Преимущества технологии

• технология позволяет эффективно снижать жесткость воды, содержание вредных ионов, а также общее солесодержание;

• ионообменные процессы могут использоваться на небольших, отдаленных объектах, где сложно применить альтернативные методы очистки воды;

• низкие капитальные затраты при внедрении технологии;

Ионный обмен – освоенный процесс, поэтому оборудование подобрано и стандартизировано. Решены вопросы управления процессом, автоматизации регенерации, предотвращения коррозии и т. д.

Недостатки технологии:

• высокие текущие расходы на обеспечение работоспособности технологии, определяются необходимостью постоянной регенерации ионообменных и анионообменных смол растворами соли, кислот и щелочей;

• хранение сильнодействующих реагентов для регенерации ионообменной смолы анионитовых фильтров ограничивает возможность использования этого метода;

• образование промывных растворов после регенерации, сброс таких промывных вод от небольших объектов, как правило, не вызывает осложнений, так как в системе канализации происходит их разбавление до безопасных концентраций.

Для больших объектов данный метод применим в комбинации с реагентным или мембранным методами умягчения (обратный осмос , ультра- и нанофильтрация ), после которых требуется удаление только «следов» солей жесткости.

Билет 11

Умягчение воды катионированием

На использовании ионообменных смол основан метод очистки воды катионированием. Такая загрузка поглощает катионы солей жёсткости (марганец и железо, магний и кальций) при контакте с водой. Взамен, в зависимости от ионной формы, отдавая ионы натрия или водорода. Такой способ называется натрий- катионированием.

Катионирование — фильтрование воды через гранулированный катионит, представляющий собой способную вступать в ионный обмен с растворенными в воде солями кальция и магния полимерную нерастворимую в воде кислоту, сорбируя ионы кальция и магния из раствора и отдавая в раствор эквивалентное количество катионов, которыми катионит насыщается при регенерации. Главным образом с применением форм катионитов Na-, H- и NHU- осуществляется умягчение воды катионированием. С использования в качестве катионитов неорганических ионообменных материалов — минеральных природных (глауконит) и синтетических алюмосиликатов — пермутитов началось освоение этой технологии очистки воды. В дальнейшем для практических целей стали использовать также природные органические вещества: уголь, торф, гумус. В настоящее время применяют в основном сульфокатиониты (катиониты КУ-23, КУ-1 КУ-2-8, сульфоуголь) и карбоксильные катиониты, которые пригодны для умягчения с высоким содержанием солей воды (вплоть до морской).

В процессе умягчения воды натрий катионированием содержание магния и кальция в воде может быть снижено до очень малых значений. В традиционной технологии натрий-катионирования для регенерации применяют техническую поваренную соль как наиболее недефицитный и дешевый продукт. Также режим регенерации сульфатом натрия катионита разработан. Возможно применение и других растворимых соединений натрия.

Кислотность воды, прошедшей через водяной фильтр, который загружен сильнокислотным катионитом, будет равна сумме концентраций солей сильных кислот в исходной воде. При фильтровании через такой фильтр для очистки воды в верхней части водного фильтра все растворенные соли в результате обмена на Н-ион катионов будут в соответствующие кислоты превращаться.

Регенерация Н-катионитовых водных фильтров кислотой в количестве, для полного удаления из катионита катионов жесткости недостаточном, называется "голодной" регенерацией. Работающий в режиме "голодной" регенерации водяной фильтр, снижая до 0,4—0,5 мг-экв/л щелочность воды, не снижает некарбонатной жесткости воды.

Для умягчения воды серийно выпускают следующие ионообменные водяные фильтры: вертикальные, цилиндрические, насыпного типа напорные аппараты, противоточные и параллельно-точные.

Метод натрий-катионирования свою эффективность доказал, но имеет ряд неудобств. Восстанавливать работоспособность смолы необходимо постоянно. Пропустив всего 300 литров воды, нуждается в регенерации десятидюймовый картридж. Емкость с запасом соли должна включать в себя установка натрий-катионирования, емкость для приготовления регенерационного раствора, насосы и автоматику. Довольно сложно будет разместить все это на кухне или в ванной комнате. Кроме того, вода очищенная таким методом, все равно не соответствует ГОСТу «Вода питьевая».