OH- + H2CO3 → HCO3- + H2O
OH- + H2SiO3 → HSiO3- + H2O
Третья ступень обессоливания предназначена для получения особо чистой воды.
Принципиальная
технологическая схема трехступенчатой установки приведена на рис.4.3. 
Рис. 4.3. Принципиальная технологическая схема раздельного Н – ОН-ионирования воды в три ступени:
1 – Н-катионитный фильтр 1-ой ступени; 2 – анионитный фильтр 1-ой ступени; 3 – Н-катионитный фильтр 2-ой ступени; 4 – декарбонизатор; 5 – насос; 6 – анионитный фильтр 2-ой ступени;7 – катионитный фильтр 3-ей ступени; 8 – анионитный фильтр 3-ей ступени.
Исходная предварительно очищенная вода, подаваемая на обессоливание, проходит Н-катионитный фильтр первой ступени 1, загруженный сульфированным углем, и поступает на слабоосновной анионитный фильтр первой ступени 2. Частично обессоленная вода после первой ступени проходит сильнокислотный Н-катионит в фильтре второй ступени 3 и поступает в декарбонизатор 4 (для удаления углекислоты), Насосом 5 вода подается на сильноосновной анионитный фильтр второй степени 6. Этот фильтр удаляет из частично обессоленной воды растворенную кремниевую кислоту. Одновременно с этим происходит поглощение остатков углекислоты после ее продувки воздухом. Для третьей ступени предусмотрен сильнокислотный Н-катионитный фильтр 7, предназначенный для поглощения ионов Na, которые могут попасть из анионитного фильтра 2-ой ступени 6 вследствие неполной отмывки щелочи после регенерации. Анионитный фильтр третьей ступени 8, загруженный сильноосновным анионитом, предназначен для увеличения глубины обессоливания и обескремнивания воды, улавливания продуктов растворения катионитов и задержания сульфатов при недостаточно тщательной отмывке Н-катионитного фильтра 3-ей ступени от неизрасходованного раствора серной кислоты при регенерировании. Третья ступень ионирования может быть заменена фильтром смешанного действия, т. е. фильтром со смешанным слоем ионитов.
6. Смешанный слой ионитов, его особенности и соотношение ионитов
Для получения особо чистой воды необходимо исключить обратимость реакции ионного обмена. Это достигается с помощью смешанного слоя ионитов, когда в одном реакторе в перемещенном состоянии находится катионит в Н-форме и анионит в ОН-форме. Если диаметр зерна равен 1 мм, то в 1 л смеси при плотной упаковке будет находиться 2·105 контактов катионит-анионит. Благодаря очень близкому соседству положительно и отрицательно заряженных ионитов в смеси, состоящей из сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита, практически одновременно протекают следующие реакции:
Н+ + NaCl ↔ Na+ + HCl Н+ + NaОН ↔ Na+ + H2О
ОН- + НСl ↔ Cl- + H2O NaOH + HCl ↔ NaCl + H2O
OH- + NaCl ↔ Cl- + NaОН
Реакции эти равновесны и в сумме обеспечивают необратимость процесса, трудно достигаемую при раздельном ионировании. Худшие кинетические свойства одного из ионитов будут лимитировать работу всего слоя. Равные кинетические характеристики ионитов (например, КУ-2 и АВ-17) благоприятствуют их использованию в смешанном слое.
Испытывались и другие комбинации ионитов в смеси, такие как «слабый - слабый», «слабый - сильный», «сильный - слабый» катионит и анионит. С помощью названных комбинаций можно решать задачи ионного обмена, но для глубокой очистки воды единственно надежным является смешанный слой, состоящий из сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита. Особенно важна роль последнего, так как конечная цель – удаление из воды кремния, идущее только на сильноосновных ионитах.
Все физико-химические и технологические особенности смешанного слоя, отличающие его работу от работы раздельных колонн с теми же ионитами, являются следствием сдвига реакции ионного обмена в сторону образования воды. Этот сдвиг обусловлен непосредственным соседством разноименных ионитов.
Особенности смешанного слоя ионитов
1. качество фильтрата после смешанного слоя не зависит от концентрации солей в исходной воде. В зависимости от исходного содержания солей меняется только объем обессоленной воды.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.