Эксплуатация ионообменных установок

Эксплуатация любого ионитного фильтра сводится к выпол­нению следующих операций, составляющих полный рабо­чий цикл фильтра: взрыхления, регенерации, от­мывки и ионирования.

При ионировании слой ионита удерживает частицы при­месей, не выделенных из воды при ее предочистке. Вследствие этого возрастает перепад давления на слое, приводящий к истиранию ионита с увеличением мелкой фракции, которая в еще большей степени увеличивает сопротивление слоя. Поэтому перед регенерацией ионита проводят операцию в з р ы -хления слоя в восходящем потоке воды.

При взрыхлении слой расширяется, мелкие частицы отмываются и с потоком воды выносятся из фильтра. Обычно взрыхление производят отмывочной водой от предыдущей регенерации в течение 20 мин в условиях, обеспечивающих расширение смол на 30 40%. Интенсивность взрыхляющей промывки зависит от крупности и удельной плотности зерен ионита и составляет обычно для катионитных фильтров 2,5—3,0, а для ионитных 1,5 2,0 кг/(с-м²), считая на свободное сечение фильтра.

Регенерацию каждого фильтра проводят соответствующим раствором реагента определенной концентрации. Растворы реагентов приготавливают в специальных баках и подают насосами или дозируют и подают при помощи эжекторов.

Скорость подачи раствора в фильтр зависит от технологичес­кого предназначения фильтра. Так, при регенерации Na-катионитного фильтра скорость подачи регенерационного рас­твора составляет 4—6 м/ч, при регенерации Н-катионитных фильтров раствор H₂SO₄ подается со скоростью не менее 10 м/ч во избежание «загипсовывания» катионита, при реге­нерации анионитных фильтров скорость подачи раствора 5—6 м/ч. Для экономии реагентов обычно часть регенераци­онного раствора (последние порции) отводят в бак и исполь­зуют для последующей регенерации. В схемах полного обессоливания регенерационный раствор NaOH пропускают сначала через высокоосновный, а затем через низкоосновный аниониты, что позволяет значительно экономить реагент. Растворы ре­агентов приготавливают обычно на собственном фильтрате для каждой группу фильтров, объединяемых одним тех­нологическим процессом. В зависимости от расхода реагента и его концентрации в растворе продолжительность его подачи составляет 15—30 мин.

После прекращения подачи регенерационного раствора про­изводят отмывку ионита от продуктов регенерации и остат­ков непрореагировавшего раствора. Отмывка проводится с тем же направлением потока, что и при фильтровании, при скорости для катионитных фильтров, равной 5—8 м/ч, а для анионитных 10—12 м/ч. Отмывочную воду (последние порции) сбрасывают в бак, чтобы использовать ее для операции взрыхления при следующей регенерации. Ее можно использо­вать также и для приготовления регенерационного • раствора, что позволяет экономить как саму воду на собственные нужды, так и реагенты. Отмывка Н-катионитных фильтров производится до кислотности фильтрата не более сильных кислот +1 мг-экв/кг, анионитных фильтров 1 ступени—до достижения щелочности фильтрата и содержании в нем С1-иона не более 1—2 мг/кг, а II ступени—до солесодержания фильтра­та менее 4—6 мг/кг или содержания кремниевой кислоты менее 0,01—0,02 мг/кг.

После окончания отмывки ионитные фильтры могут сразу включаться в работу или ставиться в резерв. При работе фильтров в схемах обессоливания скорости потоков воды в зависимости от технологического назначения составляют: на Н-катионитных фильтрах I ступени—до 25 м/ч, II ступени — до 50 м/ч; на анионитных фильтрах I ступени—до 20 м/ч, II ступени—до 25—30 м/ч.

Окончание процесса фильтрования воды характеризуется ухудшением качества фильтрата. От­ключение Н-катионитных фильтров I ступени производится, когда кислотность фильтрата снижается не более чем на 0,2—0,3 мг-экв/кг по сравнению с кислотностью в течение первых 2—3 ч работы фильтра.

Н-катионитные фильтры II ступени отключаются по количеству пропускаемой воды или при кислотности фильтрата на 0,07—0,1 мг-экв/кг меньшей, чем нормальная кислотность фильтрата Гступени. Анионитные фильтры I ступени отключаются при снижении щелочности фильтрата до 0,02 мг-экв/кг, а II ступени — при проскоке кремниевой кислоты до заданного значения.

ГЛАВА 3. МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ.

1 Общие положения.

В связи со все возрастающим значением защиты водоемов от сбросов различных примесей с промышленных предприятий, в том числе и с ВПУ ТЭС, в последние годы возросло внимание к безреагентным методам для обессоливания воды. В настоящее время наиболее разработаны для практического применения, мембранные методы.

Известно несколько видов мембранных процессов: ультрафильтрация, обратный осмос (гиперфильтрация), электродиализ, диализ.

В ос­нове всех мембранных методов лежит перенос примесей или растворителей через мембраны. Природа сил, вызывающих этот перенос, может быть различной. Соответственно раз­личаются и мембраны, применяемые в таких процессах. При использовании сил давления (ультрафильтрация и обратный осмос) мембраны должны пропускать растворитель (воду), в максимальной степени задерживая ионные и молекулярные примеси. При использовании" электрических сил мембраны должны быть проницаемы для ионов и не должны пропускать воду.

Области применения мембранных процессов для очистки воды различны. Так, если обратный осмос во избежание применения очень высоких давлений наиболее экономичен в основном для растворов с концентрацией растворенных веществ до 1 г/кг, то электродиализ используется, как правило, для более концентрированных растворов.

По сравнению с дру­гими методами мембранные методы имеют следующие преимущества:

1) отсутствуют фазовые переходы при отделении примесей, что позволяет сводить к минимуму расход энергии на проведение процессов:

2) разделение можно проводить при низких температурах воды, которые определяются свойствами мембраны;

3) если исключить забивание мембраны, процессы имеют непрерывный характер;

4) их можно осуществлять без добавок химических реагентов (если добавки и вводятся, то в очень небольших количествах);

5) аппараты для осуществ­ления этих процессов относительно просты и не имеют движущихся частей.

Количество энергии, необходимой для мембранных процессов, обычно не превышает 2—2,5кВт-ч/м³ фильтрата.

К безреагентным методам относятся также десорбционные методы удаления газов из воды.

Дата добавления: 2014-01-13