Ионообменный аппарат смешанного действия

Для глубокого обессоливания воды применяют ионообменные аппараты (фильтры) смешанного действия (рис.7). В этих аппаратах используется фильтрующий слой из смеси зёрен катионита в Н -форме и анионита в ОН -форме. При фильтрации через такую смесь pH воды практически не изменяется во всём фильтрующем слое, обеспечивая тем самым максимальную эффективность очистки.

Но как регенерировать такую смесь катиона и анионита? Перед регенерацией зерна катионита и анионита разделяют на два слоя подачей воды снизу по цепочке и используя разную плотность зёрен (r_{катионит} > r_{анионит}).

При регенерации анионита (он окажется после разделения в верхней части аппарата) 4% раствор NaOH подается по цепочке . При регенерации катионита (он внизу) 5-10% раствор подаётся по цепочке . По окончании регенерации зерна катионита и анионита вновь перемешиваются сжатым воздухом. Образуется смешанный слой, через который обрабатываемая вода прокачивается сверху вниз по цепочке с линейной скоростью 40 – 50 м/ч.

Как видно, устройство и эксплуатация ионообменных аппаратов смешанного действия гораздо сложнее.

Задача 1. При каких рH можно удалять из воды катионы с помощью катионообменников.

Решение. При очистке воды от катионов с помощью катионообменников нужно знать pH начала образования осадков гидроксидов металлов при данной их концентрации.

1. Пусть С() = г/л. [ ] = 1.8* моль/л. Найдём концентрацию анионов , при которой начинается осаждение гидроксида железа (+3).

[ ]=

( C) pH = 3.85

2. Пусть С() = г/л. [ ] = 1.8* моль/л.

Задача 2. Какой объём V воды можно умягчить с помощью ионообменного фильтра с катионитом КУ- 2 - 8 за один цикл фильтрации. Объём катионита в фильтре V_кат = 3,6 . Динамическая обменная ёмкость ДОЕ = 1000 моль экв / . Полная обменная ёмкость ПОЕ = 1700 моль экв / . Общая жесткость исходной воды 7 ммоль экв / л.

Ж_об = (С_э()+С_э())* ммоль экв/л.

С_э() = 4.5 ммоль экв/л. С() = 90 мг/л.

С_э() = 2.5 ммоль экв/л. C() = 30.4 мг/л.

V_воды л *7* моль экв/л. = 3.6 * 1000 моль экв /

V_воды

M(Mg) = 24.3 г/моль Э(Mg) = 12.15 г/экв.

М(Ca) = 40.1 г/моль Э(Ca) = 20.05 г/экв.