Обработка воды методами ионного обмена

Ионитные методы обработки во­ды основаны на спос-ти неко­т-ых практически нераст-ых в воде мат-ов вступать в ион­ный обмен с раст-ми в воде солями, сорбируя из обрабат-ой воды одни ионы и отдавая в р-р эквив-ое кол-во др. ионов, кот-ми ионит пе­риод-ки насыщается при регене­рации. В качестве таких нераство­римых фильтрующих мат-ов исп-ся катиониты и аниониты. Катиониты при регенерации их р-ми NaCl, H₂SO₄ или NH₄CI способны обменивать сод-­ся в них катионы (соотв-но Na+, Н+ или NH₄+) на катионы обрабат-ой воды; этот процесс наз-ся катионированием.

Аниониты при регенерации их ще­лочью NaOH, содой Nа₂СОз или по­варенной солью NaCl способны как бы заряжаться соот-но анио­нами ОН", СО²₃- или С1- и затем обменивать их на анионы, сод-ся в обраб-ой воде; этот пр-с наз-ся анионированием.

В практике водоподготовки для энерг-их целей широкое распространение имеют cильнокислотные катиониты с активной группой SO₃H: сульфоуголь и др.

Сильнокислотные катиониты в пределах значений рН 1,5—10 мало изм-т свою обменную способ­ность. Слабокислотные катиониты типа КБ-4 (с активной группой СООН-) способны к обмену катио­нов при рН >7, при более низких знач-ях рН резко сниж-ся об­менная емкость поглощения за счет подавления диссоциации карбо­ксильных активных групп. Аниониты разделяются на слабоосновные и сильноосновные. Слабо­основные аниониты АН-31, АН-1, АН-18 способны обменивать ионы своих активных групп на анионы сильных кислот только в р-ах кислот и не способны к обмену ОН-ионов анионита на анионы сла­бых кислот (кремниевой, угольной и др.) и ионы солей. Сильнооснов­ные аниониты способны обменивать ОН-ионы на анионы слабых кислот при отсутствии (либо при предвар-ом поглощении ими из обраба­тываемой воды) ионов сильных кис­лот и их солей. Анионирование на сильнооснов­ных анионитах может осущ-ся при разл-ых значениях рН, т. е. в кислой, нейтральной и щелочной среде.

Анионирование в кислой среде прим-ся в схемах обессоливания, в нейтральной — с целью уда­ления ионов НСОз - из Na-кат-ой воды путем Cl-анионирования и в щелочной среде с целью удаления ионов ОН- и СОз²- (понижение щелочности) после из­есткования и магнезиального обескремнивания воды путем также хлор-анионирования. Применение только одного како­го-либо ионитного метода обработ­ки воды в котельных низкого и среднего давления осущ-ся редко, чаще применяется сочетание нескольких методов. Так, подготовка воды для тепло­вых сетей может осущ-ся пу­тем одноступенчатого натрий- или водород-катионирования с «голод­ной» регенерацией фильтров, для питания паровых котлов прим-­ся сочетание ниже перечисленных методов.

1.Двухступенчатое натрий-катионирование.

2.Водород-катионирование с «го­лодной» регенерацией с посл-им двухступенчатым натрий-катионированием.

3.Параллельное Н-Na-катионирование с второй ступенью Na-катионирования.

4.Na-катионирование (пер­вая ступень)—Cl-ионирование, совмещ-ное в одном фильтре со второй ступенью натрий-катионирования.

5.Na-аммоний-катионирование (параллельное или совместное) со второй ступенью Na-катионирования.

6.Частичное химическое обессоливание; осущ-ся при необ­х-ти несколько снизить солесодержание обрабат-ой воды. При этом Н-катионированием (осущ-ся в одну или две ступени) удал-ся Са²⁺, Mg²⁺, если необходимо, часть Na+, разру­шается НСОз- (уд-ся при декарбонизации), а образов-ся сильные кислоты НС1, H₂SO₄, HNO₃, HNO₂ и др. удаляются сла­боосновными анионитами.

7.Полное хим-ое обессоливание; может осущ-ся в две или три ступени, причем Н-катионированием удал-ся все содер-ся в обраб-ой воде катионы, анион НСО₃- разрушается и удал-ся в основном де­карбонизацией, анионы сильных кислот удал-ся слабоосновным анионитом, анионы слабых кислот (кремниевой, угольной и др.) — сильноосновным анионитом.