ионит
 ионитпрайс-листкатионитанионитдоска объявлений
Ионит
Прайс-лист
Катионит
Анионит
Сульфоуголь
Об'явления
Контакты
(495) 5o5-89-22
ионит запрос
КАТИОНИТ

Катионит в водоподготовке при умягчении воды

Катионит нашел практическое применение в водоподготовке методе умягчения воды, он базируется на возможности некоторых ионообменных материалов — катионитов — вступать в реакцию ионного обмена в растворе солями, сорбируя из воды их катионы и отдавая в раствор воды аналогичное количество катионов, которыми катионит периодически насыщается при регенерации.
Катионит подразделяют на минеральные катиониты и органические катиониты. Оба типа катионитов могут быть естественного происхождения или приготовлены искусственно.
К природным минеральным катионитам относятся глауконит, волконскоит и другие алюмосиликаты магния, натрия, кальция, железа и хрома. К природным органическим катионитам относятся бурые и гумусовые угли, торф и другие вещества природного происхождения, содержащие малорастворимые органические кислоты и их соли. Относительно небольшая обменная способность и невысокая стойкость естественных катионитов привели к постепенному вытеснению их искусственными катионитами. Из катионитов естественного происхождения в практике умягчения воды иногда еще применяют гумусовые угли и глауконитовый песок. Минеральные алюмосиликатиые искусственные катиониты приготовляют путем смешения раствора сернокислого алюминия и соды. Из образующего осадок алюмосиликагеля удаляют воду на фильтрпрессе с следующим осушиванием отжатого геля потоком горячей воздушной смеси. Высушенный гель дробят в крупку, из которой выбирают годные для загрузки фильтров фракции 0,5—1,5 мм.
Катиониты на основе искусственных смол (пластических масс, высокополимеров) могут изготовляться путем полимеризации или поликонденсации мономерных соединений, содержащих активные ионогенные группы, или введением активных, способных к ионному обмену групп в готовые полимеры. Продуктом конденсации фенолсульфокислот с формальдегидом является выпускаемый нашей промышленностью катионит Ку-1, продуктами сульфирования готовых сополимеров стирола с дивинилбензолом являются отечественный катионит КУ-2-8. По степени диссоциации активных, способных к обмену групп искусственные катиониты разделяют на сильнокислотные и слабокислотные.
В практике умягчения воды применяются сильнокислотный катионит, содержащие активные сульфогруппы SО3H (катионит технический КУ-2-8 и особочистый катионит КУ-2-8чС), реже применяются слабокислотные катиониты, содержащие активные карбоксильные группы СООН.
Свойство сильнокислотных катионитов - незначительно изменять способность к ионообмену с понижением значения рН среды ниже 7; их обменная способность остается достаточно высокой при величине рН>1,5.

Умягчение воды

При очистки раствора при умягчении воды через слой зернистого катионита активные группы его вступают в реакцию обмена с катионами растворенных в воде солей. Если катионит был предварительно переведен в Na-форму путем регенерации его раствором поваренной соли, то при фильтрации воды через слой такого катионита будут происходить реакции катионного обмена или умягчение воды.
При умягчении воды по мере фильтрации раствора через слой катионита в установке водоподготовки подавляющая часть активных групп будет замещаться кальцием и магнием из воды. Наконец, обменная способность катионита будет полностью исчерпана, все его активные группы будут замещены ионами кальция и магния.
Поскольку, как и всякая химическая реакция, реакция ионного обмена умягчения воды подчиняется закону действия масс, регенерация катионита (обратное замещение его активных групп натрием) может быть достигнута промывкой катионита раствором натрия, например раствором технической поваренной соли.
Так как при пропуске раствора поваренной соли через слой истощенного катионита в фильтре в него все время будут поступать новые порции раствора с высокой концентрацией натрия и малой концентрацией кальция, равновесие в уравнении будет все время сдвигаться вправо. В результате этого кальций в катионите будет замещаться натрием, а вытесненный из катионита кальций будет потоком раствора выноситься за пределы фильтра. Регенерацию производят до тех пор, пока большая часть активных групп катионита не будет замещена натрием. Тогда катионитовая установка повторно используется для умягчение воды.

Натрий-катионирование

При умягчении воды методом натрий-катионированием концентрация магния и кальция в растворе может быть уменьшена до минимума. Общая щелочность воды при этом не изменяется, сухой остаток увеличивается при замещении в растворе 1-го иона кальция, атомный вес которого = 40,08, на 2 иона натрия (атомный вес 2 • 22,99 = 45,98).
Кислотность раствора, прошедшего через Н-катионитный фильтр при натрий-катионировании, загруженый катионитом КУ-2-8 в натриевой форме, определяется суммой концентраций в исходном растворе солей. В процессе регенерации натрий-катионитных установок кислотой для полного устранения из катионита КУ-2-8 катионов, КУ-2-8 в водоподготовительной установке будет существовать в 2 формах: в одной-верхней части — в водородной-форме, в другой-нижней — в Mg-/Са- формах. При водоочистке через такую установку воды в высоком отсеке фильтра растворенные соли при обмене катионов на водород-ион будут переведены в соответствующие кислоты.
Регенерация водород-катионитовых фильтров раствором кислоты в количествах, недостаточных для исключительного удаления из КУ-2-8 катионов жесткости, именуется «голодной» регенерацией. Установка водоподготовки, работающая в режиме «голодной» регенерации, удаляет из воды только соли кароонатнои жесткости, уменьшается щелочность раствора до 0,3—0,45 мг-экв/л, при этом не снижая некарбонатной жесткости воды.
Выбор метода натрий-катионирования воды определяется требованиями, предъявляемыми к обработанной воде, и составом солей, растворенных в исходной воде. Когда ограничивается только жесткость умягченной воды, - более экономичным способом умягчения является натрий-катионирование. При высокой щелочности или магнезиальной жесткости исходной воды, либо при высоком содержании железа в воде бывает сообразно применять комбинированный способ умягчения воды известкованием со следующим натрий-катионированием. Этот же метод целесообразно применять для умягчения воды поверхностных водоисточников, если щелочность воды выше 3 мг - экв/л.
Тогда, когда лимитируется присутствие в подготовленной воде бикарбоната натрия, появляющегося при натрий-катионировании солей карб. жесткости, применяют параллельное или последовательное водород-натриевое-катионирование или умягчение воды известкованием со следующим Na-катионированием. При параллельном водород-натриевым-катионировании часть воды пропускают через Н-катионитовый фильтр, остаток ее — через Na-катионитовый. Фильтрат первого фильтра содержит свободные кислоты в концентрации, равной содержанию в исходной воде солей сильных кислот; фильтрат второго фильтра — бикарбонат натрия в концентрации, эквивалентной щелочности исходной воды. При смешивании фильтратов Н- и Na-катионитовых фильтров кислотность первого нейтрализуется щелочностью второго: смесь имеет малую жесткость и близкую к нулевой щелочность.
Аналогичные результаты могут быть получены последовательным Н—Na-катионированием. При пропуске через Н-катионитовый фильтр все имеющиеся в воде соли превратятся в соответствующие кислоты, угольная кислота распадается на СО2 и Н2О. Фильтрат натрий-катионитового фильтра будет представлять собой раствор соляной и серной кислот. При пропуске этого раствора через Na-катионитовый фильтр кислоты превратятся в соответствующие натриевые соли и фильтрат Na-фильтра будет иметь малую щелочность и малую жесткость. С целью экономии кислоты Н-катионитовый фильтр можно эксплуатировать в режиме «голодной» регенерации.
Если в умягченной воде лимитируется наличие солей натрия или калия, хотя при этом и возможно присутствие ионов аммония (например, в воде, предназначенной для питания котлов, пар которых не соприкасается с медью и латунью), вместо Н- и Na-катионирования воды можно применять аммоний — натрий-катионирование воды.

Заказать катионит? Звоните: (495) 5O5-89-22

тел/факс: (495) 5o5-89-22
2009-2012 © ИОНИТ.RU