Ионообменное фильтрование воды

Ионообменное фильтрование воды. Для того чтобы иметь правильное представление о происходящих в ионитных фильтрах процессах, не прибегая к подробному рассмотрению различных теорий ионного обмена, достаточно учитывать общепризнанные и доказанные многочисленными опытами следующие основные положения ионный обмен протекает в строго эквивалентных (стехиометрических) количествах между реагирующими веществами является обратимым процессом подчиняется закону действия масс. [c.84]

Увеличить степень регенерации нижних слоев можно было бы путем дальнейшего пропускания через ионит все новых порций свежего регенерационного раствора. Однако для этого потребовался бы значительный расход соли, что экономически не оправдывается, поскольку стоимость реагента является одной из основных статей эксплуатационных расходов при ионообменном фильтровании воды. Кроме того, следует иметь в виду, что по мере увеличения расхода соли заметный вначале эффект прироста обменной емкости ионита затем постепенно снижается. Поэтому ограничиваются пропуском соли в количестве, превышающем в 2-3 раза стехиометрическое соотношение обмениваемых [c.92]

Термин механическое фильтрование не совсем полно отображает сущность этой операции, поскольку ей могут сопутствовать различные физико-химические процессы, в частности, сорбция при наличии развитой поверхности фильтрующей среды. Однако в основном она сводится все же к чисто механическому задержанию присутствующей в обрабатываемой воде взвеси. Такой термин удобно отличает этот процесс от ионообменного фильтрования воды. [c.141]

ГЛАВА СЕДЬМАЯ ИОНООБМЕННОЕ ФИЛЬТРОВАНИЕ ВОДЫ 7-1, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ [c.184]

Ионообменное фильтрование воды является в настоящее время обязательной и основной стадией химической обработки воды для паровых котлов электростанций, независимо от качества исходной сырой воды. 18- [c.184]

В отличие от механического фильтрования воды, при котором состав растворенных в обрабатываемой воде веществ не претерпевает никаких изменений, ионообменное фильтрование воды имеет целью изменение в желаемо.м направлении ионного состава воды путем пропускания ее через специальные мелкозернистые вещества, называемые ионообменными материалами, или ионитами, которые загружаются в резервуары, называемые ионитными фильтрами. Поступающая- на такой фильтр под некоторым напором обрабатываемая вода просачивается через поры, образуемые зернами ионообменного материала, оставляя в нем часть своих ионов, взамен которых ионит отдает фильтруемой воде эквивалентное количество других ионов. Таким образом, в результате такого своеобразного обмена ионами происходит химическое изменение состава как фильтруемой воды, так и самого ионита. [c.185]

Ионообменное фильтрование воды [c.78]

Рис. 4-2. Схема ионообменного фильтрования воды.

Для останова реактора в горячем состоянии в настоящее время применяется химический поглотитель нейтронов — борная кислота. Для повторного пуска реактора борная кислота должна удаляться из теплоносителя путем его частичной замены до тех пор, пока концентрация бора в нем не понизится примерно до 60 мг/л. Остальная же часть борной кислоты будет удалена из воды путем фильтрования воды через соответствующую ионообменную смолу, специально очищенную для ядерного применения. Этим способом концентрация бора в воде может быть доведена до 4 мг/л. [c.301]

В соответствии с получившей распространение двухступенчатой системой ионообменной обработки воды заводы выпускают катионитные фильтры двух типов конструкций первой и второй ступеней. В фильтрах первой ступени высота слоя ионита достигает 2,5 м в фильтрах второй ступени, нагрузка которых по удаляемым ионам существенно меньше, высота слоя не превышает 1,5 м обвязка основных трубопроводов этих фильтров рассчитана на большие скорости фильтрования. [c.100]

В динамических условиях вода, проходящая через слой ионита, контактирует (по высоте слоя) с новыми для нее объемами ионита. При этом в верхнем слое ионита вода содержит наибольшую концентрацию ионов, а ионит — наименьшую. Естественно, что наибольшая сорбция ионов будет наблюдаться именно в верхнем слое ионита. В поступающей на верхние слои ионита воде концентрация ионов не изменяется, а в ионите вследствие ионообменного процесса их количество будет увеличиваться. Таким образом, со временем ионит в этой части слоя будет истощаться и процесс сорбции передвинется дальше по слою. Очевидно, что концентрация удаляемых ионов, поступающих на какой-то участок слоя X в момент времени и Т2, будет различной, причем если Х2>Х1, то ДС = С —С >0. В пределе при каком-то т для этого участка . Это означает, что все участки, расположенные выше этого, уже не осуществляют ионный обмен. С другой стороны, для распределения концентрации удаляемых ионов по высоте фильтра для участков и Х2 (причем Х2>х ) в некоторый момент времени т справедливо, что АС С —С <0, т. е. концентрация удаляемых ионов падает по высоте слоя. Непрерывное снижение концентрации по высоте слоя приводит к тому, что их концентрация на каком-то участке слоя становится практически равной нулю. Таким образом, при осуществлении ионного обмена путем фильтрования воды через слой в последнем можно выделить [c.81]

Напорные фильтры (рис. 6-3) работают за счет давления воды, создаваемого иасосом или напорным резервуаром , и выполняются в виде закрытых стальных вертикальных или горизонтальных цилиндрических резервуаров, рассчитанных на максимальный напор, создаваемый насосом, что позволяет увеличивать скорость фильтрования на этих фильтрах до 10—15 м1ч при механическом фильтровании и до 40—50 м/ч и выше при ионообменном фильтровании (см. гл. 7),. а также обеспечивать необходимый напор обработанной воды [c.152]

Но этим и ограничивается аналогия между механическим и ионообменным фильтрованием, так как происходящие в ионитных фильтрах процессы, разумеется, существенно отличаются от простого механического задержания присутствующей в воде взвеси. [c.186]

Е этих фильтрах регенерационный раствор и вода для отмывки катионита направляются, как обычно, сверху вниз, а Обрабатываемая вода-—снизу вверх. Однако при фильтровании воды снизу вверх со скоростью более 5 м1ч для современных ионообменных материалов, имеющих небольшой удельный вес, неизбежно некоторое перемешивание загрузки и, следовательно, нарушение ее благоприятного расположения, при котором наиболее Хорошо отрегенерированные слои ионита находятся в верхней части фильтра. Осуществлять же противоточное фильтрование со скоростью. менее 5 м/ч было бы не экономично, так как потребовало бы значительного увеличения числа устанавливаемых фильтров. Для устранения этого затруднения предложено осуществление фильтрования воды снизу вверх при гидравлически зажатом 206 [c.206]

Очень важно соблюдение по инструкции надлежащих условий проведения взрыхляющих промывок, обеспечивающих возможно полное удаление из фильтра мелких, пылевидных частиц ионообменных материалов. Неудовлетворительное проведение таких промывок приводит к тому, что эти пылевидные частицы, скапливаясь в верхней части загрузки, образуют своеобразную грязевую пленку, создающую дополнительное сопротивление проходу обрабатываемой воды, регенерационного раствора и промывной воды. В результате появления дополнительного сопротивления усиливается влияние так называемого пристенного эффекта, заключающегося в том, что расход воды вдоль стенок корпуса фильтра всегда несколько превышает расход ее через зернистую загрузку. При механическом фильтровании воды это явление в значительной мере гасится способностью механических фильтров к саморегулированию (см. главу 6), чего нет у ионообменных фильтров, получающих для обработки осветленную воду, практически не содержащую взвешенных веществ. Конечным результатом нарушения равномерности фильтрования являются различные гидравлические перекосы в загрузке фильтра, неудовлетворительно отражающиеся на его эксплуатации (см. 7-3). Гидравлические перекосы вредны также и при проведении регенерации ионообменного материала, так как в результате пропуска регенерационного раствора 14 211 [c.211]

Поверхностные воды с незначительным содержанием взвешенных веществ (на рис. 10-1 они обозначены 16) могут обрабатываться по так называемый прямоточным напорным схемам, в которых коагуляция и осветление в механических фильтрах комбинируют с одной из схем ионообменного фильтрования. [c.230]

Поверхностные воды с относительно большим количеством взвещенных веществ (на рис. 10-1 они обозначены 1в) освобождаются от них в осветлителе, после чего подвергаются механическому фильтрованию и далее комбинируются с одной из схем ионообменного фильтрования. При этом часто, в целях разгрузки ионообменной части водоподготовительной установки, одновременно с коагуляцией осуществляют в осветлителе частичное умягчение воды и снижение ее солесодержания путем известкования и магнезиального обескремнивания. Такие комбинированные схемы особенно целесообразны при обработке сильно минерализованных вод, поскольку даже при частичном их обессоливании методом ионного обмена требуются большие капитальные затраты вследствие высокой стоимости ионообменных смол. [c.230]

Прохождение обрабатываемой воды через загрузку ионитного фильтра, представляющую собой мелкопористую среду, происходит, по-видимому, путем разбивания потока воды на многочисленные мельчайшие струйки, стремящиеся найти в этой среде пути наименьшего сопротивления. В частности, по этой причине имеет место преимущественное фильтрование воды вдоль стенок корпуса фильтра (так называемый пристенный эффект). Стабильность такого состояния потока фильтруемой воды будет тем больше, чем меньше скорость фильтрования. При этом возможно образование между отдельными струйками (их иногда называют излюбленными путями фильтрации) небольших островков ионита, не участвующего в процессе ионного обмена. Такое неблагоприятное состояние гидродинамики ионообменного фильтра может приводить к заметному ухудшению его к. п. д., поэтому [c.108]

Из результатов приведенных исследований следует, что технологические схемы ХВО электростанций, включающие оборудование для осветления воды коагуляцией и фильтрованием, адсорбционной и ионообменной очистки, способны взять на себя функцию доочистки городских сточных вод, совместив ее с процессом подготовки добавочной воды. [c.54]

Продуктами коррозии данного реактора являются окислы железа, никеля, хрома, соединения марганца и кобальта. Большинство из них может быть удалено из воды в процессе фильтрования и при том без использования ионообменных свойств фильтрующих материалов. Фильтрующий материал представляет собой смесь сульфо-кислотного катионообменного материала в водородной форме и сильно основной смолы в гидроксильной форме. [c.306]

Размещение распределительного устройства для регенерационного раствора непосредственно над поверхностью ионита представляется особенно целесообразным для синтетических ионообменных смол, частицы которых, уплотняясь при фильтровании, трудно поддаются разрыхляющей промывке перед их регенерацией и требуют поэтому большой высоты водяной подушки. В этих условиях описанное распределительное устройство с успехом может быть использовано для организации так называемой верхней промывки, осуществляемой одновременно с нижней и способствующей лучшему разрыхлению ионита. Для проведения такой промывки достаточно иметь подвод воды в регенерационный трубопровод, что может быть также использовано для автоматического и плавного изменения концентрации подаваемого регенерационного раствора. Возможно, что использование таким образом регенерационного распределительного устройства позволит ограничиться для новых синтетических ионитов обычной нормальной высотой водяной подушки. [c.280]

При водоподготовке по ионообменным методам для промышленных котельных установок низких параметров (до 1,5 Мн м ) поверхностные воды могут осветляться путем простого фильтрования через механические фильтры без прибавления коагулянта в широком диапазоне исходного содержания взвешенных веществ. [c.405]

Ионообменную очистку сточных вод осуществляют путем их последовательного фильтрования через катиониты (в №-форме) и аниониты (в ОН--форме). При наличии в воде анионов сильных и слабых кислот анионирование ведут в две ступени, извлекая сначала анионы сильных кислот на слабоосновных анионитах, а затем анионы слабых кислот на сильноосновных анионитах. [c.698]

В настоящее время радикальным способом глубокого обессоливания конденсата является фильтрование его через ионообменный материал, представляющий собой смесь зерен Н-катионита и ОН-анионита. Пропускание воды через такой материал является по [c.220]

Обрабатываемая вода может вызывать некоторое растворение вещества ионита или переход его в коллоидное состояние (пептизация), что особенно заметно при пребывании фильтра в резерве и что приводит иногда к измельчению зерен ионита. Как правило, иониты более устойчивы в кислотах, чем в щелочах, особенно повышенной концентрации. Необходимо учитывать особое значение химической прочности ионообменных материалов, поскольку это может привести к существенному ухудшению качества обработанной воды. Особенно это опасно в хвостовой части водоподготовительной установки, после которой вода уже непосредственно направляется в парогенератор. Помимо этого, при последовательном фильтровании обрабатываемой воды через фильтры с различными ионитами, при недостаточной химической прочности их может происходить засорение ионитов продуктами распада предыдущего по ходу воды материала. [c.78]

В серийно выпускаемых отечественными заводами ионообменных фильтрах верхняя распределительная система является объединенной, т. е. предназначается для равномерного распределения по площади поперечного сечения фильтра как потоков обрабатываемой и промывной воды, так и раствора реагентов, регенерирующих ионит. Такое решение не может обеспечить в одинаковой степени равномерность распределения этих потоков, если учитывать различные скорости их пропускания через загрузку фильтра. Это особенно должно быть ощутимым в фильтрах второй ступени, где скорость фильтрования обрабатываемой воды может превосходить скорость пропуска регенерационного раствора в 4—5 раз и более. В конструкциях ионитных фильтров зарубежных фирм эти распределительные устройства выполняются, как правило, раздельными. [c.99]

Несмотря на столь существенное различие между механическим и ионообменным фильтрованием воды, эти два процесса имеют много общих, в основном равнозначных элементов и понятий. В обоих случаях имеет место процесс просачивания обрабатываемой воды под некоторым напором через зернистые материалы. Причем зернистость и тех и других материалов имеет весьма близкие характеристики. Естественно, что при дви-жении воды сквозь слой ионита последний оказывает сопротивление этому движению, в результате чего происходит потеря напора в ионитном фильтре. При этом, так же как и для механического фильтра, эта потеря напора зависит от характеристики зернистости ионита, высоты его загрузки и скорости фильтрования и будет для конкретных условий величиной постоянной. Однако в то время, как при механическом фильтровании потеря напора в процессе рабочего цикла фильтра постепенно увеличивается (по мере задержания им содержащейся в воде взвеси), при ионообменном фильтровании начальная потеря нанора, если и будет возрастать, то чрезвычайно медленно. [c.185]

Это положение можно было бы в некоторой степени уменьшить путем дальнейшего пропускания через ионит все новых порций свежего регенерационного раствора. Однако для этого потребовался бы значительный расход соли, что экономически не оправдывается, поскольку стоимость реагента является одной из основных статей эксплуатационных расходов при ионообменном фильтровании воды. Кроме того. Следует иметь в виду, что по мере увеличения расхода соли заметный вначале эффект прироста обменной емкости ионита затем постепенно снижается. Поэтому ограничиваются пропуском соли в количестве, превышающем в 3,0—3,5 раза стехиоме-трическое соотношение обмениваемых ионов, что обеспечивает относительно удовлетворительную регенерацию ионита. При этом, однако, если учитывать сказанное выше, полнота регенерации материала в направлении сверху вниз будет постепенно ухудшаться, т. е. посте-. пенно будет возрастать в нем содержание молекул Са-ка-тионита и Mg-кaтиoнитa. [c.90]

В настоящее время получают все большее распространение схемы водо-обработки, включающие в себя процессы фильтрования воды через различные ионообменные материалы, чем достигаются полное умягчение воды и снижение ее щелочности или полное обессоливание и обескремнивание. Из старых методов обработки добавочной воды, связанных с осаждением примесей воды, сохраняет практическое значение только метод известкования ввиду повсеместной доступности и невысокой стоимости извести как реагента. [c.407]

Ионообменный метод опреснения и обессоливания основан на последовательном фильтровании воды через Н-катионито- [c.552]

Ионообменное фильтрование является обязательной конечной стадией обработки воды при всех возможных вариантах схем и осуществляется в виде Ыа-катиониро-вания, H-Na-кaтиoниpoвaния и Н-ОН- ионирования воды. Осветлитель 2 предусматривает два основных варианта его использования 1) осветление воды, когда в нем осуществляются процессы коагуляции и отстаивания воды и 2) умягчение воды, когда, помимо коагуляции, в нем проводят известкование, а также одновременно с известкованием магнезиальное обескремнивание воды. [c.229]

Подземные, артезианские воды (на рис. 10-1 они обозначены 1а), в которых практически обычно отсутствуют взвешенные вещества, не требуют их осветления и поэтому обработка таких вод может ограничиваться только ионообменным фильтрованием по одной из трех схем в зависимости от предъявляемых требований к обработанной воде а) Ма-катионирование, если требуется только умягчение воды б) H-Na-кaтиoниpoвaниe, если требуется, помимо умягчения, снижение щелочности или уменьщение солесодержания воды в) Н-ОН-ионирова-ние, если требуется глубокое обессоливание воды. [c.230]

Поглощение органических веществ приводит к отравлению и слабоосновных анионитов. В [116] показано, что присутствие органических веществ в биологически очищенных сточных водах не влияет на равновесную емкость слабоосновного сорбента. Однако замедление кинетики поглощения ионов ОН-формой сорбента приводит к увеличению длины зоны ионопереноса. Поскольку сорбция органических веществ замедляет кинетику поглощения ионов и не влияет на ионообменное равновесие, рабочую емкость сорбента можно повысить увеличением слоя материала. На основе этого положения в [116] проведено испытание схемы ионирова-ния биологически очищенной сточной воды последовательным фильтрованием через Н- и две ступени ОН-ионитных фильтров. После проскока кислоты на регенерацию отводили головной ОН-фильтр, а в конец цепочки вводили свежеотрегенированный фильтр. Возрастание длины слоя (в 2 раза) позволило более чем вдвое увеличить рабочую емкость ионита по анионам сильных кислот и довести ее до 1200—1300 г-экв/м . Ионитами удалялось примерно 50 % органических соединений исходной воды. Рабочая емкость анионита АН-22 по органическим веществам составила 1,5—3,0 кг/м в единицах ХПК. Таким образом, за счет увеличения загрузки слабоосновного анионита можно обеспечить частичное извлечение органических веществ из. биологически очищенной сточной воды наряду с анионами сильных кислот. Это позволяет снижать глубину очистки на стадии предварительной адсорбционной обработки либо проводить еев схемах полного химического обессоливания непосредственно перед сильноосновными анионитами. [c.88]

Регенерация истощенного Н-катионита обычно осуществляется фильтрованием через его слой 1 — 1,5%-ного раствора серной кислоты. При концентрации серной кислоты выще 2% создается опасность обрастания зерен катионита отложениями сульфата кальция (загипсование), вследствие чего катионит полностью теряет ионообменную способность. При пропускании раствора серной кислоты через слой истощенного катионита ионы водорода вытесняют из него ионы кальция и магния, последние переходят в раствор и удаляются в дренаж. Обогащенный обменными катионами водорода катионит вновь приобретает способность умягчать воду. [c.26]

Известные в технологии улучшения качества воды методы -ее деманганации можно классифицировать на безреагентные и реагентные на окислительные, сорбционные, ионообменные и биохимические. К числу безреагентных методов удаления марганца из воды следует отнести глубокую аэрацию с последую-щим отстаиванием (вариант) и фильтрованием на скорых ос-ветлительных фильтрах с сорбцией марганца на свежеобразованном гидроксиде железа, метод Виредокс , [c.420]

Удаление растворенного кислорода без подогрева воды может быть достигнуто фильтрованием ее через электронно-обменные (ЭО) и электронно-ионообменные смолы (продукты конденсации пирогаллола, гидрохинона или пирокатехина с фено- ом и формальдегидом). Восстановительная способность отечественных электрообменников следующая ЭО-6 — 450 0-7 — 600. .. 800 ЭО-8 — 5000 г-экв/м . При использовании ЭО смол для обескислороживания воды высота слоя смолы в фильтре принимается равной 2 м, скорость фильтрования — [c.465]

Способы дезактивации воды подразделяют на физико-хими ческие (дистилляция, осаждение, коагулирование, флотация фильтрование, сорбция, ионообмен, экстрагирование, выпаривание), электролитические (электролиз, электродиализ, электроионизация), биологические, или сочетание перечисленных способов. [c.672]

Установки СВО не только обеспечивают требуемое качество теплоносителя, но и имеют дополнительные функции. Например, СВО-1 на реакторе ВВЭР поддерживают аммиачно-калиевый водный режим, регулируя такие показатели качества реакторной воды, как pH, содержание аммиака, калия, борной кислоты и др. Производительность СВО-1 может быть принята по обобщенному опыту эксплуатации ВВЭР на уровне (0,4—0,8)10 м /кВт, что для реактора ВВЭР-440 составляет 40 т/ч, а для реактора ВВЭР-1000 — 60 т/ч. Технологическая система водоочистки реактора ВВЭР-1000 (рис. 7.14), состоит из двух параллельно включенных ионообменных фильтров, рассчитанных на полное давление первого контура и двух параллельных ниток (рабочей и резервной), каждая из которых содержит три ионитных фильтра низкого давления. Блок высокого давления состоит из двух ФСД диаметром 1 м, работающих при скорости фильтрования 40 м/ч. В процессе эксплуатации катионит ФСД переходит в калиево-аммиачную форму, а анионит — в боратную. Рабочая емкость ФСД высокого давления обеспечивает возможность эксплуатации фильтров в течение 1 года, после чего иониты гидротранспортируют на захоронение и заменяют новыми. Работа ФСД под давлением первого контура препятствует потере растворенного в теплоносителе водорода, что обеспечивает поддержание заданного ВХР. [c.587]

При приготовлении водосмешиваемых СОЖ необходимо провести подготовку воды, которая в общем случае состоит из деионизации, дегазации и обеззараживания. Деионизация включает в себя умягчение и обезже-лезивание воды. Известны 4 фуппы способов умягчения воды (термические, реагентные, ионообменные и комбинированные) и 9 методов обезжелезивания воды (аэрирование, озонирование, хлорирование, известкование, коагулирование, фильтрование через активные загрузки, обработка активной кремнекислотой, электролиз, катионообмен). Методы обеззараживания воды подразделяются на основные (окисление газами, реагентные, радиационные, электрохимические, ультразвуковые, электрические и мембранные) и комбинированные, представляющие собой сочетания основных. [c.904]

Мутность исходной воды. При высокой мутности исходной воды реагентное умягчение обладает тем преимуществом, что однсвременно с умягчением происходит и осветление. В случае применения ионообменных материалов требуется предварительное отстаивание или фильтрование мутной воды (или совместно то и другое) с тем, чтобы предотвратить ухудшение условий эксплуатации установки. [c.172]

Все сказанное выше о прочности фильтрующих ма-мериалов (см. гл. 6) остается в значительной мере справедливым и для ионообменных материалов. Необходимо лишь учитывать особое значение химической прочности ионитов, поскольку это может привести к существенному ухудшению качества обработанной воды и при том в хвостовой части водонодготовительной установки, после которой вода уже непосредственно направляется к потребителю. Помимо этого, при последовательном фильтровании обрабатываемой воды через фильтры с различными ионитами при недостаточной химической прочности их может происходить засорение ионитов продуктами распада предыдущего по ходу воды материала. [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...