ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Опреснение воды ионным обменом из "Опреснение воды " Метод ионного обмена широко применяется на практике для умягчения и обессоливания пресных вод. Для опреснения метод применим в основном при использовании солоноватых вод с общим солесодержанием до 2—3 г/л. Увеличение солесо-держания опресняемой воды понижает экономичность этого метода, однако в последнее время разработано несколько технологических схем обессоливания воды ионным обменом, расширяющих границы применения данного метода и делающих его конкурентоспособным с другими методами опреснения воды с солесодержанием до 8—10 г/л. [c.122] Метод опреснения воды ионным обменом основан на применении специально изготовляемых зернистых материалов — катионитов и анионитов. [c.122] Катионыгы —практически нерастворимые в воде материалы, представляющие собой соли или кислоты с нерастворимым твердым анионом катион же способен вступать в определенных условиях в обменную реакцию с катионами раствора, в котором находится катионит. В результате этой реакции катионит сорбирует из раствора катионы, заменяя их на эквивалентное количество катионов, которыми катионит был предварительно заряжен. [c.123] Аниониты представляют собой основания или соли с твердым нерастворимым катионом. Анионы анионита способны обмениваться на анионы раствора, замещая их эквивалентным количеством анионов, которыми анионит был предварительно заряжен. [c.123] Символом [Кат] обозначен нерастворимый в воде комплекс катионита, играющий роль аниона. Условно считают анион ка тионита одновалентным. [c.123] Совершенно аналогично протекают реакции с находящимися в растворе катионами и Na+. [c.123] При фильтровании соленой воды через катионит в водородной форме солесодержание воды снижается на величину, эквивалентную щелочности воды (содержанию в воде бикарбо-натных ионов), а вместо сернокислых и хлористых солей в ра-. створе получаются эквивалентные им количества серной и со--ляной кислот. [c.123] Символом Ан] обозначен нерастворимый в воде комплекс анионита, играющий роль катиона. Условно считают катион анионита одновалентным. [c.124] В настоящей главе не рассматриваются реакции ионного обмена, позволяющие извлекать из воды анионы слабых кислот (например, кремниевой), поскольку содержание анионов слабых кислот (за исключением НСО ) в природных водах незначительно и практически не отражается на величине соле-содержания питьевой воды. [c.124] По мере фильтрования воды через катионит или аниоииг все большее количество их обменных катионов или анионов будет замещаться извлекаемыми из воды катионами и анионами. Это приведет к истощению обменных способностей катионита и анионита и необходимости их регенерации. [c.124] Так как при фильтровании через катионит регенерационного раствора кислоты продукты регенерации удаляются в сток, а в слой катионита поступают все новые порции кислоты, равновесие в уравнении (10.8) может быть сдвинуто вправо в любой требующейся степени. Полнота регенерации катионита зависит от концентрации регенерационного раствора и общего его количества, профильтрованного через катионит. [c.124] После проведения регенерации катиониты и аниониты оказываются подготовленными к следующему циклу опреснения (обессоливания) воды. [c.125] Катиониты и аниониты характеризуются рядом показателей их свойств, важных для использования в технологических процессах опреснения воды. Важнейшим свойством ионита является его полная обменная способность, которая соответствует количеству акти вных групп ионита в единице его веса или объема. [c.125] Для определения полной обменной способности производят фильтрование раствора поглощаемого иона до тех пор, пока его концентрация в фильтрате не станет равной концентрации в исходном растворе. [c.125] Количество активных групп катионита или анионита, участвующих в ионном обмене, зависит от условий проведения реакции —температуры и величины pH, поэтому определение полной обменной способности ионита для получения сопоставимых данных проводят в определенных стандартных условиях. [c.125] Полная обменная способность характеризует потенциальную способность данного ионита к ионному обмену. [c.125] НИИ раствора, скорости фильтрования раствора через ионит, высоты его слоя, допускаемого проскока ионов в фильтрат н соотношения различных ионов в исходном растворе. [c.126] Сложность ряда зависимостей, влияющих на величину рабочей обменной способности, заставляет определять ее экспериментально в каждом конкретном случае опреснения воды для последующего расчета количества ионитов, загружаемых в фильтры опреснительной установки. [c.126] К числу показателей, характеризующих свойства ионитов, относятся также гранулометрический состав, коэффициент неоднородности (соотношение крупных и мелких зерен), насыпной (объемный) вес воздушно-сухого и разбухшего в воде ионита, объем межзернового пространства, механическая, химическая и термическая стойкость, гидравлические свойства ионита (потеря напора при фильтровании воды через ионит, расширение слоя ионита при взрыхлении током воды снизу вверх). [c.126] Из выпускаемых отечественной промышленностью ионитов для опреснения воды можно использовать катиониты — суль-фоуголь, КУ-1 и КУ 2-8 (сильнокислотные), КБ-4П-2 (слабокислотный) аниониты —АН-2ФН, ЭДЭ-ЮП, АН-18-6 (слабоосновные) и АВ-17-6 (сильноосновный). [c.126] Вернуться к основной статье