Тема: Определение качества воды после определенной стадии обработки.

Лабораторная работа №3.

Тема: Определение качества воды после определенной стадии обработки.

Цель: научиться проводить процесс регенерации на Nа-катионитовом фильтре.

Общие сведения.

Катионированием называется технологический процесс обработки воды с помощью сорбентов, способных обменивать катионы, содержащиеся в твердой фазе, на катионы, находящиеся в растворе.

При ионном обмене, находящиеся в жесткой воде катионы кальция и магния поглощаются ионообменным материалом, а вместо них в воду переходят катионы натрия или водорода.

2NaR + Ca²⁺ == CaR₂+ 2Na⁺;

2NaR + Mg²⁺ == MgR₂+ 2Na⁺.

Символом R обозначен радикал катионита, выполняющий роль аниона. Таким образом, в результате удаления из ионовCa²⁺ и Mg²⁺ происходит умягчение воды и происходит следующее:

l при Na - катионировании солесодержание воды несколько повышается;

l при Н — катионировании в воде взамен щелочности появляется кислотность из-за наличия ионов Н⁺. поступивших в воду из катионита.

В процессе умягчения воды Na — катионитовым методом катионит постепенно насыщается солями кальция и магния и теряет свою обменную емкость.

Истощение катионита происходит послойно сверху вниз, когда процесс умягчения воды переходит в нижние слои катионита, начинает значительно возрастать жесткость. Для восстановления обменной способности катионита фильтр выводят на регенерацию.

Регенерация Na — катионитного фильтра осуществляется раствором хлористого натрия, а Н — катионитного фильтра — раствором серной кислоты.

Порядок выполнения работы.

Регенерация фильтра состоит из следующих операций:

1. Взрыхление.

2. Регенерация.

3. Отмывка.

Цель взрыхления:

l устранить уплотнения слежавшейся массы катионита и тем самым обеспечить свободный доступ регенерационного раствора ко всем зернам катионита;

l удалить из катионита мелочь, которая образуется при истирании.

Схема фронта ионитного фильтра.

Взрыхление катионита производят перед регенерацией исходной водой. Для взрыхления открывают вентиль 4, и промывная вода подается в ионитный фильтр. Пройдя слой ионита снизу вверх, промывная вода сбрасывается в канализацию через задвижку 3, которая медленно открывается настолько, чтобы удалялась мелочь, но не происходило выноса крупных зерен катионита (контролируется пробой воды в колбе). Взрыхление приводит катионит во взвешенное состояние, длительность операции10-15 минут, а при сильном загрязнении катионита 25-30 минут. После окончания взрыхления производится операция регенерации фильтра. Она заключается в том, что в фильтр подается в необходимом количестве и определенной концентрации раствор соли NaCl, который подается в фильтр сверху вниз. Для этого открываем задвижку 1 через которую подается раствор NaCl, пройдя через весь слой катионита, раствор соли сбрасывается в дренаж. Время пропускания раствора соли через слой катионита должно быть 30-35 минут.

После того, как пропустили раствор соли через слой катионита, приступают к третьей операции — отмывке фильтра. Для этого закрывают задвижку 1 и открывают задвижку 2. В процессе отмывки происходит отмывка катионита от солей жесткости и от продуктов регенерации (NaCl). Отмывку производят до тех пор, пока вода не станет прозрачной, а жесткость не снизится до 20-30мкг*экв/л. После этого задвижку 5 закрывают, открывают задвижку 6 и фильтр включают в работу.

Общая длительность процесса регенерации 1,5-2,0 часа и более.

Содержание отчета.

В отчете следует привести:

1. Краткое описание сущности технологического процесса Na — катионирования воды.

2. Краткое описание условий регенерации Na — катионитного фильтра.

Контрольные вопросы.

1. Какие реагенты могут быть использованы для регенерации Н и Na — катионитных фильтров?

2. Как изменяется качество воды при Н и Na — катионировании?

3. Что такое жесткость, щелочность, единицы измерения?

4. Объясните порядок проведения процесса регенерации Na — катионитного фильтра.