Катионитного материала

Регенерация Н-катионита производится раствором серной кислоты. Конструкция Н-катионитового фильтра отличается от Na-катионитового тем, что дренажи и арматура, соприкасающиеся с кислотой или кислой водой, выполняются из кислотоупорных материалов, а внутренняя поверхность фильтра покрывается кислотоупорной краской.

Регенерация Н-катионита производится раствором серной кислоты. Конструкция Н-катионитового фильтра отличается от Na-катионитового тем, что дренажи и арматура, соприкасающиеся с кислотой или кислой водой, выполняются из кислотоупорных материалов, а внутренняя поверхность фильтра покрывается кислотоупорной краской.

Перед загрузкой в катионитных фильтрах наносят отметку (мелом) по его высоте, до которой должен быть загружен катионит, или определяют вес или объем необходимого к загрузке катионита. Следует учитывать степень его набухания а. Если в рабочем состоянии высота слоя катионита должна быть /1ф, то загрузить фильтр воздушносухим катионитом следует до высоты /гн—/гф: ст. Если катионит (или анионит) поступает во влажном состоянии (в полиэтиленовой таре), то hs=h$, т. е. учитывать степень набухания не нужно. Коэффициент набухания сульфоугля 0=1,25; КУ-1 = 1,4; К.У-2 = = 1,42. Поскольку катиониты КУ-1 и КУ-2 набухают значительно и если поступают воздушносухие, загрузку их целесообразно выполнять в 8—10% -ном растворе соли, которым загружаемый фильтр вначале заполняется примерно наполовину. Во всех остальных случаях загрузка катионита производится в воду.

Взрыхление катионита производится обычно отмывочной водой, собранной в баке при предыдущей регенерации фильтров. В мелких установках бак для сбора отмывочной воды не устанавливают, а взрыхление катионита производят исходной (сырой) водой из водопровода.

Восстановление обменной способности истощенного Н-катионита производится регенерацией его серной кислотой с концентрацией раствора 1— 1,5%. Применение раствора серной кислоты с концентрацией выше 2% не допускается, так как создается опасность загипсовывания зерен катионита. Загипсовывание зерен катионита снижает рабочую емкость катионита, увеличивает расход соли, необходимой для вымывания образовавшегося гипса, ухудшает качество умягченной воды вследствие повышения концентрации Са2+ при постепенном растворении гипса (CaSO,i).

Умягчение жесткой воды в катионитовых установках производится фильтрованием ее через слой катионита — естественного натриевого минерала. Кальциевые или магнитные соли, содержащиеся в воде, вступают в обменные реакции с указанным минералом, замещая в нем натрий, и тем самым умягчают воду. Восстановление обменной способности катионита производится пропусканием через «его pacTBqpa поваренной соли.

По окончании регенерации катионита производится отмывка фильтра, в процессе которой из него тщательно вымывают регенерирующее вещество. Для отмывки фильтра применяют прозрачную воду без всяких примесей с температурой не свыше 50° С.

При регенерации открыты задвижки 4 и 6. Регенерация Ка-катионита производится раствором поваренной соли (ЫаС1); Н-катио-нита — серной кислотой (Н2ЗО4); гШгкатио-нита —раствором (МН4)2ЗО4 или МН4С1. Скорость движения регенерационного раствора в фильтре: при регенерации растворами МаС1, МН4С1— 6—7 м/час (при высоте слоя более 2,5 м), при регенерации <Н25О4 и (МН4)25О4— 10 м/час во избежание загипсования катио-нита.

Регенерацию каждого фильтра проводят соответствующим раствором реагента определенной концентрации. Режим регенерации истощенного катионита считается оптимальным, если при минимальных расходах регенерирующего вещества обеспечивается глубокое умягчение воды при достаточно высокой рабочей емкости катионита. Обычно при регенерации Na-катионитного фильтра через него пропускаются 6...8 % раствор поваренной соли со скоростью 4...6 м/ч. Восстановление обменной емкости Н-катионита производится серной кислотой концентрацией 1 ...1,5 % со скоростью не менее 10 м/ч во избежание "загипсовывания" катионита. Удельный расход серной кислоты на регенерацию зависит от суммарного содержания хлоридного и сульфатного ионов в умягчаемой воде и составляет 75...225 г/г-экв для фильтров I ступени и 70 г/г-экв для фильтров И ступени. Для экономии реагентов обычно часть регенерационного раствора (последние порции) отводят в бак и используют для последующей регенерации. Растворы реагентов готовят на собственном фильтрате для каждой группы фильтров. Продолжительность подачи раствора составляет 15...30 мин.

В процессе умягчения исходная вода движется в ка-тионитном фильтре сверху вниз со скоростью фильтрации до 25—30 м/ч и, умягченная, отводится из фильтров. Рабочий цикл фильтров заканчивается, и фильтры отключаются на регенерацию при достижении жесткости умягченной воды в фильтре первой ступени 0,05 мг-экв/кг и в фильтре второй ступени 0,01 мг-экв/кг. Взрыхление катионита производится потоком осветленной воды в направлении снизу вверх. Во время регенерации раствор реагента пропускается через катио-нит сверху вниз со скоростью 4—5 м/ч при Na-катио-нировании и 10 м/ч при ЫН4-Ыа-катионировании. Продолжительность пропуска регенерационного раствора — 30 мин. Крепость регенерационного раствора поваренной соли при Na-катионировании — 6% , раствора поваренной соли и сульфата аммония при NH4-Na-катионировании — не более 3% . При отмывке катионита фильтров осветленной водой поддерживается скорость 4—5 м/ч для схемы Na-катионирования и

В процессе умягчения исходная вода движется в ка-тионитном фильтре сверху вниз со скоростью фильтрации до 25—30 м/ч и, умягченная, отводится из фильтров. Рабочий цикл фильтров заканчивается, и фильтры отключаются на регенерацию при достижении жесткости умягченной воды в фильтре первой ступени 0,05 мг-экв/кг и в фильтре второй ступени 0,01 мг-экв/кг. Взрыхление катионита производится потоком осветленной воды в направлении снизу вверх. Во время регенерации раствор реагента пропускается через катио-нит сверху вниз со скоростью 4—5 м/ч при Na-катио-нировании и 10 м/ч при NH^-Na-катионировании. Продолжительность пропуска регенерационного раствора — 30 мин. Крепость регенерационного раствора поваренной соли при Na-катионировании — 6% , раствора поваренной соли и сульфата аммония при NH4-Na-катионировании — не более 3% . При отмывке катионита фильтров осветленной водой поддерживается скорость 4—5 м/ч для схемы Na-катионирования и

Операция взрыхления предназначена для устранения уплотнений катионитного материала, препятствующих свободному доступу регенерирующего раствора к зернам катионита. Интенсивность подачи воды для взрыхления катионита принимается 3 л/(м • с) при крупности зерен катионита 0,3-0,8 мм и 4 л/(м-с) при крупности зерен 0,5-1,1 мм. Продолжительность взрыхления составляет около 15 мин.

Эксплуатация H-Na-катионитных фильтров. Эксплуатация катионитных фильтров заключается в последовательном проведении следующих операций: взрыхление катионитного материала; регене-

Основной задачей эксплуатации катионитных фильтров является правильное проведение вышеуказанных технологических операций, которые обеспечивали бы необходимое качество умягченной воды и максимальное использование рабочей обменной емкости катионитного материала фильтров.

Из баков, которые расположены выше фильтров, вода для взрыхления подается самотеком. Интенсивность взрыхления, обеспечивающая приведение во взвешенное состояние всей массы катионитного материала, зависит от марки катиони-

Задвижку 3 открывают постепенно до тех пор, пока в воде, выходящей из фильтра, не появятся муть и мелкие, медленно оседающие, частицы катионита. При появлении в воде небольшого количества крупных, быстро оседающих зерен катионита, задвижку 3 закрывают на один оборот и взрыхление ведут при таком положении задвижки, наблюдая при этом за выносом из катионита грязи и мелких нерабочих частичек катионитного материала. Линейная скорость восходящего потока воды при взрыхлении составляет 8—12 м/ч, что соответствует интенсивности взрыхления 2,8—• 3 л/(с-м2). При взрыхлении граница расширившегося слоя катионитного материала должна быть на 20—25 см ниже водоотводящей системы фильтра.

При совместном H-Na-катионировании отмывку фильтров проводят дважды: первый раз после кислотной регенерации фильтр отмывают в течение 10—15 мин при скорости 8—10 м/ч с пропуском 1 м3 воды на 1 м3 катионита, а после регенерации солью фильтр отмывают в течение 40—50 мин со скоростью 5—8 м/ч с пропуском 3—4 м3 воды на 1 м3 катионитного материала.

Загрязнение катионитного материала. Катио-нитный материал, загруженный в фильтры, часто содержит мелкие фракции размером менее 0,25 мм,

В период эксплуатации фильтра вода направляется вдоль стенок и через трещины, образующиеся в уплотненном слое, в результате чего резко снижается рабочая обменная емкость поглощения катионита. Снижение рабочей емкости наблюдается при накоплении мелких пылевидных частичек катионита, образующихся в результате постепенного его износа вследствие механических причин (истирание или взрыхление) и воздействия высокой щелочности и температуры исходной воды. При высокой температуре воды происходит частичное разрушение (пептизация) катионитного материала; поэтому нельзя допускать попадания в фильтры горячей воды.

При подаче в катионитные фильтры воды, в которой содержатся взвешенные вещества минерального и органического происхождения, также происходит загрязнение катионитного материала; в результате чего происходит уплотнение верхнего его слоя с образованием комочков, что снижает рабочую обменную емкость. Поэтому вода, содержащая минеральные и органические взвешенные вещества, перед подачей в фильтры должна быть хорошо отфильтрована.

повреждении дренажной системы фильтра (срыв или коробление колпачков) в умягченной воде обнаруживаются зерна катионитного материала. Это явление приводит к нарушению фильтрования, постепенному выносу катионита из фильтра и, как следствие, повышению жесткости умягченной воды. Для устранения выноса катионита следует произвести капитальный ремонт фильтра с выгрузкой фильтрующего материала.

Жесткость умягченной воды повышается при загрязнении активной поверхности зерен катионитного материала продуктами незавершенного процесса предварительной очистки (коагуляция,