Умягчение воды анионированем (стр. 2 из 2)

Удельный расход сульфата аммония принимается равным 200 г/г-экв удаляемой жесткости, при повторном использовании раствора (при двухступенчатой схеме) — 140 г/г-экв.

Рабочую обменную емкость аммоний-катионита принимают на 10—15% больше, чем натрий-катионита. Удельный расход воды на отмывку от продуктов регенерации — 5 м3 на 1 м3 катионита.

Выбор диаметра, количества и остальные расчеты аммоний- катионитных фильтров ведутся аналогично расчету натрий-ка- тионитных фильтров.

При проведении процесса совместного аммоний—натрий-катионирования фильтр регенерируется смешанным раствором сульфата аммония и хлористого натрия. Концентрация сульфата аммония не должна превышать 2—3%, поваренную соль растворяют в этом же объеме.

Состав регенерационного раствора определяется в зависимости от величины амн4.

Относительная концентрация NaCl, в % суммы расхода реагентов (NH4)2S04+NaCl, определяется из уравнения

Расход реагентов на одну регенерацию при совместном аммоний—натрий-катионировании определится из уравнений: расход сульфата аммония QnNH4, кг,

расход поваренной соли QpNa, кг,

где V — объем катионита в фильтре, м3; Ер — рабочая обменная емкость катионита (при совместном катионировании принимается как при NH4-Na-катионировании), г-экв/м3; qp— удельный расход реагентов, г/г-экв.

Расход воды на регенерацию аммоний-катионитного фильтра и NH4—Na-катионитного фильтра рассчитывается так же, как и для натрий-катионитного фильтра, однако, с учетом того, что регенерационный раствор сульфата аммония должен иметь концентрацию не более 2—3% и расход воды на отмывку составляет 5 м3 на 1 м3 катионита.

Методы глубокого умягчения воды

При необходимости получения постоянного и глубокого умягчения воды (менее 0,03 мг-экв/л) схему, приведенную на рис. 20.15, а, приходится дополнять натрий-катионитовыми фильтрами второй ступени, так как при практически приемлемой системе контроля за работой катионитовых фильтров при одноступенчатом катионировании трудно уловить начало проскока жесткости в фильтрат и, следовательно, предотвратить периодическое ухудшение его качества. Подобную схему используют, если жесткость исходной воды значительна (более 6...8 мг-экв/л). На определенном этапе работы Н-катионитовых фильтров начинает снижаться кислотность фильтрата в результате попадания в него ранее поглощенных катионов натрия. Для устранения снижения кислотности фильтрата прибегают к двухступенчатому Н-катионированию. На Н-катионитовых фильтрах первой ступени работают до проскока в фильтрат катионов Ca(II) и Mg(II), после чего их отключают на регенерацию. Н-катионитовые фильтры второй ступени служат для задержания из обрабатываемой воды катионов Na(I), которые почти не задерживаются фильтрами первой ступени, при условии работы их до проскока Ca(II) и Mg(II). При извлечении из умягчаемой воды катионов Na(I) кислотность фильтрата сохраняется постоянной длительное время, поскольку Н-ка- тионитовые фильтры второй ступени имеют более продолжительный межрегенерационный период, потому что на них поступает вода с малым содержанием катионов (катионы Са(II) и Mg(II) уже задержаны в фильтрах первой ступени).

Фильтроцикл на Н-катионитовых фильтрах второй ступени невыгодно заканчивать в момент проскока Na(I) в фильтрат; при обнаружении проскока Na(I) на фильтры второй ступени вместо фильтрата после фильтров первой ступени целесообразней подавать исходную умягчаемую воду. Это позволяет использовать Н-катионитовый фильтр второй ступени в цикле натрий-катионирования воды, так как к моменту проскока Na(I) в фильтрат этот фильтр представляет собой как бы отрегенерированный натрий-катионитовый фильтр. Лишь после проскока в. фильтрат Ca(II) и Mg(II) фильтр второй ступени отключают на регенерацию. Таким образом, если к умягченной воде предъявляют высокие требования в отношении глубины умягчения и если вместе с тем исходная вода характеризуется значительным содержанием Na(I) и повышенной карбонатной жесткостью, то схему Н—Nа-катионитового умягчения целесообразно принимать в следующем виде. Сначала проводят двухступенчатое Н-катионирование, затем оба фильтрата смешивают и вода подается на дегазатор для удаления свободной углекислоты,, после этого вся вода поступает на натрий-катионитовые буферные фильтры.

Другим примером получения глубоко умягченного фильтрата является противоточное катионирование, о котором указывалось выше. Сущность противоточного катионирования заключается в том, что умягчаемая вода направляется через слой катионита снизу вверх, в то время как регенерирующий раствор и отмывочная вода пропукаются через катионит в обычном направлении — сверху вниз.

Противоточное катионирование реализуется в фильтрах с гидравлически зажатой (см. рис. 20.13) загрузкой. Регенерация фильтра производится без предварительных взрыхляющих промывок. Результаты работы таких фильтров показали: возможно повышение скорости противоточного фильтрования до- 25 м/ч; при умягчении вод средней жесткости (до 10 мг-экв/л) остаточная жесткость фильтрата не превышает 0,01 мг-экв/л, т. е. получаемый эффект не уступает эффекту двухступенчатого катионирования; при некотором снижении удельного расхода соли на регенерацию (до 165 мг-экв/л) емкость поглощения фильтра уменьшается, но эффект умягчения не снижается; должна быть предусмотрена возможность обратной промывки дренажа током воды от водопровода, так как во время рабочего- цикла умягчения дренажные колпачки, расположенные в слое катионита, частично забиваются мелкими зернами; возможно-противоточное катионирование без взрыхляющей промывки за грузки перед ее регенерацией.

Рис. 20.18. Определение удельного расхода серной кислоты qKна регенерацию водород-катионитных фильтров в зависимости от требуемой жесткости фильтрата (ЖФ) и общего солесодержания исходной воды в мг-экв/л (а) и от суммарного содержания анионов сульфатов и хлоридов (б)

1 — 5 мг-экв/л; 2 — 7,0; 3 — 10; 4 — 15; 5 — 20, 6,7 — при прямоточной и противоточной регенерации

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев Л.С., Гладков В.А. Улучшение качества мягких вод. М., Стройиздат, 1994 г.

2. Алферова Л.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М., 1984.

3. Аюкаев Р.И., Мельцер В.3. Производство и применение фильтрующих

4. материалов для очистки воды. Л., 1985.

5. Вейцер Ю.М., Мииц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М., 1984.

6. Егоров А.И. Гидравлика напорных трубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях. М., 1984.

7. Журба М.Г. Очистки воды на зернистых фильтрах. Львов, 1980.