Технологическая схема ионообменного обессоливания воды.

Эта технология применяется при подготовке энергетической воды, изъятии тяжелых металлов из воды, а также органических и неорганических загрязнителей, которые находятся в воде в ионном состоянии.

Ионообменная технология включает стадии:

- катионирования (удаление катионов);

- анионирование (удаление анионов).

Для достижения глубокого обессоливания воды используют фильтры смешанного действия, в которые загружается смесь катионита и анионита. Как правило, на ионообменные установки подают воду, которую предварительно умягчают реагентным методом.

Принципиальная технологическая схема ионообменного обессоливания воды приведенная на рис. 3.

Преимущество ионного обмена - простота процесса. Недостаток - необходимость переработки и утилизации кислых и щелочных стоков, а также утилизации засоленных стоков после нейтрализации.

Любой ионообменный процесс - периодический. Ионообменный фильтр работает до насыщения его ионами, а потом направляется на регенерацию, перед которой через ионообменный материал пропускают воду (напором) для вспушивания ионита. Потом через него пропускают регенерационные растворы: для катіоніту - NаСl, Н₂SО₄, НСl с концентрациями кислот 7-8 %, NаСl используют насыщенный; для анионита - щелочь с концентрацией 4 %.

После регенерации ионит промывают водой от избытка регенерационного раствора. После промывки ионит пригоден для повторного использования.

Фильтр смешанного действия регенерируют противоположными потоками щелочи и кислоты.

Расход регенерационных растворов одинаковый.

Процесс регенерации для фильтров смешанного действия основан на том, что использованный анионит легче катионита, поэтому при вспушивании анионит собирается вверху, а катионит - внизу.

Данная технология обессоливания воды предусматривает двухступенчатое катионирование и двухступенчатое анионирование. Этот подход реализуется для обеспечения более полного обессоливания воды и уменьшения расходов реагентов на регенерацию ионообменных материалов.

Низкоосновные аниониты легче регенерируются щелочью по сравнению с высокоосновными, что позволяет применять реагенты низких концентраций при небольшом избытке реагента (небольшом удельном расходе).

Такая же закономерность и при регенерации слабокислотных и средней силы катионов по сравнению с сильнокислотными.

Многозарядные ионы удаляются с сильнокислотного катионита значительно тяжелее, чем однозарядные, поэтому на І стадии катионирования целесообразно использовать слабокислотные и средней силы катиониты в Н+-форме. На этих ионитах задерживаются катионы Са²⁺ и Мg²⁺; на ІІ стадии применяют сильнокислотные катиониты, которые сорбируют Nа⁺, К⁺, NН₄⁺,...

Если постоянная жесткость воды высокая на І стадии катионирования используют сильнокислотные катиониты, так как при этих условиях слабокислотные и средней силы катиониты плохо сорбируют ионы Са²⁺ и Мg²⁺.

Если на І стадии используют сильнокислотные катиониты, то двухступенчатое катионирование является целесообразным, так как дает возможность значительно сократить расход реагента на регенерацию катионных фильтров ІІ ступени, на которые сорбируются однозарядные катионы. Для десорбции К⁺ удельный расход реагента в 2-3 раза меньше, чем для многозарядных катионов.

При катионировании воды катиониты используют в Н⁺-форме, которая приводит к подкислению воды.

На І стадии анионирования целесообразно использовать низкоосновные аниониты, которые эффективно связывают сильные и средней силы кислоты:

П - NН₂ + НС1 ↔ П - NН₃⁺С1^-.

На ІІ стадии анионирования применяют высокоосновные аниониты для извлечения из воды анионов слабых кислот:

2П - N⁺(СН₃)₃ОН^- + Н₂SіО₃ ↔ (П - N⁺(СН₃)₃)₂SіО₃^2- + Н₂О.

Для глубокого деионирования воды используют фильтры смешанного действия (сильно кислотные катиониты и высокоосновные аниониты).

1 - катионообменный фильтр І степени;

2 - катионообменный фильтр ІІ степени;

3 - анионообменный фильтр І степени;

4 - анионообменный фильтр ІІ степени;

5 - фильтр смешанного действия;

7, 8 - резервуары с раствором щелочи для регенерации анионов;

6, 9 - резервуары с раствором кислоты для регенерации катионов;

10 - резервуары кислых стоков;

11 - резервуары щелочных стоков;

12 - резервуары осветленной воды;

13 - насос;

14 - нейтрализатор;

15 - подача воды на промывку фильтров;

16 - подача обессоленной воды к потребителю;

17 - отвод нейтральных стоков на утилизацию;

18 - подача реагентно умягченной воды на обессоливание.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: