Задачи водоподготовки. Характеристика природных вод. Характеристика примесей воды. Растворимость твердых веществ и газов в воде, страница 6

Основными показателями качества катионитов являются:

- фракционный состав;

- механическая прочность ;

- термостойкость;

- насыпная масса и коэффициент набухания;

- рабочая обменная емкость.

Фракционный состав катионита (размер зерен) определяется обычным ситовым методом. Мелкозернистый катионит имеет большую суммарную поверхность соприкосновения с водой и, соответственно, большую обменную емкость. Но мелкозернистый катионит сильно увеличивает гидравлическое сопротивление фильтра, а значит и расход энергии на привод подающих насосов. Поэтому на практике применяют оптимальный размер зерен с d=0,3-1,5мм.

Механическую прочность необходимо учитывать, так как при взрыхлении слоя происходит трение частиц и происходит их механический износ.

Термостойкость – способность катионита работать при повышенных температурах без защитной пептизации. СУФ выдерживает температуру до 80 ⁰С, КУ-1 и КУ-2-8 более термостойки и выдерживают температуры до 100-120 ⁰С.

Насыпную массу и коэффициент набухания необходимо учитывать при загрузке фильтров, так как при погружении в воду катиониты набухают и увеличиваются в объеме.

К_нб=ρ_сух/ρ_нб       , где   К_нб  - коэффициент набухания.

Рабочая обменная емкость является наиболее важным показателем   е_p (г-экв/м³).    е_p    сульфоугля увеличивается с увеличением содержания в воде анионов    HCO₃^-.    КУ-1, КУ-2-8 таких свойств не обнаруживают.

Катиониты неодинаков поглощают различные катионы. Например, в ряду    Na⁺à NH4⁺à Mg⁺²à Ca⁺²  каждый последующий катион поглощается более активно, чем предыдущий.            Зависит от концентрации в воде ионом одноименных обменному.

3.5. Анионирование воды.

Анионирование воды – процесс обмена анионами между растворенными в воде электролитами и нерастворимым веществом  - анионитом. Анионирование применяется для глубокого обескремнивания и обессоливания воды. В качестве обменных анионов чаще всего используется  анион  OH^-, а также могут использоваться анионы    CO₃^-2    и   HCO₃^- .

Анионирование может протекать в любой среде, при различных значениях рН, но эффективнее протекает в кислой среде, поэтому анионирование производят после водород-катионирования.

R⁺ OH^-+ HCl=RCl+H₂O

R⁺ OH^-+ H₂CO₃= R HCO₃+ H₂O

Достоинством процесса является его необратимость, то есть реакции идут в одном направлении. При истощении анионита производят его регенерацию растворами  NaOH, Na₂CO_3,   Na HCO_3.

3.6. Характеристики и свойства анионитов.

Аниониты представляют собой искусственно приготовленные материалы. Все аниониты делятся на две группы: слабоосновные и сильноосновные. Слабоосновные аниониты способны к поглощению анионов только сильных кислот:  SO₄^-2 , Cl^-, PO₄^-3, NO₃^-, PO₄^-. Сильноосновные аниониты поглощают анионы как сильных, так и слабых кислот: CO₃^-2, HCO₃^-,  HSiO₃^-, SiO₃^-2, поэтому в установках обессоливания применяют обе группы анионов. Аниониты в отличие от катионитов обладают кремнеемкостью, то есть способностью обескремнивать воду. Под рабочей кремнеемкостью понимают количество ионов  SiO₃^-2  в г-экв, которые может поглотить 1м³ анионита. кремнеемкость зависит от значения рН, начального кремнесодержания, скорости фильтрования. аниониты, как и катиониты неодинаково поглощают различные анионы. Например, в ряду    SO₄^-2 à Cl^-à NO₃^-à NO₂^-  каждый последующий анион поглощается менее активно, чем предыдущий.  е_p aнионитa возрастает с увеличением концентрации улавливаемого аниона. Аниониты характеризуются теми же показателями качества, что и катиониты. В настоящее время синтезированы макропористые аниониты, которые способны удалять из воды 70-90% органических веществ.

3.7. График работы ионитного фильтра.

Работа ионитного фильтра состоит их 2 периодов: рабочего и регенерации. Рассмотрим график работы ионитного фильтра на примере работы катионитного фильтра.

Процесс умягчения воды в катионитномм фильтре начинается в момент контакта воды со слоем катионита и заканчивается на некоторой его глубине. В процессе работы фильтра его верхние слои истощаются, а на смену им  включаются новые, низлежащие слои катионита, и в фильтре образуется 3 слоя.