Умягчение воды катионированием

Сущность ионного обмена заключается в способности ионов обменных материалов или ионитов поглощать из воды положительные или отрицательные ионы в обмен на эквивалентное количество ионов ионита. Процесс водообработки методом ионного обмена, в результате которого происходит обмен катионов, называется катионированием. Катиониты в воде разбухают, увеличиваясь в объеме. Отношение объемов одинаковых масс катионитов в набухшем и воздушно-сухом состоянии называют коэффициентом набухания. Он выражается отношением насыпных плотностей воздушно-сухого и набухшего ионитов.

Основополагающим фактором кинетики процесса является скорость ионообмена между ионами воды и омываемой частицы образуется неподвижная водяная пленка, толщина которой зависит от скорости потока умягчаемой воды и размеров зерна смолы. Ионы, которые стремятся попасть внутрь частицы смолы, в функциональную группу, должны диффундировать из воды через пленку, пройти через граничную поверхность частицы и внутрь смолы в растворе набухания, а затем стремиться к ассоциации с функциональной группой.

Установки ионообменной деминерализации воды, как правило, состоят из различных комбинации фильтров с катионитом, анионитом или фильтром смешанного действия. Устройство типовой катионитовой установки, на которой может осуществляться умягчение воды, приведено на рис. 1.

Рис.1. Катионитовый фильтр

1 – трубопровод для подачи воды; 2 – патрубок для контроля уровня воды при промывке фильтра; 3 – патрубок для отвода воздуха; 4 – корпус; 5 – воронка для подачи воды; 6 – люк для гидравлической подачи катионита; 7 – дренажное устройство; 8 – бетонная подушка; 9 – коллектор; 10 – дренажные трубы.

Ионитовые фильтры выполнены в виде цилиндрических колонн со съемными сферическими днищами. В нижней и верхней части имеются дренажные устройства в виде штуцеров с резьбой, на которые навинчиваются распределительные колпачки со щелевыми продольными отверстиями. Главным недостатком технологии ионообменной деминерализации является применение концентрированных кислот и щелочей для регенерации ионитов. Химические реагенты должны храниться в специальных резервуарах с двойными стенками, из которых они попадают по специальной разводке из двойных трубопроводов в фильтры для регенерации.

Эффективность регенерации во многом определяется точностью расчета концентрации элюента, времени и скорости его инжектирования, а также тщательностью ополаскивания ионита.

Регенерация ионообменной смолы осуществляется главным образом технической соляной или серной кислотой, при этом обычно 8-10% кислоты попадают в очищенную воду. А поскольку способом деминерализации предусматривает прямой контакт смолы с потоком очищаемой воды, это переводит ее в разряд «химически обработанной». Такую воду нельзя характеризовать как «естественную» или «экологически чистую».

Способом ионообмена нельзя получать очищенную воду с регулируемым солевым составом. Более того, он не позволяет получать очищенную воду с постоянным солевым составом. Ионообмен – процесс циклический, при котором деминерализация чередуется с циклами остановок на регенерацию.

Решение о выборе способа деионизации в водочном производстве принимаются с учетом следующих обстоятельств:

· аномально низкое солесодержание исходной воды;

· высокая жесткость исходной воды при относительно низком общем солесодержании;

· отсутствие достаточного опыта в технологии водоподготовки у специалистов предприятия;

· использование ионообменной технологии на предприятии в течение многих лет.

Дата добавления: 2015-08-27