Определение сухого остатка воды. Определение водородного показателя. Классификация вод в зависимости от уровня рН

Когда концентрация хлоридов (сульфатов) в отмывочной воде станет примерно равной концентрации в исходной воде (по интенсивности мути), отмывку заканчивают и фильтр снова может быть использован для работы.

Количество воды, необходимое для отмывки катионита от продуктов регенерации, определяется по формуле

3

Wотм f tотм10

                                           Qотм                      , л,                          (7.3)

60

где W_отм – скорость фильтрования при отмывке, равная 10 м/ч; t_отм – время отмывки катионита, равное 30 мин.

Если фильтр ставится в резерв, то отмывку до конца проводить не следует. Окончательную отмывку фильтра нужно произвести перед пуском его в работу, сбрасывая воду в дренаж в течение 5–10 мин.

В целях экономии воды при отмывке первые 10–15 мин сбрасывать воду в дренаж, а затем собирать воду в бак и использовать ее в дальнейшем для взрыхления фильтров.

Умягчение 

В процессе умягчения катионы кальция и магния, находящиеся в исходной воде, замещаются катионами натрия либо водорода, которые находятся в катионите. 

Жесткость химически очищенной воды в процессе умягчения не должна быть выше 0,2 мг-экв/кг. 

Температура исходной воды, поступающей на водоочистку, должна быть не ниже 20 °С (чтобы предохранить аппаратуру от запотевания) и не выше 60 °С, т. к. при такой температуре дренажные колпачки будут выходить из строя, а катионит разлагается.

Умягчаемая вода из водопроводной сети подается на фильтры сверху вниз. Регулируя степень открытия кранов 1, 3, 8, 6, 11, устанавливают скорость фильтрования порядка 10–15 м/ч (считая на свободное сечение фильтра). Умягченную воду отбирают в сосуды по 500 мл с небольшим промежутком времени между отборами.

По окончании умягчения краны 1, 3, 8, 6, 11 закрывают.

Делают анализ отобранных проб воды, состоящей в определении общей жесткости и щелочности Na-катионированной воды (Ж_Na , Щ_Na), жесткости и кислотности H-катионированной воды (Ж_H, К_H).

По анализу двух проб определяют средние показатели ее качества. Определяют объем H- и Na-катионированной воды для получения 1 л смеси с заданной остаточной щелочностью (0,4 мг-экв./л) по формулам:

                                                  ^V_H  X1000, мл

                                            V_Na  (1 X)1000, мл, где X – доля Н-катионированной воды, которая определяется по формуле

Жк  Щост ,

                                                  X 

Ж_о

(1 X) – доля Na-катионированной воды в смеси, которая определяется по формуле

Жнк Щост .

                                             (1X) 

Ж_о

Жесткость смешанной воды определяется по формуле

                                   Ж_см XЖ_к  (1X)Ж_нк, мг-экв/л.

Результаты вычислений сводятся в табл. 7.1 и 7.2.

Таблица 7.1

Результаты анализов исходной умягченной воды, мг-экв/л

Параметр	H-катионирование				Na-катионирование
	Исходная вода	Умягченная вода			Исходная вода	Умягченная вода
		Проба 1	Проба 2	Сред.		Проба 1	Проба 2	Сред.
Жк
Жнк
Жо

Таблица 7.2

Умягченная вода с заданной щелочностью Щост, мг-экв/л

H-катионированная вода		Na-катионированная вода		Смешанная вода
Доля в смеси X	Объем в 1 л смеси в мл	Доля в смеси (1 – X)	Объем в 1 л смеси в мл	Щелочность, мг-экв/л		Жесткость, мг-экв/л
				задан- ная	по анализу	по расчету	по анализу

Контрольные вопросы

1.  В чем состоит сущность метода ионного обмена?

2.  Каковы основные элементы катионитных фильтров?

3.  Как осуществляется H–Na-катионирование?

4.  Какие операции осуществляются на катионитных фильтрах?

Лабораторная работа № 8 Химическое обессоливание воды на ионитных фильтрах

Цель работы: закрепить теоретические знания по химическому обессоливанию воды. Определить жесткость, щелочность и солесодержание водопроводной воды. Провести необходимые расчеты для оценки качества обессоливания.

Теоретическая часть

Схема лабораторной установки (рис. 8.1) для химического обессоливания воды состоит из четырех стеклянных фильтров диаметром 40 мм и декарбонизатора диаметром 60 мм. Фильтры включены по схеме двухступенчатого химического обессоливания:

                               Н₁  A₁  H₂  декарбонизатор  A₂

 

Рис. 8.1. Схема двухступенчатого химического обессоливания воды:

Д – декарбонизатор; Э – эжектор; сов – сброс отмывочных вод;

-о- – вода после предочистки; -ов- – обессоленная вода;

-д- – декарбонизированная вода; -к- – раствор кислоты;

-щ- – раствор щелочи;  -чов- – частично обессоленная 

Соединение фильтров осуществлено стеклянными трубками диаметром 8–10 мм. Водород-катионитные фильтры заполнены сульфоуглем, анионитный фильтр I ступени – анионитом АН-31, анионитный фильтр II ступени – анионитом АВ-17-8. Регулирование количества поступающей на установку воды осуществляется краном водопроводной линии, движение воздуха через декарбонизатор создается водоструйным эжектором.

Сульфоуголь отрегенерирован 1–2%-м раствором ^H₂^SO₄, аниониты – 4%-м раствором N^aOH.

Опыт химического обессоливания воды состоит из следующих процессов:

1.  Фильтрование воды через H-катионированный фильтр I ступени