КАТИОНИТОВЫЙ МЕТОД УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ

Катионитовый метод основан на особенности некоторых материалов (катионов) обменивать катионы Nа⁺, Н⁺ или NН₄⁺, которыми предварительно «заряжены» их активные группы, на присутствующие в воде катионы Са²⁺ и Мq²⁺, обуславливающие жесткость. Различают Nа^–, Н^– или NН₄^–, катионирования, которые могут быть представлены следующими реакциями обмена:

1) Nа – катионирование:

2Nа[K] + Са(НСО₃)₂→ Са[K]₂ + 2NаНСО₃

2Nа[K] + СаСl₂→ Са[K]₂ + 2NаСl

2Nа[K] + СаSO₄→ Са[K]₂ + Nа₂SO₄

2) Н – катионирование:

2Н[K]+ Са(НСО₃)₂→ Са[K]₂ +2Н₂О + 2СО₂↑

2Н[K]+ СаСl₂→ Са[K]₂ + 2НСl

2Н[K] + СаSO₄→ Са[K]₂ + Н₂SO₄

Н[K] + NаСl → Nа[K] + НСl

2Н[K] + Nа₂SO₄→2N[K] + Н₂SO₄

3) NН₄ – катионирование:

2NН₄[K] + Са(НСО₃)₂→ Са[K]₂ + 2NН₄НСО₃

2NН₄[K] + СаСl₂→ Са[K]₂ +2NН₄Сl

2NН₄[K] + NаСl → Nа[K] + NН₄Сl

Такой же характер будут иметь реакции Nа^–, Н^– или NН₄^–, катионирования в отношении магниевых солей.

Условия эффективного применения способов катионитового умягчения, определяемые качеством воды и требованиями, предъявляемыми к умягченной воде.

При проектировании катионитовых установок особое внимание следует уделять выбору типа фильтрующего материала (катионита), свойства которого (в частности, полная обменная способность) наряду с другими факторами, определяют скорость прохождения ионообменных реакций и эффективность процесса умягчения в целом.

Состав катионитовых установок диктуется характером процесса умягчения, осуществляемого в два этапа: собственно умягчение путем фильтрования через набухший катионит и регенерация катионита (взрыхление, обработка регенерационным раствором и отмывка). Основные элементы водоумягчительных установок: катионитовые фильтры (напорные или безнапорные); баки с водой для взрыхления; сооружения и устройство хранения, приготовления и подачи регинерирующих растворов; насосное и воздуходувное оборудования.

Катионитовые фильтры бывают напорные и открытые они выпускаются серийно нашей промышленностью шести различных диаметров и с различной высотой загрузки катионитом, рассчитанные на рабочее давление
6 кг/см³. Характеристика их указана прил. 1 табл. 2 методических указаний.

На рис. 1 и 2 прил. 1 показан типовой катионитовый фильтр и устройство для равномерного распределения регенерирующего раствора.

Для глубокого умягчения воды (0,03–0,01 мг-экв/л) применяют
Н-Nа-катионирование.

Сущность Н-Nа-катионирование заключается в смешении двух потоков умягчаемой воды – кислой после Н-катионитовых фильтров и щелочной – после Nа-катионитовых фильтров. Смешивая эти два потока в определенной пропорции, получают глубоко умягченную воду с заданной величиной щелочности.

Применяют параллельное, последовательное и смешанное (совместное) Н-Nа-катионирование. Схемы катионирования смотрите в приложении 2 методических указаний.