ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИОНИТНЫХ УСТАНОВОК

Эксплуатация ионитного фильтра сводится к последо­вательному проведению следующих операций: взрых­ление, регенерация, отмывка и умягчение.

Задачей эксплуатации ионитных фильтров является пра­вильное проведение указанных операций, обеспечиваю­щее максимальную рабочую обменную емкость фильтров при заданном качестве химически обработанной воды.

Операция взрыхляющей промывки имеет целью устранить уплотнение слежавшейся массы ионита и тем самым обеспечить более свободный доступ регенераци-онного раствора к зернам ионита. Кроме того, при этом осуществляется удаление из фильтра накапливающихся в слое ионита мелких частиц, вносимых недостаточно ос­ветленной умягчаемой водой и раствором реагентов, а также образующихся вследствие постепенного разру­шения ионита в процессе эксплуатации фильтра. Взрых­ление ионита производится отмывочной водой, собранной при предыдущей регенерации фильтров. Вода для взрыхления подается самотеком из бака, расположен­ного выше фильтра, или с помощью специального насо­са из бака, расположенного внизу. Интенсивность взрых­ления, обеспечивающая приведение во взвешенное со­стояние всей массы ионитного материала, зависит от вида ионита и диаметра его зерен. Поэтому для каждо­го ионита в процессе эксплуатации устанавливается оптимальная интенсивность взрыхления. Для органических ионитов интенсивность взрыхления колеблется в пре­делах 2,8—3 л/ сек*м²). По окончании операции взрых­ления в ионитный фильтр подается регенерационный раствор, который проходит сверху вниз сквозь слой ионита. Продукты регенерации направляются в дренаж.

Режим регенерации истощенного катионита может тогда считаться оптимальным, когда при минимальных расходах регенерирующего вещества обеспечивается глубокое умягчение воды при достаточно высокой рабо­чей емкости катионита. Обычно при регенерации Na-катионитногофильтра через него пропускается 5—10%-ный раствор поваренной соли со скоростью 3—4 м/ч. При этом оптимальный расход соли принимается в 3,5 раза больше теоретически потребного количества ее.

Восстановление обменной способности истощенного Н-катионита производится регенерацией его серной кис­лотой с концентрацией раствора 1 —1,5%. При концент­рации H₂SO₄, превышающей 2%, создается опасность загипсования зерен катионита. Регенерационный раствор кислоты пропускается через фильтр со скоростью 9— 10 м/ч. Следует отметить, что при малых скоростях про­пускания I—1,5%-ного раствора серной кислоты также создается опасность отложения гипса на зернах катио­нита.

Удельный расход серной кислоты на регенерацию Н-катионитных фильтров зависит от суммарного содер­жания хлоридного и сульфатного ионов в умягчаемой воде и составляет 75—225 г/г-экв для фильтров первой ступени и 70 г/г-экв для фильтров второй ступени.

По окончании регенерации катионита производится отмывка катионита от регенерирующего вещества и про­дуктов регенерации, оставшихся в жидкости, заполняю­щей поры между зернами катионита. Отмывка обычно производится прозрачной коагулированной или артези­анской водой.

В целях снижения расхода воды на собственные нуж­ды катионитных фильтров, а также уменьшения расхо­да соли или кислоты на регенерацию отмывочная вода вначале спускается в дренаж, а затем часть ее, содер­жащая известное количество еще не использованной во­ды или кислоты, направляется в специальный бак, из ко­торого отмывочная вода в дальнейшем повторно исполь­зуется для взрыхления слоя при очередной регенерации

фильтра. Отмывка катионита заканчивается, когда об­щая жесткость отмывочной воды не превышает 50 мкг-экв/кг, а концентрация хлоридов превышает со­держание их в умягчаемой воде не более чем на 30— 50 мг/кг.

При повторном использовании отмывочной воды удельный расход воды на регенерацию Na-катионитных фильтров составляет 4,3—5 м³, а на регенерацию Н- катионитных фильтров 6,2—7 м³ на каждый кубометр за­груженного материала против соответственно 5,1—6,5 и 7—7,8 м³/м³ без использования отмывочной воды для взрыхления.

После окончания отмывки фильтр включается в ра­боту по умягчению воды. Для полноты использования рабочей емкости катионита целесообразно придержи­ваться линейной скорости фильтрования умягчаемой во­ды в пределах 15—20 м/ч. Временное увеличение скоро­сти фильтрования допускается до 25—40 м/ч в основных и до 50 м/ч в барьерных фильтрах.

Катионитные фильтры отключаются на регенерацию, когда в умягченной воде появляется жесткость, превы­шающая 35 мкг-экв/кг. Обычно стремятся обеспечить продожительность рабочего цикла катионитного фильт­ра не меньше 6—8 ч.

В процессе эксплуатации катионитных установок иногда наблюдаются уменьшение рабочей обменной ем­кости катионита и ухудшение показателей работы фильтров. Снижение рабочей обменной емкости может происходить вследствие отложения карбоната кальция на зернах катионита на установках с предварительным известкованием с нестабильной после известкования во­дой. Для восстановления рабочей обменной емкости фильтра необходимо удалить отложения, образовавшиеся на зернах катионита путем промывки его раствором со­ляной кислоты. В некоторых случаях обменная емкость катионита снижается вследствие неравномерного фильт­рования воды по площади фильтра из-за образования в слое катионита местных уплотнений или неравномерно­го скопления загрязнений, ухудшающих гидродинамику фильтрующего слоя.

В условиях эксплуатации как ионитных, так и освет­лительных фильтров иногда возникает необходимость выгрузки фильтрующего материала для осмотра или ре­монта дренажного устройства, после чего необходимо снова загружать фильтр. Эти процессы механизированы с применением гидроперегрузки. Для этой цели на водоподготовительных установках предусматривается уста­новка пустого резервного фильтра, который предназна­чается для использования при гидроперегрузках ионит­ных и осветлительных фильтров в качестве свободной емкости.

Эксплуатация Н-катионитных фильтров обессоливаю­щих установок производится так же, как и в Н—Na-катионитных водоумягчительных установках, но с отключе­нием на регенерацию не по проскоку жесткости, как в умягчительных установках, а по проскоку ионов нат­рия; так как появление их в фильтрате совпадает с по­нижением кислотности Н-катионированной воды, то Н-катионитные фильтры первой ступени отключаются на регенерацию в момент понижения кислотности фильтра­та, Н-катионитные фильтры второй ступени отключаются на регенерацию по объему фильтрата, т. е. после про­пуска ими заданного количества воды.

Анионитные фильтры первой ступени, загруженные слабоосновными анионитами, могут регенерироваться любой натровой щелочью NaOH, Na₂CO₃, NaHCO₃. Если для регенерации применяются Na₂CO₃ или NаНСОз, то фильтрат будет содержать углекислоту:

R₂ ⁺| СО₃^{2 -} + H₂SO₄ → R₂ ⁺| SO₄^2- + Н₂О + CO₂.

Поэтому анионитные фильтры первой ступени в схе­мах полного химического обессоливания в этом случае должны включаться перед декарбонизатором, чтобы обеспечить удаление СО₂ из обработанной воды. При условии регенераций этих фильтров едким натром они могут включаться и после декарбонизатора. Обескремнивающие аниониты должны регенерироваться только едким натром. При замене последнего другими щелочными реагентами снижается кремнеемкость анионита, так как в растворе появляется более сильная кислота, чем крем­ниевая:

R ⁺| СО₃ ^- + H₂SiO₃ ↔ R⁺ | HSiO₃^- + Н⁺ + Н СО₃ ^-,

в результате чего начинает действовать противоионный эффект. Раствор аммиака также непригоден для реге­нерации обескремнивающих анионитов вследствие не­достаточности его щелочных свойств. Но если анионит предназначен только для удаления анионов сильных кислот (в анионитных фильтрах третьей ступени), реге­нерация его раствором аммиака оказывается эффектив­ной.

Расход реагентов на регенерацию анионитных фильт­ров существенно влияет на экономику химического обессоливания воды. Для уменьшения расхода регенери­рующих реагентов применяется последовательная регене­рация двух фильтров: одного — загруженного сильноос­новным анионитом (например, АВ-17), другого — слабоос­новным (AH-I8), с использованием в этом случае только едкого натра. Все количество реагента, необходимое для регенерации двух фильтров, в виде 3—4%-ного раствора при температуре 20—40°Спропускается вначале через сильноосновный, а затем слабоосновный аниониты со скоростью 3—4 м/н. Отмывка их производится в таком же порядке. При невозможности последовательной регенера­ции анионитные фильтры первой и второй ступеней регене­рируются раздельно, но с повторным использованием ще­лочного регенерационного раствора и отмывочной воды после регенерации сильноосновного анионитного фильт­ра, собираемых в специально установленных баках для регенерации слабоосновного анионитного фильтра.

Удельный расход едкого натра на последовательную регенерацию двух фильтров при противоточном анионировании в обоих фильтрах составляет 60 г/г-экв всех анионов, поглощенных анионитами (SO₄^2-, Cl^-, HSiO₃^- , НСОз^- и др.). Длительность регенерации и отмывания двух последовательно регенерируемых фильтров состав­ляет 5 ч. Удельный расход воды на собственные нужды анионитных фильтров составляет около 10 м³ на 1 м³ анионита.

Рис. 9-17. Схема нейтрализа­ции кислых вод.

В процессе эксплуатации H-Na-катионитных и обессо­ливающих установок встре­чается необходимость в ней­трализации кислых промы­вочных вод Н-катионитных фильтров для защиты источ­ников водоснабжения от за­грязнения и дренажных ка­налов от разрушения. На рис. 9-17 изображена одна из схем сбора и нейтрализа­ции отмывочных вод. В баке 1 собираются кислые воды, а в баке 2 — щелочные. Пройдя через смеситель 3, они поступают в канализацию. Степень нейтрализации конт­ролируется рН-метром 4. При недостатке щелочных вод для нейтрализации регулятор 5 путем открытия вентиля 6 подает необходимое количество концентрированной щелочи из бака 7 с постоянным уровнем в смеситель 3. Регулятор 8 поддерживает постоянный уровень в баках 1 и 2.

,

Поиск по сайту: