Водоподготовка введение

Водород – натрий – катионирование.

Применяются схемы параллельного, последовательного и совместного водород – натрий – катионирования. Все они могут снижать щелочность исходной воды, хотя и в неодинаковой степени.

а) параллельное Н –Na - катионирование

В схеме (а) обрабатываемая вода, пройдя осветлительные фильтры 1, направляются двумя параллельными потоками на водородные 2 и натриевые 3 катионитные фильтры. Пройдя фильтры, кислая вода смешивается со щелочной натрий – катионированной с целью нейтрализации свободных кислот, которая состоит в связывании ионов водорода бикарбонатным ионом;

H⁺ + HCO₃^- CO₂ +Н₂О.

Для удаления образующейся углекислоты вода после фильтров направляется в дегазатор 4. Он содержит внутри специальную насадку, состоящую из керамических колец. Вентилятором 5, подается воздух, который удаляет из нее углекислоту.

Схема (б)

б) последовательное Н – Na – катионирование

Схема б) обычно применяется для слабо минерализованных вод.

Обессоливание воды по методу ионного обмена.

Обессоливание воды по методу ионного обмена связано с использованием процесса анионирования наряду с рассмотренным выше катионированием. Анионированием называется процесс обмена анионов между растворенными в воде электролитами и твердым зернистым веществом, погруженным в эту воду и называемым анионитом. В качестве обменного чаще всего используется анион ОН^-, хотя могут использоваться и другие анионы, напр. Cl^- , CO₃^2- , HCO₃^- . При фильтрации через анионит кислой водород – катионированной воды происходит замена анионов кислот обменным анионом.

2R⁺OH^- + H₂ SO₄ R₂CO₄^2- + (2OH^- +2H⁺ 2H₂O)

R⁺OH^- + HCl R⁺ Cl^- + H₂O

R⁺ OH^- + H₂ SiO₃ R⁺ HsiO₃^- + H₂O

R⁺OH^- + H₂CO₃ R⁺HCO₃^- + H₂O

в результате чего происходит почти полное удаление из воды анионов сильных и слабых кислот и образование слабо диссоциирующих соединений Н₂О и СО₂ . Благодаря последнему обстоятельству реакции необратимы, т.е. идут в одну сторону - слева направо. Это важное свойство процесса анионирования. Регенерация анионита производится фильтрованием через слой анионита раствора реагента.

Схемы обессоливающих установок.

При ионообменном способе обессоливания обрабатываемая вода проходит ряд ступеней, каждая из которых предназначена для выполнения определенной функции. Набор ступеней, выстроенных в технологически необходимой последовательности, называется схемой обессоливающей установки. Если исходная вода поступает из поверхностных источников, то она, прежде всего, направляется на установку предварительной очистки, состоящей из осветлителей и механических фильтров. Здесь удаляются грубодисперсные и коллоидные загрязнения и органические вещества.

Осветленная и лишенная этих загрязнений вода поступает дальше в ряд фильтров: вначале на катионитные (водородные) первой (Н₁), второй (Н₂) а иногда и третьей (Н₃) ступеней для удаления всех катионов (Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, NH₄⁺ и др.) затем на анионитные первой (А₁) второй (А₂) и третьей (А₃) ступеней для удаления всех анионов сильных (SO₄^2-, Cl^-, NO₃^-, NO₂^-) и слабых (HsiO₃^-, HCO₃^-) кислот. Часто фильтры Н₃ и А₃ заменяются одним фильтром смешанного действия

Схема

б) Полное обессоливание