Большая энциклопедия нефти и газа. Ионообменные смолы: применение

Страница 12 из 39

На обессоливающих установках Н-катионитовые фильтры загружаются катионитом различных марок. Количество загружаемого в фильтр сухого катионита следует рассчитывать, исходя из необходимой высоты фильтрующего слоя катионита в набухшем состояния.
В Н-катионитовых фильтрах I ступени слой влажного катионита должен иметь высоту, допускающую возможность увеличения объема катионита при взрыхлении приблизительно на 50%. В Н-катионитовых фильтрах II и III ступеней слой влажного катионита по этим же условиям целесообразно иметь высотой 1,0-1,5 м.
Катионит после загрузки в фильтр держат з воде для набухания в течение 10-12 ч. После набухания катионит отмывается от загрязнений током воды снизу вверх. Сульфоуголь начинают взрыхлять при скорости подъема воды 7-8 м/ч и доводят его по мере осветления отмывных вод до 12-15 м/ч.
После окончания отмывки катионита фильтр вскрывают, снимают вручную верхний стой мелочи (толщина его зависит от качества катионита), досыпкой или отгрузкой катионита доводят высоту слоя до расчетной. После этого замеряют высоту слоя катионита в набухшем состояний.
Подготовка свежего катионита к работе производится его регенерацией избыточным количеством раствора кислоты. При отмывке определяют жесткость и кислотность отмывочных вод. В тех случаях. когда отмывка затягивается, а жесткость отмывочной воды долго не снижается, целесообразно произвести дополнительную регенерацию.
При первичных регенерациях пропускание регенерационного раствора 1,5-2.0%-ной серной кислоты производят медленно, в продолжении 1,5-2,0 ч, что увеличивает продолжительность контакта регенерационного раствора с катионитом и способствует его лучшей отработке. Ориентировочно расход 100%-ной серной кислоты составляет до 30 кг на 1 м 3 катионита; скорость фильтрования регенерационного раствора определяет время контакта его с катионитом; обычно она составляет 9-10 м/ч и окончательно устанавливается при наладке. Отмывочная вода фильтруется со скоростью - 10 м/ч.
Отмывка катионита в фильтрах 1 ступени производится осветленной водой.
Регенерационный раствор кислоты для регенерации Н-катионитовых фильтров I, II и III ступеней готовится только на Н-катионированной воде.
Отмывка катионита заканчивается при жесткости отмывочной воды ~ 50 мкг-экв/кг и кислотности, превышающей содержание суммы ионов SO«,-+Cl“ в исходной воде не более 500 мкг-экв/кг.
Первичная регенерация Н-катионитовых фильтров II ступени проводится с теми же расходами кислоты, концентраций регенерационного раствора и скоростью его пропускания, что и Н-катионитовые фильтры I ступени. Отмывка Н-катионитового фильтра II ступени осуществляется частично обессоленной и декарбонизованной водой. Н-катионитовые фильтры II ступени отмывают до кислотности фильтрата 0,15 мг-экв/кг.
Длительность предварительной подготовки фильтра к эксплуатации зависит от качества катионита и может колебаться от нескольких часов до суток.
В течение I-2 суток после ввода фильтра в эксплуатацию после регенерации вода может быть слегка опалесцирующей (мутной); примерно через 2 суток после включения фильтра в работу вся катионированная вода должна выходить совершенно прозрачной.

" статьёй Способы умягчения воды . Где опишем основные существующие способы и , как можно из жёсткой воды сделать мягкую воду. А также подробнее остановимся на одном из них, наиболее распространённом и надёжном.

Способы умягчения воды можно разделить на три и большие группы:

1. химические способы.
2. физические.
3. экстрасенсорные.

Перед тем, как перейти к описанию способов, давайте для начала определимся с терминами. А именно с термином "умягчение воды ". Ранее, в статье "Жёсткая вода " мы затрагивали вопрос жёсткости воды и причин, которые её вызывают — а также последствий использования жёсткой воды. Соответственно, существует несколько определений термина "умягчение воды ", в зависимости от того, на каком этапе идёт воздействие —

• на этапе борьбы с причинами жёсткости воды или
• на этапе борьбы с последствиями использования жёсткой воды.

Понятное дело, этап воздействия на причину жёсткости воды будет бороться и с последствиями жёсткой воды. Но не наоборот. Соответственно, теперь можно перейти к способам умягчения воды. Химические реагентные способы умягчения воды мы затронем в другой статье, а сейчас поговорим про ионный обмен .

Химический способ борьбы с жёсткой водой основан на обмене. Обменом заведует ионо-обменная смола. Ионо-обменная смола — это длинные молекулы, собранные в полупрозрачные желтоватые шарики.

Из этих молекул торчат многочисленные отростки (очень-очень маленькие), к которым присоединяются частицы соли. Простой поваренной соли (ионы натрия).Один ион натрия на один отросток.

В процессе умягчения вода проходит через смолу, пропитывает её насквозь. Соли жёсткости заменяют натрий, связанный со смолой. То есть, происходит обмен — натрий высвобождается и течёт далее, а соли жёсткости остаются связанными со смолой. Причём важно знать, что вымывается из смолы в два раза больше солей, чем оседает, что связано с разницей в зарядах ионов.

Соответственно, рано или поздно (зависит от ёмкости смолы, количества очищенной воды и количества солей жёсткости) все соли натрия в смоле заменяются на соли жёсткости. И после этого смола перестаёт работать — так как больше нечего обменивать.

Для каждой смолы есть свой предел, который она может достигнуть, после чего перестаёт работать. После чего возможны два варианта обращения со смолой, которые зависят от того, в каком виде вы использовали эту смолу. Так, существует два варианта, в каких ионообменная смола работает.

Первый вариант — простой картридж, который располагается в стандартном корпусе, как для или для . Пример картриджа с ионообменной смолой:

Другой вариант — смола, которая насыпается в большой баллон (или не очень большой, зависит от фантазии инженеров). Поскольку баллон чаще всего похож на колонну (пропорциями), то он называется "ионообменная колонна". Она же называется "умягчитель", "ионообменник". Пример ионообменной колонны:

Отличия этих двух вариантов заключаются в количестве ионообменной смолы:

1. Картридж с ионообменной смолой годится только для того, чтобы пить воду и иногда на ней готовить.
2. Ионообменная колонна предназначена для очистки воды на всю квартиру, дом, производство.

Второй вариант, помимо большей стоимости при покупке, имеет нюанс: он требует постоянных затрат на покупку соли, которой восстанавливается фильтрующая способность смолы. Здесь мы возвращаемся к тем возможностям, что можно сделать с ионообменной смолой, когда она перестаёт работать. Так, вариант с картриджем таков — выкинуть. Хотя иногда встречаются люди, которые применяют к нему второй вариант, как к ионообменной колонне.

Ионообменная колонна всегда имеет спутника — бак с рассолом.

В этом баке специальная таблетированная соль растворяется и образует рассол.

Периодически (зависит от того, какой тип управления используется и от показателей воды) раствор соли протекает через смолу, вымывает соли жёсткости и меняет их на исходную соль. После промывок смола восстанавливает свои способности к ионному обмену.

Ионообменная смола так же может удалять и железо в небольших количествах. Трёхвалентное железо портит ионообменную смолу, смола необратимо забивается, и её нужно менять. Так что будьте внимательны и вовремя делайте анализ воды .

Какой фильтр лучше покупать? Какой больше нравится. И, естественно, тот, который в наибольшей степени позволяет вам достичь ваших целей (о чём говорилось в статье "Выбор фильтра для воды: сколько тратить? ").

Также следует учитывать особенности, связанные с размером эксплуатационных расходов на использование ионообменного фильтра. Так, для разных установок умягчения воды требуется разное количество соли на одинаковую производительность. И нужно следить, чтобы расходы на соль были минимальными . Так же показатель — количество сброса воды в канализацию при промывках. Чем больше тратится воды, тем дороже выходит обслуживание. Для ориентира — минимальный расход соли, который мне когда-либо встречался, при производительности 1,5 м3/час составлял 1,14 кг соли на регенерацию.

Ионный обмен — способ умягчения воды, который воздействует на причину жёсткости воды, чем делает её мягкой.

Другие способы умягчения воды мы рассмотрим в дальнейшем.

Чтобы обеспечить высокий уровень очистки воды в домашних условиях, необходимо использовать трехступенчатую систему фильтрации. Такая система включает в себя картридж механической очистки, умягчения (в котором используется ионообменная смола) и доочистки из активированного угля.

Ресурс подобных картриджей приблизительно составляет 5-7 тысяч литров, поэтому их достаточно менять раз в год на новые. Но есть один важный момент: эффективность картриджа с ионообменником напрямую зависит от уровня жесткости поступающей жидкости и его полноценное применение возможно только при проведении регулярной регенерации.

Ионообменные смолы: общее описание

Это соединения в виде мелких шариков, обычно янтарного цвета. Они способны улавливать из водных растворов ионы магния и кальция и заменять на ионы натрия (или водорода). В результате жидкость приобретает нормальный уровень жесткости.

Такие материалы широко применяются в процессах водоподготовки, начиная с 60-х годов прошлого века. Это один из доступных, экологически безопасных и быстрых способов фильтрации. Он позволяет избавиться от накипи, добиться хорошего пенообразования при контакте с моющими средствами и получить питьевую воду без посторонних примесей.

В бытовых фильтрах наиболее часто используются иониты гелевого типа (например, катионит КУ-2-8, Dowex, Relite, Lewatit и др. Они обладают химической стойкостью, осмотической стабильностью и не выделяют в очищаемую воду вредные примеси.

Так как емкость ионитов ограничена, необходимо своевременно проводить ее восстановление. Для этого ионообменник погружают в раствор, содержащий избыток ионов натрия. В этом случае процесс пойдет в обратном направлении: ионы натрия поглощаются, а ионы кальция и магния отдаются в раствор. В качестве регенерационного соединения обычно используют поваренную соль.

Как регенерировать смолу при помощи поваренной соли?

Для этого следует закрыть кран на входе, чтобы перекрыть подачу воды в фильтр, и включить чистую воду, чтобы сбросить давление в корпусах системы. Затем следует достать картридж механической очистки и тщательно очистить его от загрязнений, промыв под струей воды со щеткой, а также вымыть колбу фильтра. После этих процедур картридж механической очистки установить на место.

Затем необходимо достать картридж с ионообменником. Процедура его регенерации зависит от типа фильтрационной системы: в простых фильтрах содержимое можно высыпать и регенерировать в отдельной емкости, в более сложных восстановление проводится без извлечения гранул.

В первом случае следует залить смолу 2 л 10 %-ного раствора нейодированной поваренной соли (100 г соли на 1 л воды) и дать настояться в течение 6-8 часов. После этого ионообменник промывают чистой водой 2-3 раза и засыпают обратно.

Второй вариант предполагает заливание смолы прямо в картридже 2 л 10 %-ного солевого раствора, после чего картридж ставят в промытую колбу и заливают еще 0,5 л раствора, оставляют на 8-10 часов. По истечении этого времени жидкость сливают и вновь погружают ионообменник в 2 л раствора. Для устранения избытка соли после этого гранулы промывают 2 л чистой воды.

Важный момент! Восстановление смолы может проводиться неоднократно, но постепенно она загрязняется примесями, которые содержатся в воде, и теряет ионообменную емкость. Поэтому картридж с ионообменником подлежит замене примерно раз в год (в зависимости от интенсивности использования и жесткости воды).

Засыпки в системах комплексной водоподготовки выполняют важнейшую роль, а именно они нейтрализуют вредные химические и органические примеси, смягчают воду, улучшают ее показатели и так далее.

Наиболее используемые засыпки являются:

1. Ионообменная смола;

2. Кварцевый песок;

3. Активированный уголь;

4. Многофункциональные засыпки.

Любой засыпной фильтр колонного типа для очистки воды требует полной замены засыпки раз в несколько лет - периодичность определяется специалистом отдельно в каждом конкретном случае. Как правило, система водоподготовки сама «рапортует» о необходимости этой процедуры снижением эффективности очистки. Удаление железа из воды начинает сбоить, допуская прорывы двухвалентного железа, а регенерация засыпки даёт неудовлетворительный эффект. С умягчителями воды та же история: соли жёсткости свободно проникают в инженерные системы дома, образуя накипь и белесые пятна после высыхания капель воды.

Ориентировочные сроки службы засыпок: ионообменная смола - до 5 лет, обезжелезивающие материалы - до 5 лет, активированный кокосовый уголь - до 3 лет, активированный березовый уголь - до 2 лет, кварцевый песок и многослойные засыпки для осветления воды, до 3 лет.

Основное правило, которого необходимо придерживаться при подборе засыпки для системы фильтрации - точное соответствие количество засыпки с размерами фильтра. Это позволит правильно настроить блок управления и получить максимально эффективную работу всей системы.

Ионообменная смола засыпается не более 75% от общего объема колоны фильтра, прочее засыпки загружаются слоем не более 1 м (в противном случае они не достаточно взрыхляются и промываются обратной промывкой.

Срок службы фильтрующей загрузки напрямую зависит от степени загрязненности исходной воды, водопотребления, и стабильности работы регулирующей автоматики. Обычно, средний срок службы загрузки обезжелезивателя составляет 3 - 5 лет, а умягчителя 5 - 6 лет. Но чаще всего их приходится менять одновременно, так как отработавший свой ресурс обезжелезиватель начинает частично пропускать не удаленные примеси, что губительно сказывается на фильтрующей среде умягчителя. И к тому времени, когда созревает решение поменять фильтрующую загрузку обезжелезивателя, загрузку умягчителя тоже пора менять.

Чтобы работы по замене наполнителя не оказались бесполезными, перед проведением работ рекомендуется провести анализ исходной воды и диагностику работы клапанов управления. Довольно часто причиной плохой очистки воды является управляющий клапан одного из фильтров. Также за долгие годы эксплуатации системы, качество исходной воды могло измениться (как в худшую, так и в лучшую сторону) по правилам, анализ входной воды необходимо делать каждые 6 месяцев для бытовых потребителей, и более часто для ответственных случаев (важные технологические процессы в промышленных установках). Не исключено, что потребуется изменить состав оборудования или тип фильтрующей загрузки, перепрограммировать электронику клапанов.

Обслуживание водоподготовки очень Важно для Вашего здоровья. Поэтому регулярное обслуживание системы должно стать частью Вашего проживания в доме.

Фильтры для воды стали обязательным очищающим элементом в квартирах и загородных домах, а также на предприятиях.

Они, как и любая другая техника, нуждаются в обслуживании, в частности, особенного внимания заслуживает процедура регенерации картриджей с ионообменной смолой.

И если в одноступенчатых устройствах, а также фильтрах-насадках и кувшинах использованный картридж просто меняют на новый, с трехступенчатыми все сложнее.

Они состоят из картриджа механической очистки, доочистки угля и картриджа с ионообменной смолой. В связи с большим ресурсом работы устройства их нужно обслуживать или менять единожды в год.

Фильтр будет функционировать нормально, при одном условии — если будет проводиться регулярная регенерация, то есть восстановление свойств ионообменной смолы.

Технология регенерации смолы — как восстанавливается ионообменная смола в фильтре

Ионообменная смола представляет собой мелкие шарики янтаря, которые преобразовывают ионы магния и кальция в ионы натрия. Таким образом, вода становится менее жесткой, на бытовой технике не образуется накипь.

Зная показатели жесткости воды, можно прогнозировать примерный ресурс картриджа со смолой. Для этого показатель емкости делят на показатели жесткости воды, выраженные в мг-экв/литр.

Поглощение ионов магния и кальция – это обратимый процесс. При избыточном содержании ионов натрия будет обратная ситуация, то есть пойдет отдача ионов магния и кальция и поглощение ионов натрия.

Чтобы этого избежать, прибегают к так называемой регенерации, то есть восстановлению функций ионообменной смолы, чтобы она могла послужить вашему фильтру еще некоторое время.

Запустить процесс регенерации поможет обычная поваренная соль, так как эффективность регенерации фильтров солью давно доказана на практике.

Процесс регенерации может проводиться многократно, но смола все же постепенно начинает терять свои свойства за счет обогащения воды примесями, и рано или поздно ионообменную смолу придется менять.

В целом порядок проведения регенерации выглядит следующим образом:

• перекрыть поступление воды,
• включить кран, чтобы стравить давление,
• вынуть картридж механической очистки, вымыть его, а также колбу, поставить на место,

Для регенерации системы без картриджа:

• вынуть ионообменный картридж и пересыпать содержимое в кастрюлю или другую емкость,
• залить смолу солевым раствором и оставить на 6-8 часов, периодически перемешивая,
• промыть смолу несколько раз чистой водой,

Для регенерации системы с картриджем раствор заливают внутрь и выдерживают 8 часов, затем его сливают и повторяют процедуру;

• после чего смолу нужно промыть кипяченой водой,
• установить картридж на место,
• вынуть картридж с углем, выполнить промывку, поставить на место,
• включить воду и пропустить несколько минут, пока из воды не пропадет солевой привкус.

Вместо соли также могут использоваться питьевая сода и даже лимонная кислота.

Компания «Гейзер» — один из лидеров на отечественном рынке фильтров. Рассмотрим, как выполнить регенерацию в трехступенчатый моделях этого производителя.

1. Перекрыть поступающую в устройство воду.
2. Спустить давление, открыв кран.
3. Выполнить механическую очистку фильтра.
4. Подготовить 10% раствор поваренной соли. Емкость лучше взять больше, так как начнется процесс вспенивания.
5. Держать устройство над раковиной и заливать 2 литрами солевого раствора так, чтобы смола не пролилась наружу.
6. Установить картридж обратно в корпус и залить 0,5 л раствора до верха, оставить на 8-10 часов.
7. Вынуть устройство и дать стечь раствору, затем еще раз залить 2 литра солевого раствора.
8. После того, как раствор стечет, установить картридж обратно в корпус.
9. Собрать фильтр.
10. Включить воду на несколько минут, чтобы из воды пропал привкус соли.

Регенерация позволяет восстанавливать свойства картриджей B510-04 и KH.

Сменный модуль KH для систем Кристалл

1. Перекрыть воду, выпустить давление.
2. Вынуть KH, нажимая кнопку на крышке устройства.
3. Собрать идущий в комплекте переходник для регенерации или приобрести отдельно.
4. Отрезать дно бутылки из пластика и закрепить на переходнике.
5. Сделать раствор 2-2,5 литра поваренной соли.
6. Устройство с бутылкой и переходником поместить в кастрюлю, трубку переходника вывести в раковину.
7. Пропустить через смолу солевой раствор, а затем 2 литра чистой воды.
8. Установить устройство на место.

Модуль B510-04 для систем Трио

1. Отключить подачу воду и стравить давление.
2. Вынуть картридж.
3. Высыпать содержимое в емкость из пластика или металла.
4. Приготовить литровый раствор соли и залить содержимое картриджа, оставить на 6 часов, иногда помешивая.
5. Слить раствор и выполнить промывку кипяченой водой. Повторить процедуру дважды.
6. Поместить содержимое обратно в картридж и поставить его на место.
7. Не забыть о промывке механического картриджа.
8. Включить фильтр на 10 минут, после чего им можно вновь пользоваться.

Инструкция по регенерации картриджа фильтра Арагон

1. Перекрыть воду, спустить давление.
2. Приготовить раствор из 40 г лимонной кислоты и двух столовых ложек соды на один литр воды. Так как происходит вспенивание, посуда для раствора должна быть емкостью 1,5-2 литра. Воду нужно наливать постепенно.
3. Картридж Арагон поставить в корпус, залить его раствором в количестве 0,6 л. Оставить на 12 часов, затем достать картридж и слить раствор.
4. Далее потребуется дополнительная обработка оставшимся раствором. Делать это лучше над раковиной. Жидкость льют через горловину и оставляют до полного стекания.
5. Затем нужно промыть устройство. Для этого используют сначала 3 литра чистой воды, которую заливают через горловину. Затем пленкой фиксируют ее и удаляют донную заглушку. Удерживая картридж вертикально, вливают еще 3 литра воды, после чего пленку удаляют, заглушку ставят на место. Останется поставить картридж на свое место в фильтре и включить устройство на несколько минут для промывки.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ

Таким образом, используя эту технологию, можно в домашних условиях без приобретения дорогостоящих средств, а лишь с использованием обычной соли можно неоднократно восстанавливать свойства ионообменных картриджей для вашего фильтра.