Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Опыт эксплуатации промышленного фильтра со смешанным слоем ионитов

Исходная вода характеризуется перманганатной окисляемостью <2 мг Ог/л, общей жесткостью и щелочностью 4 мэкв/л, общей минерализованностью 5 мэкв/л и содержанием кремневой кислоты 12—15 мг/л. Катионитовый фильтр загружен катионитом КУ-2 (высота 2000 мм), анионитовый фильтр — аннонитом АН-31 (высота 1500 мм). Смешанный слой состоит из 1 м3 набухшего анионита АВ-17 и 0,5 м3 катионита КУ-2 (размер зерен соответственно 0,3—0,7 и 0,7—1,5 мм). Общая высота загрузки — 1800 мм.

Получение смол нужных фракций достигалось сухим рассевом товарных ионитов. Отсев ионитов составляет <50%, его используют в колонках I ступени. На фильтр подают частично обессоленную воду. За один рабочий период получают 1000—1200 м3 практически «обескремненной» высокоомной воды при удельном расходе технической соляной кислоты и щелочи 80—100 и 150—180 г/м3.

По данным эксплуатации, потери ионитов на фильтре не превышают средних потерь на колонках I ступени и составляют 10 и 20% в год соответственно для катионита и анионита. Поскольку загрузка катионита в фильтр в 9 раз, а анионита в 2,2 раза меньше, чем в колонках I ступени, то и потери ионитов, выраженные в абсолютных цифрах, во столько же раз меньше. Подготовка фильтра к работе длится 6—8 ч.

Резкое снижение удельного сопротивления воды совпадает с проскоком кремневой кислоты, увеличением окисляемости до уровня исходной воды и увеличением содержания в воде гуминовых и фульвокислот.

Катионит I ступени регенерируют 7%-ным раствором технической соляной кислотой при расходе 1 экв/экв насадки фильтра, равной 1,65 кэкв/м3. Восстановленная обменная емкость катионита (6,28 м3) составляет при этом 6,0 кэкв, а рабочая — 5,5 кэкв, что позволяет за один цикл работы Н-катионировать 1100—1150 м3 воды. Анионитовый фильтр регенерируется избытком щелочи, затраченной на регенерацию анионита АВ-17 в фильтре.

На анионит в фильтр смешанного действия подают 4—5 м3 4%-ного раствора щелочи. Регенерат, вытекающий через средний дренаж, разбавляется обессоленной водой, которая подается снизу вверх на слой катионита для его защиты от проникновения щелочи. Регенерат сильноосновного анионита содержит большой избыток щелочи, а присутствующие соли (Na23, Na2SiО3, NaCl) не препятствуют его повторному использованию для регенерации слабоосновного анионита. На анионит I ступени подают регенерат сильноосновного анионита либо непосредственно, либо через сборник щелочи. В последнем случае нет необходимости в синхронизации регенерации двух фильтров. Преимущество непосредственной подачи регенерата с фильтра смешанного действия на анионит I ступени заключается в том, что окончание его регенерации проводится щелочью, практически свободной от извлекаемых ионов. Общий расход кислоты и щелочи при получении высокоомной воды из воды указанного качества составляет соответственно 2,5—3,0 и 3,0—3,5 экв/экв катионов и анионов соответственно в исходной и Н-катионированной воде после декарбонизации. Фильтр смешанного действия для обессоливания водопроводной воды был использован в связи со срочной необходимостью получения высокоомной обессоленной воды на участке завода, лишенного площади для развертывания полной схемы обессоливающей установки. Эксплуатировались описанные выше фильтры производительностью 20—25 м3/ч.

Емкость анионита АВ-17 по сумме всех анионов, присутствующих в воде (декарбонизация не проводилась), варьирует в пределах 500—550 экв/м3 при затрате на регенерацию 5—6-кратного объема щелочи. Для получения такой же емкости катионита (0,5 м3) на регенерацию последнего расходовали до 2 кэкв соляной кислоты, избытком которой удаляли нз анионита сорбированные ионы НСО3. При этом благодаря выделению диоксида углерода облегчалось разделение слоев в фильтре. За рабочий цикл, который составлял всего 5 ч, из воды получали 100—110 м3 высокоомной воды (р = 5—8 МОм-см).

Расход воды на регенерацию и отмывку фильтра не превышал 28—32 м3, т. е. 30% от объема обессоленной воды. Подготовка фильтра к работе длилась 6—7 ч. При получении 1 м3 обессоленной воды расходуется 1,2—1,5 кг щелочи и 1,8—2,0 кг соляной кислоты. Особенно резко возрос расход щелочи, так как в схеме отсутствовал декарбониэатор. Этот опыт оптимизации по минимуму площади убедительно подтвердил способность смешанного слоя иоиитов качественно обессоливать воду независимо от ее исходного состава.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики