Умягчение воды ионным обменом

Умягчение воды ионным обменом 200 [c.555]

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]

Умягченная известково-содовым способом вода обычно представляет собой пересыщенный раствор и имеет тенденцию к образованию накипи в трубопроводах. В настоящее время существуют различные методы устранения пересыщения и предотвращения осаждения карбоната кальция из воды после ее выхода из водоумягчительной установки. При всех известково-содовых способах умягчения образуется много шлама единственным исключением является процесс, происходящий в вихревом реакторе, и если удаление шлама связано с большими трудностями, то слеДует применять другие методы умягчения, например ионный обмен. [c.27]

Высота рабочего слоя смолы, в котором происходит умягчение воды, может быть разной и зависит от многих факторов. По мере работы фильтра верхние слои смолы истощаются, теряют способность обменивать катионы и ионный обмен начинает происходить в более низких слоях смолы. Таким образом, в любом фильтре через некоторое время образуются три зоны работающего (в-г-е-д), истощенного (а-б-г-в) и свежего (д-е-з-ж) катионита (рис. 7.1) [131. [c.131]

Химическое умягчение воды. Умягчение воды имеет целью удаление из нее накипеобразователей (солей Са и Mg). Применяются два метода умягчения — осаждение накипеобразователей и ионный обмен. [c.282]

Умягчение воды за счет Na-катионирования заключается в фильтровании ее через слой катионита, содержащего в качестве обменных ионов катионит Na. [c.125]

В бессточных схемах умягчения воды с утилизацией ОРР непосредственно в процессе обработки воды соотношение концентрации ионов Na н a+Mg перед катионитным фильтром увеличивается, что приводит к снижению обменной емкости катионита. [c.24]

Для установления оптимальной технологии умягчения морской воды Mg — Na-катионированием и комбинированным методом было исследовано влияние температуры умягченной воды, концентрации регенерационного раствора и соотношения в нем ионов Mg и Na на содержание в фильтрате ионов Са и Mg и обменную емкость катионитов по этим катионам, а также процессы гипсования при регенерации Mg—Na-катионитного фильтра. [c.66]

Н-катионитовый метод. При этом методе умягчения вода пропускается через слой катионита, содержащего в качестве обменных ионов катионы водорода. Умягчение воды Н-катионированием основано на способности катиона водорода Н+ обмениваться в катионите на катионы кальция, магния, натрия и др. [c.25]

Обезжелезивание воды катионированием целесообразно лишь в тех случаях, когда одновременно с обезжелезиванием требуется умягчение воды, при этом ионным обменом могут быть лишь извлечены ионы железа (II). [c.397]

При пропуске воды сверху вниз через слой катионита происходит ее умягчение, заканчивающееся на некоторой глубине. Слой катионита, умягчающий воду, называют работающим ело-ем или зоной умягчения. При дальнейшем фильтровании воды верхние слои катионита истощаются и теряют обменную способность. В ионный обмен вступают нижние слои катионита и зона умягчения постепенно опускается. Через некоторое [c.500]

Реакция (4.1) осуществляется, например, при умягчении воды с помощью катионита в исходной натриевой форме. Катионит поглощает из раствора ионы-накипеобразователи кальция в обмен [c.106]

Возможен также непрерывный ионный обмен, но этот способ умягчения вряд ли будет применяться. Структура ионообменного материала образована молекулярным каркасом с ионными связями активных групп, ионы которых участвуют в обменных реакциях. Каркас может состоять из органических цепей с поперечными связями или из неорганической кристаллической решетки. Ионообменные материалы практически нерастворимы в воде, однако их структура допускает диффузию молекул воды и гид-ратных ионов. [c.87]

При умягчении воды диффузия через раствор является более медленным процессом, поэтому она определяет скорость ионного обмена, тогда как в более концентрированных растворах, используемых для регенерации, скорость реакции определяется диффузией через ионообменный материал. Предельная концентрация, при которой диффузия через обменный материал уже становится определяющей, составляет приблизительно 0,1—1 N точная величина концентрации зависит от структуры материала и размера диффундирующего иона. Практически эти факторы учитываются при разработке установок и не играют существенной роли в процессе их нормальной эксплуатации., [c.91]

Давление. Установки для реагентного умягчения работают только при атмосферном или небольшом избыточном давлении, поэтому может потребоваться подкачка обработанной воды насосом для создания требуемого давления ионный обмен может протекать при давлении, равном давлению в водопроводной сети. [c.169]

Одним из путей удаления основной части связанной углекислоты из исходной воды является обработка известью с подогревом в сочетании с катионным обменом. Другой путь заключается в применении сильноосновных анионитов или нейтрализации щелочности исходной воды с последующей дегазацией для удаления углекислоты и кислорода и окончательного умягчения воды методом ионного обмена. Может быть применено также обессоливание, поскольку любой способ понижения концентрации солей в котловой воде ведет к уменьшению коррозии. В качестве примера достигнутых результатов укажем на котельную установку, работающую под давлением 70 ат, вода которой после обработки с применением ионного обмена и дегазации содержит углекислоты около 2 мг л, а пар — 0,5 мг/л. [c.218]

Ионный обмен — незаменимый способ получения глубоко обессоленной воды, наиболее распространенный способ умягчения при водоподготовке, при извлечении ценных металлов в гидрометаллургии [120, 121 и др. В черной металлургии при защите водного бассейна ионитный метод применяется при регенерации технологических растворов, очистке сточных вод, извлечении ценных компонентов. [c.134]

ИЗ ВОДЫ накииеобразовагелей (солей Са и Mg). Применяются два метода умягчения — осаждение накипеобразователей и ионный обмен. [c.198]

Если наблюдается уменьшение обменной емкости фильтра, но ВИДИМЫХ причин как будто нет, то целесообразно провести лабораторную проверку качества катионита. Для этого следует вскрыть фильтр и отобрать пробы катионита с глубины 100 и 350—400 мм. Загрузив эти пробы в лабораторные колонки, катионит регенерируют Na l и определяют обменную емкость е . Если она находится в пределах норм, качество катионита в фильтре нормально и причина ухудшения его работы заключается в чем-то другом (нарушена гидродинамика слоя катионита). В том случае, если лабораторное значение е-р примерно такое же, как и в фильтрах, то эго означает, что виной является качество катионита, который возможно занесен отложениями. Для проверки этого вывода катионит в колонке регенерируют (промывают) кислотой, затем — солью и вновь проверяют значение бр. На прямоточных катионитных водоочистках с предварительной коагуляцией на осветлительных фильтрах иногда наблюдается ухудшение работы катионитных фильтров, выражающееся в снижении количества умягченной воды за фильтроцикл. Причиной этого может явиться повышение концентрации ионов водорода в результате коагуляции. Это приводит к следующим реакциям [c.104]

С повышением температуры умягчаемой морской воды, уменьшением соотношения ионов магния и натрия в регенерационном растворе и с повышением общей его концентрации содержание ионов кальция и магния в фильтрате снижается, а обменная емкость катионита по этим катионам повышается. Несмотря на снижение обменной емкости Na-катионитного фильтра с уменьшением концентрации ионов магния в частично умягченной воде, удельное количество полученной глубокоумягчениой воды при этом увеличивается. [c.66]

После стадии фильтрования шолларской воды катионит регенерировался раствором серной кислоты при удельном расходе 1,5 г-экв/г-экв. После проскока ионов И в фильтрат последний собирался в количестве 0,1 л и использовался в дальнейшем в качестве отработавшего раствора. При следующих регенерациях через СК-1 последовательно пропускали отработавший и свежий растворы кислоты, а затем проводилась его отмывка. Сбор отработавшего раствора осуществлялся каждый раз после проскока в фильтрат ионов Н. На рис. 5.10,а графически показана регенерация СК-1 в этом режиме. Обменная емкость СК-1 при удельном рас.ходе серной кислоты на регенерацию 1,5 г-экв/г-экв получается равной 525 г-экв/м Расход свежей кислоты соответствует стехиометрическому количеству. Затем на сульфоугле исследовали режим развитой регенерации при обработке умягченной воды Джейраибатанского водохранилища с ионным составом [Na]=6, [ l]-f-[S04] =4, [НСОз]=2 мг-экв/л. Следует отметить, что относительная щелочность этой воды по сравнению с шолларской, у которой она примерно равна 70%, намного меньше и составляет только около 30%. Использ >- [c.118]

Рассмотрим вопрос обеспечения необходимой степени регенерации катионита и тем самым остаточного содержания ионов натрия в фильтрате при стехиометрическом расходе кислоты на регенерацию. Как было показано в 5.4, для получения требуемой остаточной концентрации ионов натрия в обессоленной воде слои катионита, последними контактирующие с обрабатываемой водой, должны быть полностью отрегенерированы. Наиболее просто это решается использованием соляной кислоты. В этом случае, даже при стехиометрическом расходе кислоты, рабочая обменная емкость катионитов получается достаточно высокой и существенная часть катионита регенерируется полностью. Высота полностью отрегенерированного слоя значительно превышает высоту защитного слоя катионита в процессе обработки воды, в результате чего обеспечивается высокая глубина обработки. Если учесть, что стоимость 1 г-экв серной кислоты составляет 0,15 коп., а соляной кислоты —0,3 коп., то становится очевидным, что при использовании соляной кислоты с удельным расходом, эквивалентным серной, затраты на реагенты увеличиваются в 2 раза. Тем не менее даже при использовании соляной кислоты очевидна не только технологическая, но и экономическая эффективность новой технологии. Достаточно отметить, что по известной технологии расход серной кислоты составляет не менее 2 г-экв/г-экв, и уже это компенсирует повышение затрат, связанных с использованием стехиометрическо-го количества кислоты по новой технологии. Надо еще принять во внимание затраты на нейтрализацию избытка серной кислоты в обычных установках, расходы, связанные с утилизацией стоков, а также то обстоятельство, что по новой технологии обменные емкости катионита увеличиваются в 2 раза, снижая тем самым капитальные затраты. При новой технологии отсутствуют сбросные стоки и получается умягченная вода, которая успешно может быть использована потребителями. Все это позволяет утверждать, что разработанная технология обессоливания воды намного эффективнее традиционной. [c.120]

П ри совместном Н — Ыа-к атионировании умягчение воды осуществляется в определенном необходимом еоотношении обменными катионами Н+ и Ыа+, для чего его регенерируют сначала раствором кислоты, а затем, после промежуточной отмывки водой, раствором поваренной соли. Такой порядок регенерации обусловлен большей активностью ионов водорода, которые лишь е большим трудом вытесняются ионами натрия. Иначе, если регенерировать катионит сначала солью, а потом кислотой, почти все ионы Ыа+ будут вытеснены из катионита катионами водорода и фильтрат будет получаться кислым. [c.237]

Кислотность Н-катионированной воды, то есть концентрация в ней противоиона, определяется разностью между суммой всех анионов и щелочностью воды и зависит от суммарной концентрации хлоридов и сульфатов. Чем больше сумма последних (некарбонатная жесткость), тем ниже pH фильтрата, тем сильнее противоионный эффект, тем полнее подавляется диссоциация, особенно слабокислотного катионита, и тем меньше рабочая обменная емкость Н-катионита. Обменная емкость и эффект умягчения воды зависят лишь от концентрации нейтральных солей, так как бикарбонаты кальция, магния и натрия не повышают концентрацию противоиона в фильтрате. Чем больше содержание ионов СР и S04 в обра-батьшаемой воде, тем больший удельный расход кислоты требуется на регенерацию для достижения заданной остаточной жесткости фильтрата. Существенно снижается расход реагента при применении противоточ-ной регенерации или двухступенчатого Н-катионирования. [c.18]

Расход соли принимается равным 100—120 кг/м анионита. Регенерационный раствор готовится обязательно на умягченной воде. Расход воды на отмывку 3—4 м м . Скорость фильтрования принимается 15—20 м/ч, количество фильтров — 2—3. При отключении хлор-анионитного фильтра при щелочности 1,0—1,5 мг-экв/л средняя щелочность за рабочий цикл получается значительно ниже. Натрий—хлор-ионитный фильтр рассчитывается как натрий-катионитный первой ступени, а необходимый объем анионита определяется при рабочей обменной емкости анионита по иону НСОз" 280—300 г-экв/м . Слой анионита в фильтре принимается минимально необходимым, число регенераций — не более 2 раз в сутки каждого фильтра. Слой катионита — как разность общей высоты слоя загрузки Яо стандартного фильтра минус слой анионита, но не менее 0,5 м. [c.523]

Исходная вода может быть обработана путем ионного обмена. Этот процесс основан на совершенно иных принципах, чем рассмотренные в предыдущих главах процессы осаждения. Ионный обмен используют при умягчении воды Na-катионированп-ем, а также при других процессах — обескремнивании, подщела-чивании и обессоливании. [c.86]

Приведенная величина рабочей обменной емкости занижена. Так, в отечественной практике эффективность регенерации при экономически приемлемых удельных расходах регенерирующего вещества составляет 75—85%, что обеспечивает большее значение рабочей обменной емкости. Кроме того, применение барьерных фильтров (последовательное включение двух фильтров) позволяет эксплуатировать первый до полного иетощения его обменной емкости, что значительно повышает экономичность технологии умягчения воды методом ионного обмена. (Прим. ред.) [c.93]

Для умягчения исходной воды может быть применен любой из трех рассмотренных выше процессов осаждение солей жесткости реагентами (глава 2 и 3), ионный обмен (глава 4) и дистилляция (глава 5) при этом возможно как самостоятельное, так и комбинированное их использование. Например, вода после реагентного умягчения может быть подвергнута Na-катионирова-нию или направлена в испаритель для окончательной очистки. Выбор метода зависит от ряда факторов, в том числе от требуемого качества умягченной воды, стоимости обработки, вида получаемых отходов и наличия персонала, необходимого для контроля за работой установки. В данной главе эти вопросы рассмотрены лишь в общих чертах. В практических условиях необходимо провести тщательное изучение всех преимуществ и недостатков каждого метода применительно к конкретному случаю. [c.168]

Здесь следует подчеркнуть, что столь высокоемкие Ка-катиониты, как вофатиты К и КЗ, проявляют пониженную химическую прочность при использовании их для умягчения воды с малым общим солесодержанием. Если эта вода к тому же обладает еще повышенным значением pH, как, например, предварительно известкованная вода, то разрушение катионитов происходит особенно быстро. Их мощная ионная атмосфера, составленная ионами натрия, стремясь рассеяться в растворителе и не имея к, тому достаточного противодействия со стороны осмотического давления малоконцентрированного раствора электролита, растягивает зерно катионита, отчего зерно сначала становится мягким и сильно увеличивается в объеме, а затем, разрываясь,подвергается пептизации. Поэтому область применения таких Na-кaтиoнитoв ограничена условием повышенного общего солесодержания воды (как, например, при умягчении морской воды, некоторых вод Донбасса и т. п.). В этой области такие Ка-катиопиты химически стоики и вместе с тем имеют большую величину обменной способности. [c.484]

В технологии водоподготовки для удаления определенных ионов из воды применяют два процесса катиопирование — удаление катионов и анионирование—удаление анионов. В зависимости от обменного иона процессы и аппараты получают названия Н-катионирование, Н-катионитный фильтр ОН-анионирование, ОН-анионитный фильтр и т. п. Соответственно называется и фильтрат, полученный в этих процессах Н-катионированная вода ОН-анионированная вода и т. п. Процессы катионирования воды могут иметь вполне самостоятельное значение (для умягчения воды), в то время как процессы анионирования применяются лишь в комплексе [c.89]

Na-кaтиoниpoвaниe. Этот процесс применяется для умягчения воды и имеет самостоятельное значение при подготовке воды малой щелочности для котлов низкого давления и подпитки воды теплосетей. При Ма-катиопировании воду пропускают через слой катионита, находящегося в исходном состоянии в Ка-форме. При этом процессе происходит удаление из воды ионов Са и в обмен на эквивалентное количество [c.90]

При катионном методе умягчения воды катионы кальция и магния извлекаются из воды специальным поглотителем (катионитом), через который вода фильтруется, а взамен их в воду поступают катионы натрия или водорода. В зависимости от того, какой ион катионита обменивается с ионом воды (натрий или водород), различают катионный обмен по методу Ыа-катионирова-иия или Н-катионирования. [c.171]

Умягчение воды городского водопровода с применением ионо-обменных материалов. Воду с карбонатной и сульфатной жесткостью мол<но умягчить п тем пропускания через слой натриевого катионо-обменного материала при температуре, не превышающей 38°, так как более высокая температура вредно действует на обменный материал. Умягчение достигает почти нуля. В городской практике умягчают только часть воды, доводя жесткость ее до нуля, а затем смешивают ее с неумягченной водой с таким расчетом, чтобы окончательная жесткость обработанной воды составляла около 1,0—2,0 мг-экв/л. При недостатке обменного материала проводится регенерация его хлористым натрием. Благодаря регенерации обменные материалы можно использовать почти неограниченно, без добавки их, при правильном ведении процесса. При хорошей работе потери обменного материала со-станлтют не более 5%. [c.293]

Пределы применения ионо-обменного умягчения. Умягчение сырой воды при жесткости выше 18—20 мг-экв/л способом катионного обмена неэкономично вследствие больших размеров умягчителя, а также большого расхода соли и промывной воды. [c.293]

Рассмотрим рабочий цикл отрегенерированного ка-тионитного фильтра. Жесткая вода, содержащая катионы кальция и. магния и поступающая в фильтр сверху вниз, приходит сначала в соприкосновение с наиболее хорошо отрегенерированными слоями катионита, молекулы которых содержат в своей ионной атмосфере почти исключительно катионы натрия. Вследствие этого катионный о мен будет происходить в этих слоях достаточно полно н умягченная вода будет содержать минимальное остаточное количество катионов кальция и магния. Однако по мере опускания в нижележащие слои катионита обрабатываемая вода будет встречаться с молекулами катионита, все более загрязненными катионами кальция и магния, что будет тормозить полезный катионный обмен. Кроме того, в природных водах нарядус катионами кальция и магния всегда присутствует некоторое количество катионов натрия, которые также будут тормозить полезный обмен ионов- Эти обстоятельства приведут к увеличению остаточной жесткости умягченной [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...