Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Водоснабжение и водоотведение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Катионитовый способ

Умягчение воды путем катиони- рования заключается в фильтровании ее через так называемые катиониты, обладающие способностью обменивать катионы содержащегося в них натрия на катиониты кальция или магния, растворенные в воде и обусловливающие ее жесткость. Такое умягчение называют Na-катионированием. Общая щелочность воды при Na-катионировании не изменяется. Na-катионирование может быть применено для умягчения как подземной, так и предварительно осветленной воды поверхностных источников. Содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на Na-катионитовую установку, не должно превышать 8 мг/л; цветность воды должна быть не более 30°.

С течением времени умягчающая способность катионитового фильтра уменьшается и его необходимо регенировать. Регенерацию Na-катионитового фильтра производят, пропуская через него раствор хлорида натрия (технической поваренной соли). При регенерации получаются хлористые соли кальция и магния.

Регенерация состоит из трех последовательных операций: взрыхление загрузки током воды снизу вверх; собственно регенерация, т.е. пропуск регенерирующего раствора через катионитовую загрузку; отмывка загрузки от продуктов регенерации током воды сверху вниз.

Умягчаемая вода подается по трубе в загруженный катионитовый напорный фильтр, где она проходит сверху вниз слой катионита и поддерживающий слой гравия, а затем выходит через дренажную систему в отводящий трубопровод. После истощения катионита производят взрыхление фильтрующей загрузки с целью устранения его спрессованности. Для этого в дренажную систему фильтра подают в течение

10...15 мин воду из промывного бака, расположенного на некоторой высоте. Промывная вода проходит фильтр снизу вверх, взрыхляет слой катионита, вымывает из него загрязнения и выходит из фильтра по трубе. После взрыхления производят регенерацию катионита, для чего в фильтр подают в течение 15 мин по трубе раствор соли из солерастворителя. Раствор соли, как и сырая вода, проходит фильтр сверху вниз и выходит по трубе. Затем отмывают фильтр от рассола и продуктов регенерации. С этой целью в него подают по трубе в течение 40...60 мин сырую воду, которая проходит фильтр сверху вниз. Первые порции воды сбрасывают по трубе, а остальную часть подают по трубе в промывной бак, а после наполнения его также сбрасывают по трубе.

Скорость фильтрования в зависимости от жесткости воды составляет 10...25 м/ч. Кратковременно скорость фильтрования может быть увеличена примерно на 10 м/ч.

Целесообразно предусматривать ступенчатую регенерацию сначала 2%-ным раствором поваренной соли в количестве 1,2 м2 раствора на 1 м3 катионита, затем оставшимся количеством соли в виде 7...10%-ного раствора. Скорость фильтрования раствора соли через катионит 3...5 м/ч. Отмывку катионита после регенерации следует производить неумягченной водой со скоростью 8...10 м/ч. Расход воды на отмывку составляет 4...5 м2 на 1 м3 катионита.

Солерастворитель представляет собой стальной цилиндрический резервуар с фильтром из гравия крупностью от 1 до 10 мм. Над гравием загружают соль в количестве, необходимом для одной регенерации. Воду для растворения соли пропускают через солерастворитель под напором сверху вниз. В нижней части солерастворителя имеется дренажная система, а вверху – загрузочный люк.

Периодически фильтрующий слой в солерастворителе промывается водой снизу вверх.

Расход чистой соли составляет в среднем 200 г на 1 г • экв удаленных солей.

Вместо солерастворителя широко применяют "мокрое хранение" поваренной соли в баках в виде насыщенного раствора. Из баков "мокрого" хранения соли насыщенный раствор через дренажную систему самотеком или насосами подают в бак регенерирующего раствора или в мерник, откуда эжектором – в регенерируемый фильтр или непосредственно в трубопровод, где он разбавляется водой. При "мокром" хранении отпадает необходимость в дополнительных перегрузках и транспортировании соли, а также в подаче из фильтров раствора соли оптимальной концентрации.

Ввиду того что щелочность Na-катионированной воды равна карбонатной жесткости исходной умягчаемой воды, Na-катионирование может быть применено только в тех случаях, когда допускаемая щелочность умягченной воды не превышает карбонатную жесткость исходной воды. Na-катионирование применяют при общей жесткости исходной воды не более 10 мг • экв/л, причем жесткость умяг чен ной воды получается не менее 0,1...0,2 мг • экв/л . Глубокое умягчение (до 0,01...0,02 мг • экв/л) на Na-катионирован- ных фильтрах возможно только при двухступенчатом Na-катионировании.

Катиониты, в которых натрий замещен водородом, называют Н-катионитами. При фильтровании через Н-катиониты, т.е. при Н-катионировании, в обменную реакцию с катионитами магния или кальция вступают катиониты водорода. Н-катионитовые фильтры регенерируют путем пропуска через них 1... 1,5%-ного раствора серной кислоты.

Если принять фильтрование воды через Na-катиониты и через Н-катиониты, так называемое Н – Na-катионирование, то можно получить воду с требуемым значением pH и без подщелачивания или подкисления. В этом случае Н-катионитовый фильтр служит генератором кислотности, которая необходима для нейтрализации щелочности Na-катионированной воды.

В зависимости от соотношения между значениями карбонатной и общей жесткости принимают параллельное или последовательное Н – Na-катионирование. В нервом случае часть воды пропускают через Н-катионитовый фильтр, а затем смешивают ее с остальной частью и после удаления диоксида углерода пропускают через Na-катионитовый фильтр. Во втором случае часть воды пропускают через Н-катионитовый фильтр, а затем смешивают ее с остальной частью и после удаления диоксида углерода пропускают через Na-катионитовый фильтр.

При необходимости постоянного и глубокого умягчения воды (менее 0,3 мг • экв/л) при Н – Na-катионировании должны быть установлены дополнительные Na-катиони- товые фильтры второй ступени.

При допустимой щелочности умягченной воды не более 1,4...1,8 мг • экв/л применяют совместное Н – Na-катионирование.

Совместное Н – Na-катионирование может быть применено в тех случаях, когда жесткость умягченной воды допускается в пределах 0,1...0,3 мг • экв/л. При этом жесткость исходной воды должна быть не более 6 мг • экв/л, а содержание натрия не более 1 мг/л.

Умягчающую способность катионита называют обменной способностью, выражают в граммах-эквивалентах задержанных катионитов на 1 м3 катионита в разбухшем состоянии. Различают полную и рабочую обменную способность. Полной обменной способностью называют количество грамм-эквивалентов кальция или магния, которое может задержать 1 м3 катионита до того момента, когда жесткость умягченной воды сравняется с жесткостью исходной воды, а рабочей обменной способностью – количество грамм-эквивалентов кальция и магния, которое задерживает 1 м катионита до момента, когда в фильтрате начинает появляться жесткость.

На практике обычно приходится учитывать емкость поглощения, которая представляет собой обменную способность, отнесенную ко всему объему катионита, загруженного в фильтр с учетом конструктивных способностей фильтра. Ее также выражают в грамм-эквивалентах на 1 м3 катионита. Увеличение объема зерен катионита при набухании их в воде характеризуется коэффициентом набухания, равным отношению объема набухшего катионита к объему воздушного сухого.

Катиониты могут быть естественные и искусственные. Из искусственных катионитов можно выделить глауконитовый песок, освобожденный от посторонних примесей (кварца, глины и пр.) и обожженный при 300...400 °С для придания ему необходимой прочности и водостойкости. Глауконитовый песок применяют для Na-катионирования при умягчении воды небольшой жесткости. Обменная способность его по сравнению с обменной способностью искусственных катионитов невелика.

В нашей стране выпускают катиониты с высокой обменной способностью (сульфауголь, катиониты КУ-1, КУ-2, СДВ-3 и др.), которые почти полностью вытеснили естественные катиониты. Наибольшее применение получил сульфауголь.

Катионитовые фильтры могут быть напорные и открытые. Наибольшее применение нашли напорные катионитовые фильтры, главным образом вертикальные. Конструкция их не отличается существенно от конструкции традиционных скорых песчаных напорных фильтров. В нижней части фильтра расположена дренажная система с щелевыми дренажными колпачками для отвода умягченной воды с распределением воды при взрыхлении катионита. Умягченная и отмывочная воды подаются через расположенную вверху воронку, способствующую равномерному распределению воды по площади фильтра. Через нее же отводится

из фильтра вода, используемая при взрыхлении катионита. В верхней части фильтра расположено трубчатое устройство для распределения по площади фильтра регенерирующего раствора. Металлический корпус Н-катионитового фильтра, трубопроводы и арматура должны быть защищены противокоррозионным покрытием, стойким в кислой среде. Дренажное и распределительное устройства в этих фильтрах должны быть выполнены из кислотостойкого материала.

На водоочистных комплексах большой производительности (более 500 м3/ч) могут быть применены открытые катионитовые железобетонные фильтры. В открытых фильтрах рекомендуется укладывать слой катионита толщиной не менее 2,2 м; слой воды над катионитом 2,5...3 м, скорость фильтрования не более 15 м/ч.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>