Подготовка фильтров к рабочему циклу

Эксплуатация фильтров заключается в периодическом проведении четырех операций, составляющих полный рабочий цикл: пропускание воды через фильтр, взрыхление сорбентов перед регенерацией, регенерация и отмывка их от избытка реагентов и продуктов регенерации.

Взрыхление. При взрыхлении ионитов потоком воды, подаваемым снизу, уносятся взвешенные вещества и измельченные иониты, которые могут создавать повышенное гидродинамическое сопротивление фильтрующего слоя. Взрыхление обеспечивает последующий свободный доступ регенерирующего раствора к зернам ионитов. Эту операцию ведут интенсивностью 3—4 л/(с-м2) площади фильтра в течение 10—15 мин. Сорбент для предварительной очистки воды (анионит ИА-1) и катионит взрыхляют исходной водопроводной или осветленной водой, анионит — Н-катионированной или обессоленной водой. При этом слой сорбентов «расширяется» на 30—50%. Во время операции наблюдают за водой, вытекающей из воздушника, чтобы своевременно прекратить или уменьшить ее подачу до выноса потоком рабочих фракций ионитов.

Регенерация и отмывка макропористого сорбента ИА-1. Через сорбент, насыщенный органическими веществами, пропускают двух-трехкратный объем 2%-ного раствора щелочи со скоростью 3—5 м/ч. Затем анионит отмывают пятью-шестью объемами водопроводной (осветленной) воды от избытка щелочи и продуктов регенерации при скорости потока 10 м/ч.

Регенерация и отмывка катионита КУ-2. Катиониты с малой сорбционнои емкостью, например, сульфоуголь, регенерируют дешевой и доступной серной кислотой. Этот процесс широко распространен и детально отработан на водоподготовительных установках энергетических предприятий. При работе с катионитом КУ-2, емкость которого в 2—2,5 раза больше, чем емкость сульфоугля, регенерация серной кислотой всегда связана с возможностью образования сульфата кальция в глубине зерен («загипсовывание»), что повлечет за собой падение рабочей емкости от цикла к циклу. Во избежание этого применяют раствор серной кислоты постепенно возрастающей концентрации от 1,5 до 5%.

В ряде случаев используют двойную регенерацию: вначале 2—3 объемами 6%-ного раствора хлорида натрия, а затем 3—5%-ной серной кислотой. Экономии расхода серной кислоты при этом нет, так как для полного удаления натрия затраты кислоты равны 2,5—3,0 эквивалента на 1 эквивалент. Сульфат кальция из катионита можно растворить и вымыть 1—2 н. раствором азотной кислоты, пропуская его со скоростью 1—2 м/ч в течение 1—2 ч.

Обессоливающие установки малой производительности на приборостроительных, радиотехнических и других предприятиях, как правило, не предусматривают запасных фильтров, гарантирующих непрерывность работы при «загипсовывании» одного из основных фильтров. В связи с этим катионит регенерируют соляной кислотой, не образующей осадков с сорбированными катионами. При регенерации катионита в смешанной Са-, Mg- и Na-форме оптимальным является 2 н. (7%-ный) раствор соляной кислоты, для Na- и К-форм — 0,5—0,7 н. раствор.

Отмывку катионита после регенерации ведут исходной водой прямотоком со скоростью 5—10 м/ч, пропуская 5—7 объемов воды. Кислотность промывной воды в конце промывки должна быть не больше удвоенной кислотности исходной Н-катионированной воды. Принимается, что в процессе отмывки 50% катионов, присутствующих в промывной воде, задерживается катионитом (в основном ионы кальция и магния) При наличии емкости для сбора кислой воды последние фракции промывных вод можно использовать для приготовления регенерата и для частичной отмывки катионита после регенерации.

Регенерация и отмывка слабоосновного анионита. Емкость анионитов типа АН-31 или ЭДЭ-10П восстанавливают 1—2%-ным раствором щелочи, расход которой составляет 50—75 кг/м3. При этом рабочая обменная емкость анионитов колеблется в пределах 800—1000 экв/м3, а относительный расход щелочи равен 150—180% по отношению к количеству сорбированных ионов. Регенерат готовят на обессоленной или Н-катионированной воде и пропускают через насадку фильтра со скоростью 1—2 м/ч (в течение 40—50 мин).

Отмывку ведут Н-катионированной или обессоленной водой со скоростью 10 м/ч, расходуя при этом 8—12 объемов воды на один объем смолы. Контролируют степень отмывки анионита с помощью кондуктометра: анионит считается отмытым, когда удельное сопротивление промывных вод достигает 50—100 кОм-см. Часть промывных вод используется для приготовления раствора регенерата.

Регенерация и отмывка сильноосновного анионита на I ступени обессоливания. Анионит АВ-17, работающий на I ступени обессоливания, регенерируют 0,5—1,0 н. раствором гидроксида натрия при расходе последнего 80—120 кг/м3. Регенерат пропускают со скоростью 1—2 м/ч. Рабочая обменная емкость по сумме сорбируемых анионов колеблется в пределах 400—500 экв/м3, а расход щелочи составляет 500—600% от количества сорбированных анионов. Контроль за отмывкой ведут с помощью кондуктометра, удовлетворяясь удельным сопротивлением 50—100 кОм-см.