Противоточного катионирования

Метод позволяет значительно снизить расход реагентов на регенерацию.

Схема противоточного катионитового фильтра

В общем случае катионитовые фильтры бывают

• напорные

а) горизонтальные

б) вертикальные

• открытые --- при Q > 500 м³|ч

Напорные фильтры состоят из цилиндрического корпуса и ряда систем:

1. Схемы Na-катионирования

Na-катионирование может производиться с предварительной обработкой либо без неё в зависимости от качества исходной воды.

Предварительная обработка воды включает в себя коагулирование известкование с осветлением в осветлителях и последующее фильтрование на кварцевых скорых фильтрах.

С взвеси должно быть до 8 мг/л. Ц не более 30°

Исх. вода

Подлежащая обработке вода подаётся по трубе 1 на фильтры и проходит сверху вниз через слой катионита со скоростью 10-25 м/ч. В общем случае скорость пропускания обрабатываемой воды через катионит обратно пропорциональна жёсткости умягчаемой воды, которая может изменяться в пределах от 15 до 5 мг-экв/л.

Умягчённая вода отводится по трубам 2.

На время регенерации катионита фильтры поочерёдно выключают от работы.

Регенерационный р-р ( с концентрацией 1,5-8%) подаётся на фильтр по трубе 3 и сбрасывается по трубе 4.

Скорость пропускания регенерационного р-ра составляет 3-5 м/ч.

Процесс регенерации включает в себя следующие основные операции:

1. Взрыхление катионита исходной водой, подаваемой по трубе 5 в фильтр снизу вверх с интенсивностью 3-4 л/(с∙м²)

2. Регенерация катионита

3. Отмывка катионита исходной водой (по трубам 1, 4) от продуктов регенерации и неизрасходованного регенерационного р-ра со скоростью 10 м/ч.

Отмывка Nа-катионитового фильтра заканчивается при снижении жёсткости фильтрата до 0,1 мг-экв/л, после чего фильтр включается в работу.

I Схемы катионитового умягчения воды

Выбор метода катионирования воды определяется:

1. требованиями, которые предъявляются к умягчённой воде

2. исходным солевым составом умягчаемой воды

В тех случаях, когда лимитируется только жёсткость умягчённой воды наиболее дешёвым способом её умягчения является Na-катионирование.

Свойства ионообменных смол

Сильноосновные аниониты и сильнокислотные катиониты характеризуются высокой обменной способностью в широком интервале рН.

Слабоосновные аниониты способны к обмену анионов при контакте с растворами кислот при рН ~ 1-6

Слабокислотные катиониты характеризуются высокой селективностью к иону водорода и способны поглощать Меⁿ⁺ в слабощелочной области, где мало Н⁺

рН → 7-8

Регенерация ионообменных смол

Анионитов производят 2-4% Na₂CO₃, NaOH, NH₄OH

Сильнокислотных катионитов 2-6% мин. кислот.

При использовании Н₂SO₄ – СаSO₄ – загипсовывание. Поэтому прогрессивно- последовательная регенерация или использовать HCl.

Восстановление Е_полн ~ 60-100%

Регенерация слабокислотных (карбоксильных) катионитов выполняется в две стадии:

1. сначала используют мин. кислоты любой концентрации

2. затем слабым (1-2%) раствором щёлочи

Слабоосновные аниониты способны поглощать наиболее эффективно анионы с высокой валентностью в виде комплексных анионов:

[Fe(CN)₀]^4-(3-), [Cu(CN)₄]^3-, [Ni(CN)₄]^2-, анионоакт. ПАВ, CrO₄^2-, SO₄^2-, HPO₄^2-, SCN^-

Марков В. Семёнов Дм.

В настоящее время есть примеры использования гранул Fe(OH)₃ для сорбции Cr (VI) с последующей переплавкой сорбента без регенерации.

Можно использовать травильные железосодержащие р-ры.

Fe (II) – О.В. реакция в сочетании с каскадной промывкой.