаются ионом аммония.

Для умягчения воды серийно выпускают следующие ионообменные фильтры: вертик., цилиндрич., напорные аппараты насыпного типа, параллельно-точные и противоточные.

 Катиониты. Основы катионитного умягчения воды

 Теория электролитической диссоциации. ВОДОУМЯГЧЕНИЕ МЕТОДОМ ...

 СТАБИЛИЗАЦИЯ ВОДЫ. Стабилизационные фильтры. Фильтры с дробленым ...

 ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ ВОД И ВОДОПОДГОТОВКА соединения азота, фосфора ...

 Умягчение воды — процесс понижения ее жесткости, обусловленной ...

 Водопотребление тепловой электростанции