Противоточные фильтры

Эффективным методом снижения расхода реагентов и соответствующего уменьшения сброса сточных вод и минеральных примесей может стать замена традиционного для отечественной практики многоступенчатого прямоточного химического обессоливания на противоточное. Эффект улучшения качества фильтрата и снижения расхода реагентов при противотоке достигается за счет того, что в первую очередь свежим раствором регенерируются наименее загрязненные выходные слои смолы. При этом избыток реагента в этих слоях, обеспечивающий глубину очистки воды, превышает расчетные в несколько раз. Кроме того, по мере продвижения регенерационного раствора в более истощенные слои создается равновесие между концентрацией десорбируемых ионов в растворе и слое, что исключает нежелательные повторные процессы сорбции-десорбции, характерные для параллельнотока.

Технология Апкоре предполагает очистку воды в нисходящем потоке с применением монодисперсных ионитов "Дауэкс-Апкоре" и регенерацию в восходящем потоке в зажатом слое ионите.

Фильтр для процесса Апкоре загружен плавающим зернистым инертным материалом, прижимающимся к верхнему распределительному устройству, далее по высоте фильтра остается небольшое свободное пространство, ниже которого располагается ионит. Размер зерен "инерта" выбран таким, что через него при восходящем потоке свободно проходит ионитная мелочь и другие взвеси, тогда как целые зерна ионита будут задерживаться. Поскольку рабочий цикл осуществляется в нисходящем потоке, то слой ионите остается нечувствительным в изменениям нагрузки и исключается возможность внутрислойного перемешивания.

Рисунок 1. Система Апкоре

Процесс регенерации в восходящем потоке можно разбить на 4 цикла. В первом цикле (операция "зажатие") ионит прижимается в течение нескольких минут к инерту восходящим потоком воды, скорость которого зависит от гранулометрического состава ионита, его плотности, объема свободного пространства и температуры воды. Во время этой операции из верхней части слоя вымываются взвеси, задержанные во время рабочего цикла, и ионитная мелочь. На стадии регенерации процесс самоочистки ионитного слоя заканчивается. Зажатый слой ионита не разуплотняется даже при некотором снижении скорость несущего потока (регенерационного раствора). Эффект очистки усиливается за счет изменение объема зерна смолы при регенерации.

Во втором цикле осуществляется собственно регенерация прижатого ионита в восходящем потоке регенерационного раствора.

В третьем цикле ведется отмывка или медленное вытеснение продуктов регенерации по направлению и со скоростью раствора при регенерации. При завершении отмывки в режиме вытеснения подача потока воды прерывается и слой свободно оседает в течение 5-10 минут.

Во время оседания (четвертый цикл) ионит опускается на дно послойно. Внутри движущегося вверх свободного пространства происходит классификация зерен, и вся ионитная мелочь переходит по окончании осаждения в верхнюю часть слоя, удаляясь из фильтра в операции "зажатие". Наиболее отрегенерированная часть слоя сохраняется в неизменном состоянии в процессе его оседания. Таким образом, технология Апкоре характеризуется простотой конструкции оборудования при высоких его технологических показателях.

Рисунок 2. Схема операции "осаждение"