трусики женские украина

На головну

 Пом'якшення води аніонірованіе - Хімія

Пом'якшення води натрій-хлор-іонірованіем

Як показує назва цього методу обробки води, він ґрунтується на застосуванні катионита в Na-формі і аніоніти в С1-формі; регенерація обох ионитов проводиться розчином кухонної солі (рис. 20.16).

Рис. 20.16. Схема натрій-хлор-іонірованія води

1,4 - подача вихідної і відведення пом'якшеної води; 2 - натрій- катіонітових фільтр; 3 - хлор-аііонітовий або спільний натрій-хлор-іонітових фільтр

Хлор-іонірованіе здійснюється після попереднього натрій-катіонування. На натрій-катіонітних фільтрах протікають реакції, розглянуті вище і оброблювана вода умягчается, в ній залишаються тільки солі натрію: NaHC03, Na2SО4, NaCl, NaNО3. При пропуску натрій-катіонірованной води через сільноосновним анионит в хлор-формі протікають реакції обміну аніонів, що містяться в Na-катіонірованной воді, на іони хлору, що знаходяться в анионите, а, саме:

В результаті сорбції іона НСОз- знижується лужність оброблюваної води, вона мінімальна на початку робочого циклу, а потім поступово підвищується. Кінець робочого циклу хлор-аніонітного фільтра встановлюють за зростанням лужності фільтрату до заданої величини.

Практика показала, що застосування слабоосновних анионитов в описаної технології Na-Cl-іонірованія виявилося неможливим, оскільки після двох-трьох регенераций кухонною сіллю аніоніти цього типу не відновлюють своєї обмінної ємності. Втілення в життя цієї технології зустріло і ряд інших труднощів. Для продовження терміну служби сільноосновним аніоніта, наприклад АВ-17-8, необхідно, щоб в схемах Na-Cl-іонірованія оброблювана вода не містила заліза та органічних речовин. У підземних водах дуже часто міститься двовалентне залізо, і тоді потрібна вихідну воду попередньо знезалізнюють. Поверхневі води, для яких обов'язкове коагуляція з метою видалення органічних речовин, зазвичай при необхідності знизити лужність обробляються на передочистки вапном, після чого вони не потребують Na-С1-іонірованіі.

Для регенерації аніоніта потрібно кухонна сіль високої якості з мінімальним вмістом сторонніх домішок; для власних потреб аніонітних фільтрів повинна застосовуватися пом'якшена вода.

Метод натрій-хлор-іонірованія слід застосовувати у виняткових випадках при співвідношенні аніонів у вихідній воді

і сумарної концентрації сульфатів і нітратів не більше 3 мг-екв / л.

У котельних установках зазвичай потрібне глибоке пом'якшення води, для чого застосовують два ступені натрій-катіонування води. У разі Na-С1-іонірованія після натрій-катіонітних фільтрів першого ступеня ставляться фільтри другого ступеня, де натрій-катіонірованіе поєднується з хлор-іонірованіем, при цьому в низ фільтру завантажується катіоніт, а зверху поміщається анионит типу АВ-17. У процесі регенерації фільтра другого ступеня розчином кухонної солі іони натрію - регенерують катіоніт, а іони хлору - анионит.

Витрата солі приймається рівним 100-120 кг / м3 аніоніта. Регенераційний розчин готується обов'язково на пом'якшеній воді. Витрата води на відмивання 3-4 м3 / м3. Швидкість фільтрування приймається 15-20 м / ч, кількість фільтрів - 2-3. При відключенні хлор-аніонітного фільтра при лужності 1,0-1,5 мг-екв / л середня лужність за робочий цикл виходить значно нижче. Натрій-хлор-іонітний фільтр розраховується як натрій-катіонітний першого ступеня, а необхідний обсяг аніоніта визначається при робочій обмінної ємності аніоніта по йону НСО3-280-300 г-екв / м3. Шар аніоніта у фільтрі приймається мінімально необхідним, число-регенераций - не більше 2 разів на добу кожного фільтра. Шар катіоніту - як різниця загальної висоти шару завантаження Я0 & стандартного фільтра мінус шар аніоніта, але не менше 0,5 м.

Жорсткість пом'якшеної води дорівнює 0,01 мг-екв / л, лужність - до 0,2 мг-екв / л. Іоніти зазвичай регенерують 5% -ним розчином кухонної солі.

Для регенерації катіонітових фільтрів першого ступеня використовують відпрацьований розчин після регенерації фільтрів II ступеню.

Обсяг аніоніта у фільтрах другого ступеня

де qNa - продуктивність натрій-катіонітових фільтрів, м3 / год; Щ - лужність зм'якшеної води, мг-екв / л; [S042-] - вміст сульфат-іонів у вихідній воді, мг / л; n = 1 ... 3 - число регенераций фільтра на добу; Eп = 500 - повна обмінна ємність аніоніти по іонів НСО3- і S042-, г-екв / м3.

На установках продуктивністю від 5 до 50 м3 / год натрій-хлор-іонітових метод пом'якшення води має ряд переваг в порівнянні з водень-натрій-катіонітових методом: витрачається тільки один реагент - кухонна сіль, відпадає необхідність у кислотному господарстві, не потрібно антикорозійного захисту обладнання , трубопроводів та спеціальної арматури. Зменшується кількість обладнання, спрощується контроль за роботою та експлуатацією водоумягчітельной установки. Недолік методу - зростання хлоридів у пом'якшеній воді на величину, еквівалентну її лужності.

Пом'якшення води амоній-іонірованіем

вода пом'якшення іонірованіе

При амоній-катіонірованіе оброблювана вода фільтрується через шар катіоніту, отрегенерірованний солями амонію NH4C1 або (NH4) 2S04. Що міститься в катионите іон амонію обмінюється на катіони Ca (II), Mg (II), Na (I), присутні в природній воді, при цьому протікають наступні реакції в напрямку зліва направо:

Як видно з реакцій обміну, в фільтраті утворюються солі амонію, відповідні наявним у воді анионам. Амоній-катіонірованной вода умягчается, а лужність її має таку ж величину, як і у вихідної води.

При нагріванні води в котлі солі амонію розкладаються:

Утворені при розкладанні бікарбонату амонію аміак і вуглекислота несуться парою, а в котельній воді повинні залишатися соляна і сірчана кислоти. Щоб уникнути корозії під дією кислот застосування амоній-катіонування в енергетичній практиці завжди поєднується з натрій-катіонуванням. У процесі натрій-катіонування карбонатна твердість перетворюється на бікарбонат натрію, який в котлі розкладається з утворенням соди та їдкого натру:

Вуглекислота несеться парою, а сода і їдкий натр нейтралізують кислотність води, що з'являється при термічному розкладанні солей амонію. Щоб запобігти надмірному "зниження лужності котлової води, поєднання амоній-катіонування з натрій-катіонуванням здійснюють з розрахунком отримати в пом'якшеній воді концентрацію іонів НСО3- на 0,3-0,7 мг-екв / л більше концентрації іонів амонію.

Пар котлів, що харчуються NH4-Na-катіонірованной водою, завжди містить велику кількість аміаку. Враховуючи цю обставину, амоній-катіонірованіе води не слід застосовувати, коли в тепловій схемі котельні установки є апарати (теплообмінники і т. П.) І деталі з латуні або мідних сплавів або коли пара використовується для систем гарячого водопостачання або відкритих систем теплопостачання. На всіх підприємствах, де в парі не повинен міститися аміак, від методу амоній-катіонування води доводиться відмовлятися.

Комбінування процесів амоній і натрій-катіонування можливо із застосуванням схем паралельного або спільного NH4-Na-катіонування. Вибір схеми обумовлюється якістю вихідної води.

Схема паралельного NH4-Na-катіонування застосовується при

де [Na]% вміст натрію у вихідній воді у відсотках її загальної жорсткості, що визначається за формулою

де [Nа] і, Жо - відповідно вміст натрію та загальна жорсткість вихідної води, мг-екв / л; ?NH4 - ступінь обміну катіонів Са (П) і Mg (II) на іон амонію,% (у схемах спільного амоній-натрій-катіонування) або частка води, що надходить на амоній-катіонітние фільтри,% (у схемах паралельного амоній-натрій-катіонування ), визначається з рівняння

де РК - карбонатна жорсткість вихідної води, мг-екв / л, Щост - умовна «залишкова» лужність зм'якшеної води після спільного амоній-натрій-катіонування або після змішання потоків NH4 і Na-катіонірованной вод, мг-екв / л; умовна тому, що вона відповідає тільки змістом NaHC03 в пом'якшеній воді.

Якщо у вихідній воді практично немає натрію, рівняння прийме вид

Ступінь обміну жорсткості на натрій (при спільному амоній-натрій-катіонірованіе) або частка води, що надходить на натрій-катіонітние фільтри в схемі паралельного амоній-натрій-катіонування, сша,% визначаються з рівняння

При розрахунку катіонітних фільтрів у схемах паралельного або спільного амоній-натрій-катіонування слід користуватися з таблиць 20.4 і 20.5 наступними розрахунковими даними: висота шару і крупність зерен катіоніту, швидкість фільтрування, втрати напору на фільтрах, інтенсивність і тривалість розпушують промивки.

Регенерація амоній-катіонітних фільтрів проводиться розчином сульфату або хлориду амонію. Застосування сульфату амонію (використовується сорт для сільського господарства) обходиться дешевше, але при його використанні є небезпека загіпсовиванія катионита (випадання CaSО4 на зернах катіоніту). Для регенерації готують 2-3% -ний розчин сульфату амонію і пропускають його, а також отмивочной воду зі швидкістю не менше 10 м / ч.

Питома витрата сульфату амонію приймається рівним 200 г / г-екв удаляемой жорсткості, при повторному використанні розчину (при двоступеневої схемою) - 140 г / г-екв.

Робочу обмінну ємність амоній-катионита приймають на 10-15% більше, ніж натрій-катионита. Питома витрата води на відмивання від продуктів регенерації - 5 м3 на 1 м3 катіоніту.

Вибір діаметра, кількості та інші розрахунки аммоній- катіонітних фільтрів ведуться аналогічно розрахунку натрій-ка тіонітних фільтрів.

При проведенні процесу спільного амоній-натрій-катіонування фільтр регенерується змішаним розчином сульфату амонію і хлористого натрію. Концентрація сульфату амонію не повинна перевищувати 2-3%, кухонну сіль розчиняють у цьому ж обсязі.

Склад регенераційних розчинів визначається залежно від величини амн4.

Відносна концентрація NaCl, у% суми витрат реагентів (NH4) 2S04 + NaCl, визначається з рівняння

Витрата реагентів на одну регенерацію при спільному амоній-натрій-катіонірованіе визначиться з рівнянь: витрата сульфату амонію QnNH4, кг,

витрата кухонної солі QpNa, кг,

де V - об'єм катіоніту у фільтрі, м3; Ер - робоча обмінна ємність катіоніту (при спільному катіонірованіе приймається як при NH4-Na-катіонірованіе), г-екв / м3; qp - питома витрата реагентів, г / г-екв.

Витрата води на регенерацію амоній-катіонітного фільтру і NH4-Na-катіонітного фільтра розраховується так само, як і для натрій-катіонітного фільтра, однак, з урахуванням того, що регенераційний розчин сульфату амонію повинен мати концентрацію не більше 2-3% і витрата води на відмивання становить 5 м3 на 1 м3 катіоніту.

Методи глибокого пом'якшення води

При необхідності отримання постійного і глибокого пом'якшення води (менше 0,03 мг-екв / л) схему, наведену на рис. 20.15, а, доводиться доповнювати натрій-катіонітових фільтрів другого ступеня, так як при практично прийнятною системі контролю за роботою катіонітових фільтрів при одноступінчастому катіонірованіе важко вловити початок проскока жорсткості в фільтрат і, отже, запобігти періодичне погіршення його якості. Подібну схему використовують, якщо жорсткість вихідної води значна (більше 6 ... 8 мг-екв / л). На певному етапі роботи Н-катіонітових фільтрів починає знижуватися кислотність фільтрату в результаті попадання в нього раніше поглинених катіонів натрію. Для усунення зниження кислотності фільтрату вдаються до двоступінчастим Н-катіонірованіе. На Н-катіонітових фільтрах першого ступеня працюють до проскока в фільтрат катіонів Ca (II) і Mg (II), після чого їх відключають на регенерацію. Н-катіонітових фільтри другого ступеня служать для затримання з оброблюваної води катіонів Na (I), які майже не затримуються фільтрами першого ступеня, за умови роботи їх до проскока Ca (II) і Mg (II). При вилученні з зм'якшувати води катіонів Na (I) кислотність фільтрату зберігається постійною тривалий час, оскільки Н-ка тіонітовие фільтри другого ступеня мають більш тривалий межрегенерационного період, тому що на них надходить вода з малим вмістом катіонів (катіони Са (II) і Mg (II) вже затримані у фільтрах першого ступеня).

Фильтроцикла на Н-катіонітових фільтрах другого ступеня невигідно закінчувати в момент проскакування Na (I) в фільтрат; при виявленні проскока Na (I) на фільтри другого ступеня замість фільтрату після фільтрів першого ступеня доцільніше подавати вихідну зм'якшувати воду. Це дозволяє використовувати Н-катіонітових фільтр другого ступеня в циклі натрій-катіонування води, так як до моменту проскакування Na (I) в фільтрат цей фільтр являє собою як би отрегенерірованний натрій-катіонітових фільтр. Лише після проскакування в. фільтрат Ca (II) і Mg (II) фільтр другого ступеня відключають на регенерацію. Таким чином, якщо до пом'якшеній воді висувають високі вимоги відносно глибини пом'якшення і якщо разом з тим вихідна вода характеризується значним вмістом Na (I) і підвищеної карбонатної жорсткістю, то схему Н-Nа-катионитового пом'якшення доцільно приймати в наступному вигляді. Спочатку проводять двоступенева Н-катіонірованіе, потім обидва фільтрату змішують і вода подається на дегазатор для видалення вільної вуглекислоти ,, після цього вся вода надходить на натрій-катіонітових буферні фільтри.

Іншим прикладом отримання глибокого пом'якшення фільтрату є протитечійне катіонірованіе, про який зазначалося вище. Сутність противоточного катіонірованія полягає в тому, що мовить м'якенькі вода прямує через шар катіоніту знизу вгору, в той час як регенеруючий розчин і відмивальна вода пропукаться через катіоніт в звичайному напрямку - зверху вниз.

Протитечійне катіонірованіе реалізується у фільтрах з гідравлічно затиснутою (див. Рис. 20.13) завантаженням. Регенерація фільтру проводиться без попередніх розпушують промивок. Результати роботи таких фільтрів показали: можливе підвищення швидкості противоточного фільтрування до- 25 м / год; при пом'якшення вод середньої жорсткості (до 10 мг-екв / л) залишкова жорсткість фільтрату не перевищує 0,01 мг-екв / л, т. е. одержуваний ефект не поступається ефекту двоступеневого катіонірованія; при деякому зниженні питомої витрати солі на регенерацію (до 165 мг-екв / л) ємність поглинання фільтра зменшується, але ефект пом'якшення не знижується; повинна бути передбачена можливість зворотного промивання дренажу струмом води від водопроводу, так як під час робітника- циклу пом'якшення дренажні ковпачки, розташовані в шарі катіоніту, частково забиваються дрібними зернами; можливо-протитечійне катіонірованіе без розпушують промивання за грузки перед її регенерацією.

Рис. 20.18. Визначення питомої витрати сірчаної кислоти qK на регенерацію водень-катіонітних фільтрів в залежності від необхідної жорсткості фільтрату (ЖФ) і загального солевмісту вихідної води в мг-екв / л (а) і від сумарного вмісту аніонів сульфатів і хлоридів (б)

1 - 5 мг-екв / л; 2 - 7,0; 3 - 10; 4 - 15; 5 - 20, 6,7 - при прямоточною і противоточной регенерації

ЛІТЕРАТУРА

1. Алексєєв Л.С., Гладков В.А. Поліпшення якості м'яких вод. М., Стройиздат, 1994 р

2. Алфьорова Л.А., Нечаєв А.П. Замкнуті системи водного господарства промислових підприємств, комплексів та районів. М., 1984.

3. Аюка Р.І., Мельцер В.3. Виробництво і застосування фільтруючих

4. матеріалів для очищення води. Л., 1985.

5. Вейцер Ю.М., Мііц Д.М. Високомолекулярні флокулянти в процесах очищення води. М., 1984.

6. Єгоров А.І. Гідравліка напірних трубчастих систем у водопровідних очисних спорудах. М., 1984.

7. Журба М.Г. Очищення води на зернистих фільтрах. Львів, 1980.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка