Инструкция по эксплуатации натрий катионитных фильтров

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ФИЛЬТРОВ

Эксплуатация
натрий-катионитных фильтров ХВО сводится к чередованию следующих операций:

1. 
Технологическая
обработка воды.

2. 
Регенерация
катионита.

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
ВОДЫ

При пропускании воды через натрий-катионитные
фильтры происходит умягчение воды, кроме того уменьшается содержание в ней
взвешенных веществ, железа и, частично, масла, а рН и солесодержание
увеличиваются.

Процессы натрий-катионирования, связанные с
умягчением воды представлены уравнениями:

накипные соли

безнакипные соли

Таким образом, в процессе
натрий-катионирования, накипные соли превращаются в безнакипные.

Умягчение воды производят, пропуская воду
сверху вниз через слой отрегенерированного катионита.

Фильтрат после фильтров 1 ступени
натрий-катионирования имеет глубокое снижение величины жесткости, но
срабатывание фильтров, т.о. истощение катионита, происходит резко за короткий
период времени, что может привести к проскоку солей жесткости в питательные и
подпиточные узлы. Чтобы исключить это, умягченную воду из фильтра 1 ступени
направляют в фильтр 2 ступени которые являются барьером на пути проскока
катионов Са²⁺ и Mg²⁺ в
питательную воду обеспечивают надежность при умягчении воды в период
эксплуатации.

Кроме того фильтры 2 ступени дают возможность
более полного срабатывания фильтра 1 ступени, что приводит к экономии реагента
(поваренной соли) и воды «собственных нужд».

Со временем фильтры срабатываются катионит
истощается, т.е. у него уменьшается «запас» обменных катионитов Na⁺ и он
теряет способность умягчать воду до необходимых пределов.

Фильтр отключается и выводится на регенерацию.

2. РЕГЕНЕРАЦИЯ

Регенерация
состоит из трех этапов:

1)
взрыхление;

2) пропуск
раствора поваренной соли;

3)
отмывка.

2.1. Взрыхление проводится после вывода фильтра из
технологической линии для устранения уплотнения слежавшейся массы катионита, с
тем чтобы обеспечить свободное поступление регенерационного раствора к зернам
катионита и удаление из его объема взвеси, задержанной при фильтровании воды

Уточнение
исходных данных и нормативных показателей
по условиям эксплуатации оборудования натрий-катионитной водоподготовки

Температура воды на входе в фильтр должна быть до 40
°С.

Давление воды на входе в фильтр должно быть до 6
кгс/см².

Потери давления в фильтрах могут быть до 1 кгс/см².

Скорость
фильтрования

Скорость фильтрования (соответственно и
производительность фильтра) должна быть:

в фильтрах 1 ступени:

—  минимальная до 5 м/ч _____ м³/ч;

—  эксплуатационная до 40 м/ч _____ м³/ч;

—  максимальная до 50 м/ч _____ м³/ч;

в фильтрах 2 ступени:

—  минимальная до 5 м/ч _____ м³/ч;

—  эксплуатационная до 40 м/ч _____ м³/ч;

—  максимальная до 50 м/ч _____ м³/ч;

Зная проектную производительность химводоподготовки
определяется эксплуатационная скорость фильтра:

где:

W_Э – эксплуатационная скорость
фильтрования, м/ч;

S_Na – площадь фильтрования
натрий-катионитного фильтра, м²;

Q_Ф – количество работающих
фильтров;

Q – проектная
производительность химводоподготовки.

Количество
регенераций

Количество регенераций рассчитывается по формуле для
фильтра первой ступени:

     

где:

n’ – число регенераций фильтра
1-ой ступени в сутки, рег/сут;

Ж_ИВ – общая жесткость исходной воды, мг-экв/кг;

Ж_ОСТ – общая остаточная жесткость после фильтра
первой ступени, м³/ч;

Q’ – расход воды, поступающей
на фильтр 1-ой ступени на умягчение, мг-экв/кг;

V’ – объем загруженного
катионита в фильтр 1-ой ступени, м³;

E_P– рабочая обменная емкость
загрузки фильтра 1-ой ступени, г-экв/м³;

Фильтр 2-ой ступени:

     

где:

n’’ – число регенераций фильтра
2-ой ступени в сутки, рег/сут;

Q’’ – расход воды, поступающей
на фильтр 2-ой ступени, м³/ч;

Ж_ОСТ – общая остаточная жесткость после фильтра
2-ой ступени, мг-экв/кг;

V_P’’– объем загрузки фильтра
2-ой ступени, м³;

E_P – рабочая обменная емкость
загрузки фильтра 2-ой ступени, г-экв/м³.

Рабочая обменная способность катионита в фильтре
1-ой ступени и для нового катионитного материала определяются по справочнику
О.В. Лившиц «Справочник по водоподготовке котельных установок», М. Энергия,
1976 (табл. 5-4, 5-5, 5-6, 5-7) или «Информационным материалом», для старых
загрузочных материалов рабочая обменная способность определяется лабораторным
путем.

Рабочая обменная способность катионита в фильтре
2-ой ступени определяется по «Справочнику химика-энергетика», т. 1, М. Энергия,
1972.

Количество регенераций в фильтрах 1-ой ступени при
удовлет­вори­тель­ной работе – до 3 рег/сут; в фильтрах 2-ой ступени до 0,03
рег/сут.

Теоретический
расход поваренной соли на регенерацию

Расход соли на одну регенерацию в фильтре 1-ой
ступени, кг:

     

где: q’ – удельный расход соли в фильтрах 1-ой ступени
(приложение и табл. 5-4 «Справочник по подготовке котельных установок».

В фильтрах 2-ой ступени, кг

где:

q’’ – удельный расход соли в
фильтрах 2-ой ступени определяется по  «Спра­воч­нику химика-энергетика».

Концентрат раствора поваренной соли – 6-8 % (для фильтров 2-ой ступени
до 10 %).

Расчет
бака мерника

Рассчитывается по формуле:

где:

V_М – рабочий объем
бака-мерника соли, м³;

g – плотность солевого раствора, г/см³;

r – концентрация солевого раствора, %.

Предложенный бак-мерник объемом V_М=______ м³ удовлетворяет
(не удовлетворяет) условиям эксплуатации.

Резервуар
склада мокрого хранения соли

Объем двух резервуаров бункера соли рассчитывается
по формуле:

где:

V_P – объем двух резервуаров
бункера, м³;

m – необходимый запас соли на
10 суток при автозавозе, т;

d – остаток соли на 5 суток
при автозавозе, т.

Предложенный объем резервуаров V_P=______ м³ удовлетворяет
(не удовлетворяет) условиям эксплуатации.

Бак
взрыхляющей воды

Объем бака взрыхляющей воды определяется по формуле:

     

где:

V_ВЗРВ – объем бака взрыхления, м³;

f – интенсивность взрыхления
(3-4 л/с м²);

t – продолжительность
взрыхления, мин (не менее 15).

2. двухступенчатое II NA-катионирование.

1. Одноступенчатое I NA-катионирование

2. двухступенчатое II NA-катионирование.

Подготовка воды на ТЭЦ производится по схеме см рисунок. В этом случае обрабатываемая вода поступает на NA-катионитовый фильтр I ступнеи, в котором происходит удаление основного количества ионов Са и Мд. Оставшиеся катионы жесткости поглощаются фильтром II ступени.

Дата добавления: 2016-11-04 ; просмотров: 6843 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

1. Одноступенчатое I NA-катионирование

Назначение.

Натрий-катионитные фильтры предназначены для получения умягченной воды, используются в схемах водоподготовительных установок электростанций, промышленных и отопительных котельных, различных технологических процессов.

Типы фильтров

По способу проведения регенерации фильтры бывают :

При параллельноточном способе регенерации обрабатываемую воду и регенерационный раствор пропускают через фильтр в одном и том же направлении.

а — работа; б — регенерация; (стрелками показаны направления рабочих потоков)

2. противоточные — ФИПр

При противоточном способе регенерации обрабатываемую воду и регенерационный раствор пропускают через фильтр в противоположных направлениях.

а — работа; б — регенерация; (стрелками показаны направления рабочих потоков)

По схеме умягчения:

1. Одноступенчатое I NA-катионирование

2. двухступенчатое II NA-катионирование.

Подготовка воды на ГРЭС и ТЭЦ производится по схеме см рисунок. В этом случае обрабатываемая вода поступает на NA-катионитовый фильтр I ступнеи, в котором происходит удаление основного количества ионов Са и Мд. Оставшиеся катионы жесткости поглощаются фильтром II ступени. В ряде случаев воду после Na-катионитного фильтра I ступени подкисляют, в результате чего при взаимодействии ионов Н+ с бикарбонатами НС03

образуется свободная углекислота. Для её удаления из обрабатываемой воды между I и II ступенями Na-катионирования устанавливают декарбонизатор.

Устройство и принцип работы

Фильтры натрий-катионитные представляют собой вертикальный сосуд из цилиндрической обечайки с приваренными к ней эллиптическими днищами в который частично загружается катионитом или сульфоуглем.

Фильтр состоит (см рисунок) из следующих основных элементов:

Корпус с эллиптическими днищами

Порядок установки

Установите на заранее подготовленый фундамент фильтр вертикально на опоры и закрепите.
Cмонтируйте фронт трубопроводов обвязки, арматуру и манометры в соответсвии с проектом или сборочным чертежом. Соедините отводящие и подводящие вентили 5,6,7,8,9,10 и вентили 11,12 трубопроводами по проекту и закройте их.
Заполните фильтр водой, для чего откройте вентиль 11 полностью, затем плавно открывая вентиль 8, заливайте водой до ее выхода через вентиль 11.
Закройте вентиль 11 после заполнения фильтра водой.

Откройте поочередно вентиль 12 и краники 14, спустите оставшийся воздух.

Закройте вентиль 12 и краники 14 при вытекании из них воды потом закройте вентиль 8.

Произведите гидроиспытание фильтра пробным давлением 0,9 МПа (9 кгс/см2).

Устраните дефекты возникшее при монтаже, выявленные при гидроиспытании.

Подготовка к работе

Слейте воду из натрий-катионитного фильтра, для чего откройте вентиль 11, затем вентиль 9 (см.рис.) до полного вытекания воды.
Закройте вентили 9 и 11.
Снимите заглушку штуцера 4 и крышку люка 20 и проверьте надежность крепления и исправность колпачков 15.

Примечание: Допускается в целях сохранения целостности дренажных колпачков поставлять их в отдельном деревянной ящике.
На монтаже необходимо установить колпачки на ложное дно. Монтаж колпачков произвести через указанные штуцер и люк, головку втулки
колпачка держать через отверстие в приварите нижнего днища.

Поставьте и закрепите заглушку штуцера 4 и крышку люка 20.
Отверните гайку и снимите крышку люка 19.
Загрузите в натрий-катионитный фильтр через люк 19
Примечание: при гидрозагрузке катионита открыть вентиль 9 для удаления излишка воды.
Поставьте крышку люка 19 и заверните гайку.
Произведите отмывку катионита (см.п.п.10.7. — 10.13).

Порядок работы фильтра

Техническое обслуживание

Меры безопасности

Вскрытие люков разрешается производить только при полном отсутствии давления в фильтре.
Необходимо следить, чтобы перед вскрытием люков и загрузкой катионита вентили были закрыты.
Перед закрытием люков необходимо убедиться в отсутствии внутри посторонних предметов.

Ионитные параллельно-точные фильтры второй ступени представляют собой вертикальные однокамерные аппараты. Каждый фильтр состоит из корпуса, нижнего и верхнего распределительных устройств, трубопроводов и запорной арматуры, пробоотборного устройства и фильтрующей загрузки.

Фильтры натрий-катионитные параллельно-точные первой ступени ФИПа I, предназначены для обработки воды с целью удаления из нее ионов-накипеобразователей (Са 2+ и М 2+ ) в процессе катионирования. Фильтры используются на водоподготовительных установках промышленных и отопительных котельных.

Пример условного обозначения фильтра производительностью 20 м 3 /ч для умеренного климата (У) и категории размещения при эксплуатации (4) по ГОСТ 15150-69: ФИПа I – 1,0-0,6 Na У4. Диаметр — 1000 мм., рабочее давление — 0,6 МПа.

Устройство

Рис. 1. Фильтр натрий-катионитовый параллельно-точные 1-ой ступени ФИПа I

Стальной цилиндрический корпус с эллиптическим верхним и нижним днищами, днища приварены к цилиндрической обечайке фильтра. Корпус фильтра снабжен верхним люком, предназначенным для загрузки фильтрующего материала и периодического осмотра его поверхности и лазом Ду 400 мм для проведения внутренних монтажных работ.

Принцип работы

Номенклатура и общая характеристика фильтров ФИПа I

Фильтры натрий-катионитовые параллельно-точные II-ой ступени ФИПа II

Устройство

Ионитные параллельно-точные фильтры второй ступени представляют собой вертикальные однокамерные аппараты. Каждый фильтр состоит из корпуса, нижнего и верхнего распределительных устройств, трубопроводов и запорной арматуры, пробоотборного устройства и фильтрующей загрузки.

Рис. 2. Фильтр натрий-катионитовый параллельно-точные 2-ой ступени ФИПа II

Цикл работы ионитных параллельно-точных фильтров второй ступени состоит из следующих операций:

• катионирование (анионирование);
• взрыхление;
• регенерация;
• отмывка.

Как показывает опыт эксплуатации, неагрессивные жесткие воды при дополнительной обработке на натрий-катионитовых фильтрах изменяют свою коррозионную активность вследствие изменения индекса насыщения от положительных величин до отрицательных. В этих условиях даже сравнительно небольшое содержание кислорода в воде ( 1 — 4 мг / л) может сильно интенсифицировать коррозию стальных труб. [22]

Назначение, устройство и принцип работы осветителей, натрий-катионитовых фильтров и их разновидностей ( водород-кат. [16]

В зависимости от требуемой глубины умягчения воды следует устанавливать натрий-катионитовые фильтры одной или двух ступеней. [17]

Осветленную воду из бака 10 насосом 9 подают в натрий-катионитовый фильтр 8, где она умягчается и с остаточным напором поступает к потребителям или сливается в резервуар. [18]

Наиболее высокие результаты по подготовке воды достигаются при использовании натрий-катионитовых фильтров , резко снижающих жесткость воды. [19]

Блок ХВО состоит из двух механических осветлительных фильтров, двух трупп трехступенчатых натрий-катионитовых фильтров , регенерационных баков и насосов. [20]

Взрыхление выполняют так же при помощи задвижек, как и в натрий-катионитовом фильтре . Для разрыхления используют отмывочную воду, собираемую в специальный бак, или, если бака нет, неумягченную осветленную воду. [21]

Как показывает опыт эксплуатации, неагрессивные жесткие воды при дополнительной обработке на натрий-катионитовых фильтрах изменяют свою коррозионную активность вследствие изменения индекса насыщения от положительных величин до отрицательных. В этих условиях даже сравнительно небольшое содержание кислорода в воде ( 1 — 4 мг / л) может сильно интенсифицировать коррозию стальных труб. [22]

По истечении определенного промежутка времени катионы натрия замещаются катионами кальция и магния и натрий-катионитовый фильтр начинает пропускать жесткую воду. Натрий-катионит истощился и для восстановления умягчающей способности его необходимо подвергнуть регенерации. [23]

Морская вода подвергается предварительной коагуляции и осветлению на механических фильтрах, умягчению на натрий-катионитовых фильтрах 1 — й 2-ой ступеней, загруженных катионитом КУ-2, Глубокое доумягчение морской воды осуществляется на натрий-катионитовых фильтрах 3 — й ступени ( также загруженных КУ-2), после чего умягченная вода попадает в деаэратор ППГУ. [24]

Какое количество воды можно умягчить за промежуток времени от регенерации до регенерации в натрий-катионитовом фильтре , загруженном глауконитом в количестве 1 2 м3, емкость поглощения которого равна 280 т / град на 1 м3 материала; общая жесткость исходной воды равна 21 0 градус. [25]

Как уже упоминалось, возможно рапа или сухие соли найдут применение на ТЭЦ для регенерации натрий-катионитовых фильтров . [26]

Относительная кон нтра — ствах УДаляется двуокись углерода, а затем: ция ( NH soif в растворе вода доумягчается в натрий-катионитовых фильтрах . [29]

Образующиеся в результате ионного обмена соли хлорида кальция и магния хорошо удаляются при пропуске регенерационного раствора и далее в процессе отмывки фильтра.

Рассмотрим работу одноступенчатой N-катионитовой установки:

Вода, проходя сквозь слой катионита, умягчается и направляется в накопительный бак, откуда уже подается насосами потребителю. Такая схема позволяет избежать образование кислых стоков и, как следствие, использовать кислотостойкое оборудование и материалы.

Одноступенчатое N-катионирование, в сравнении с двухступенчатым, имеет ряд недостатков, ограничивающих ее применение:

• умягчение воды не более 0,05 мг-экв/л,
• неполное использование рабочей обменной емкости фильтра,
• повышенный расход соли на регенерацию.

Такие вещества, как кальций и магний, будут прилипать к катиониту, как металл к магниту. Из этого и следует, что обмен ионами — это и есть основное назначение и устройство натрий-катионитового фильтра.

Суть работы заключается в наполнителе, которым является специальная гелиевая смола, которая полностью состоит из шариков натрия.

Таким наполнителем набивается специальный картридж, и он же способен удерживать все вредные примеси.

Этому процессу способствует специальная реакция, которая происходит между натрием и солями, и благодаря ей же возникает удерживающая вредные минералы корка.

Такие вещества, как кальций и магний, будут прилипать к катиониту, как металл к магниту. Из этого и следует, что обмен ионами — это и есть основное назначение и устройство натрий-катионитового фильтра.

При встрече воды, которая наполнена вредными минеральными солями, с шариками смолы, заполненными натрием, происходит быстрая замена.

Основное преимущество такого обмена заключается в том, что это вполне естественная и очень быстро протекающая реакция, которая не требует подключение никакого дополнительного оборудования.

Натрий меняется местами с минералами, которые, в свою очередь, основательно прилипают к поверхности картриджа.

Еще одна отличная особенность — это возможность регенерации натрий-катионитовых фильтров, а именно восстановление этих картриджей.

Такого типа прибор относится к группе химических очистителей. У любого потребителя возникнет вопрос – как же так получается, что производство питьевой воды связано с химикатами? Но процесс реакции здесь заложен в восстановлении, и при производстве питьевой воды картридж меняют, а не восстанавливают, потому соляные растворы в питьевую воду не попадают.

Регенерация na натрий катионитовых фильтров

Самым уязвимым местом фильтров натрий катионитовых фипа является их невозможность работать непрерывно, без каких-либо затрат и обслуживания. Они требуют восстановления и частого. И чем более загрязненная вода, тем чаще придется менять картриджи или восстанавливать. Замены делают при производстве питьевой воды, восстанавливают во всех остальных случаях.

Эксплуатации и обслуживание

• Умягчение воды пропуском «сырой» воды через слой катионита сверху вниз;
• взрыхление и отмывку от загрязнений катионита потоком водопроводной воды снизу вверх с последующим сбросом ее в канализацию;
• регенерацию катионита пропуском сверху вниз раствора поваренной соли;
• отмывку катионита водопроводной водой от остатков поваренной соли и хлоридов.

В состав натрий-катионитовых установок для умягчения воды входят фильтры первой и второй ступени, баки запаса воды и раствора соли, насосы, трубопроводы, запорно-регулирующая арматура.

Общий вид и схема обвязки натрий-катионитнова фильтра:

1 — воздушник; 2 — распределительное устройство, 3 — лаз; 4 — корпус; 5 — дренажное устройство; 6 — дренажный колпачок; 7 — манометр; 8 — сборник воды.

Фильтр для натрий-катионирования представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, состоящий из корпуса 4, верхнего распределительного 2 и нижнего дренажного 5 устройств, трубопроводов, запорной арматуры и фильтрующей загрузки.

При эксплуатации фильтров необходимо выполнять следующие операции:

• Умягчение воды пропуском «сырой» воды через слой катионита сверху вниз;
• взрыхление и отмывку от загрязнений катионита потоком водопроводной воды снизу вверх с последующим сбросом ее в канализацию;
• регенерацию катионита пропуском сверху вниз раствора поваренной соли;
• отмывку катионита водопроводной водой от остатков поваренной соли и хлоридов.

В процессе обслуживания фильтров необходимо брать пробы воды, раствора соли, производить анализы, следить за давлением воды, ее температурой. Для предупреждения потерь катионита вследствие его пептизации (т. е. разложения) под воздействием горячей воды температуру воды перед фильтром ограничивают. При использовании сульфоугля температура воды не должна превышать 40°С, для КУ-2-8 — 80°С.

После того как из катионита будут вытеснены катионы натрия, он истощается и перестает умягчать воду. Для восстановления обменной способности катионита производят его регенерацию с помощью 8-10-процентного раствора поваренной соли NaCl, для приготовления которого служит солерастворитель.

Исходная вода от подогревателя поступает на Н — катионитный фильтр, где она фильтруется через слой вещества, способного к обмену катионами, называемого «катионитом».

Исходная вода от подогревателя поступает на Н — катионитный фильтр, где она фильтруется через слой вещества, способного к обмену катионами, называемого «катионитом».

жесткости) образуются легкорастворимые, не обладающие способностью к накипеобразованию глауберовая и поваренная соли. Пройдя Nа — катионитний фильтр второй ступени, умягченная вода направляется в деаэратор питательной воды.

Обмен катионами происходит в строго эквивалентных (равнозначных) количествах. Вот почему процесс обмена между катионами в фильтре происходит до тех пор, пока катионит не истощится, т. е. перестанет умягчать воду. Для восстановления обменной способности катионита необходимо удалить из него удержанные им катионы кальция и магния, что делается путем так называемой регенерации (восстановления) первоначальных свойств катионита.

Регенерация состоит в том, что через слой истощенного катионита пропускается: для Н-катионитовых фильтров 1 — 1,5 % — ный раствор серной кислоты, а для Na-катионитовых фильтров 5 — 10 % — ный раствор поваренной соли.

Отмывка катионита от остатков соли и хлоридов сырой водой. Длительность отмывки — 60-80 минут.

Фильтр катионитовый, устройство.

Он представляет собой вертикальный цилиндр со сферическими днищами, внутрь которого насыпается катионит. Катионитовый фильтр — основные элементы:

Корпус с эллиптическими днищами

Верхнего распределительного устройства

Нижнего распределительного устройства

Трубопровод и запорная арматура по фронту фильтра.

Размеры и количество натрий катионитных фильтров выбираются после определения общей площади фильтрования так, чтобы каждый фильтр имел не более трех регенераций, продолжительность фильтрации должна составлять около 8 часов. Число регенераций зависит от скорости процесса очистки, от количества катионита в фильтре, обменной емкости катионита и жесткости исходной воды.

Натрий катионитовый фильтр: устройство, принцип работы и его регенерация

Принцип работы натрий катионитового фильтра

Чтобы сделать воду более мягкой, чтобы стенки не зарастали неприятным проблемным налетом, нужно начинать с обработки воды. Убрать из нее лишнее, можно разными способами. На сегодня групп таких методов всего две:

• Химическая – которая в своей работе использует химические реакции и различные вредные средства;
• Физическая – когда известковость воды связывается путем облучения и нейтрализации работы вредных ионов.

Каждый из предложенных методов может похвастаться, как достижениями, так и плохими сторонами. Идеального метода умягчения любого водного ресурса до сих пор не изобрели, и потребителю приходится выбирать, голосуя рублем за тот или иной прибор.

Старейшим прибором-умягчающим воду остается ионообменный фильтр. Устройство у него простое и работает он на доступном принципе. В состав такого устройства входят следующие элементы:

Бак для восстановительной соли

Возможно дополнительный корпус очиститель

Рассматривая саму работу прибора, нужно понимать отличия между прибором для домашнего использования и прибором для промышленных нужд. Секрет состоит в том, что при промышленном использовании устройство может быть многоступенчатым и занимать много места. В квартире же такой прибор можно встретить в виде кувшина. Иногда это может быть магистральный подвид. Поскольку в быту его используют для производств, прежде всего, воды для внутреннего потребления в пищу и питье, то замена картриджа здесь будет постоянным процессом. На производстве питьевое качество не обязательно и тогда картриджи подвергаются восстановлению. Na натрий катионитовый фильтр в таких цепочках может быть многокорпусным. Пока один картридж приводят в рабочее состояние, другие за него работают.

Такого типа прибор относится к группе химических очистителей. У любого потребителя возникнет вопрос – как же так получается, что производство питьевой воды связано с химикатами? Но процесс реакции здесь заложен в восстановлении, и при производстве питьевой воды картридж меняют, а не восстанавливают, потому соляные растворы в питьевую воду не попадают.

Что же касается принципа работы натрий катионитового фильтра ФИПА, то это специально разработанная гелиевая смола, вся напрочь состоящая из натриевых шариков. Именно таким наполнителем набивают картридж, и он занимается удержанием вредных минералов. Способствует этому бурная реакция между натрием и солями, образующими корку. Кальций и магний липнет к катиониту, как магнит. Так что ионный обмен – это сердце na катионитового фильтра принцип работы его. Когда встречаются грязная минеральная вода и смоляные шарики, переполненные натрием происходит быстрая замена. И для данной реакции ничего дополнительного подключать не нужно. Исключительно быстрая, естественная реакция.

Натрий без проблем уступает свое место в картридже вредным солям, а они прилипают к основе очень основательно. Но, тем не менее, картридж можно вновь вернуть в работу, и без особых усилий. При этом воду греть не нужно, не нужно какие-то растворители добавлять, чтобы ионообменный процесс происходил. В этом простота и удобство данного устройства и состоит. Он работает сам по себе.

Назначение и устройство

При таких проблемах, какие вызывает известковая водица, о полезности умягчителей думать не приходится. Можно привести массу примеров, когда назначение работы устройств помогает решить головоломные задачи. Одним из главных недостатков и грубейших последствий применения грязной воды является образование плотного покрытия на нагревательных и нагреваемых поверхностях. Накипь плохо передает тепло, блокирует его на корню. И любой нагревательный элемент начинает барахлить, если этот блокатор не устранить, с его поверхности. Работа натрий катионитового фильтра состоит в том, чтобы не допустить образования таких отложений. Тогда нагревательные линии не будут испытывать перегрузки.

Ведь при плотном, практически гипсовом покрытии, даже обычное дно кастрюли начинает перегреваться. В саму кастрюлю в воду находящуюся в ней тепло почти не идет, при этом дно раскалено до предела. Постоянно работать в таком режиме даже закаленный чугун не сможет. Он постепенно начнет плавиться, а если материал будет другой, то возможны разрывы. Если потребитель хоть раз видел разорванные железные трубы, то чаще всего причина таких разрыв перегрев, в следствии применения «плохой» воды.

Na катионитовый фильтр – это простая в техническом плане конструкция. Рассмотреть ее можно на примере стандартного питьевого кувшинного очистителя. Корпус пластмасса, прозрачная причем, чтобы потребители видели количество набираемой воды. Внутри еще один резервуар, к которому прикручивают съемный картридж. Внутри него гелиевая натриевая смола и располагается. Пропускная способность у такого прибора не самая высокая, но для потребления семьи из трех человек, вполне достаточная. Завершает картину крышка. В резервуар заливают воду, она просачивается в корпус через фильтрующий картридж. Ничего лишнего, максимальная простота и доступность.

Если прибор представляет собой целую водоподготовительную систему, то там есть блок управления, восстановительные баки. И устройство само следит, как картридж засоряется. Подается сигнал, вода идет по обводному каналу. Картридж система вынимает сама и переносит в бак с восстановителем, где уже есть растворенный солевой раствор. Нагрузка на другие фильтры в это время увеличивается. Но на этом система и работает.

Аналоги: магнитный и электромагнитный фильтр

Купить, достать любой тип фильтра не составит труда. У потребителей масса возможностей. Но у прибора есть конкуренты. И вот тут некоторые потенциальные покупатели заходят в тупик, ведь продавцы начинают рьяно предлагать свою продукцию. Как тут не ошибиться? В этом случае потребителю лучше заранее ознакомиться с предложенными на рынке технологиями, чтобы точно понимать, что и как работает.

Самыми популярными аналогами дорогого для магистрального обслуживания ионизатора являются два типа очень схожих между собой фильтра, работающих на основе силы воздействия магнитного поля. Таких фильтрующих установок на рынке два подвида. Причем один практически не используется, а другой очень даже и строго по прямому назначению. У магнитного фильтра слишком много ограничений, чрезвычайная чувствительность не дала занять свое место на рынке.

Ученые долго пытались понять, как и где просчет, почему такие возможности, которые дает силовая обработка, не используются полностью? Только синтез электричества и магнитного воздействия дал исчерпывающий ответ. Только усиление сигнала за счет электричества помогло сделать поле более долговечным и сильным. Под таким влиянием соли вредностей начинали менять свою форму и размеры. Трансформировавшись, стремление к осадку у солей осталось. Но новая форма позволила им только качественно устранять с поверхностей самый осадок. И плюсом данного эффекта стал тот факт, что происходит все на ионном уровне, и значит, поверхности останутся чистыми и не поврежденными. Достать в неудобные места и проходы бывает очень сложно, а с такой обработкой проблема отпадет сама собой. Так что н катионитовые фильтры не единственные в своем роде уникальные умягчители, есть еще приборы, которые еще и внутренние поверхности поддержат в чистоте, без усилий со стороны человека.

У просто магнитного чистильщика большим минусом был тот факт в работе, что положительный эффект от облучения полностью гасился простыми рабочими моментами. Вода текла по трубам слишком быстро или просто была в застое. Температура нагрева воды была слишком высокой. Из-за этого эффект пропадал.

Регенерация na натрий катионитовых фильтров

Самым уязвимым местом фильтров натрий катионитовых фипа является их невозможность работать непрерывно, без каких-либо затрат и обслуживания. Они требуют восстановления и частого. И чем более загрязненная вода, тем чаще придется менять картриджи или восстанавливать. Замены делают при производстве питьевой воды, восстанавливают во всех остальных случаях.

Происходит регенерация натрий катионитовых фильтров солью восстановителем прямо тут же в установке, без отрыва от основного процесса водоподачи и очистки воды. Для этого делают установку многоступенчатой и снабжают каждый фильтр баком-восстановителем. Есть пульт управления, куда посылает система сигнал, как только картридж забивается. Настроить период замены можно самостоятельно. Выставляется либо период времени или же количество очищенных литров. По истечении срока, автоматически подача воды прекращается. Эксплуатация и регенерация прибора солью полностью останавливается, именно этой части, что должна быть восстановлена. Загрязненный картридж перемещают в бак с раствором-восстановителем. Так, же как натрий оставляет свое место солям, точно также соли вымываются из картриджа под напором большого количества натриевого раствора. Так что восстанавливают силу очистную таких катионитовых фильтров для воды с помощью сильного соляного раствора. Только соль в цене больше специализированная, с высоким содержанием натриевых веществ. Купить ее можно везде, стоит она мало, но большой расход делает процесс восстановления картриджей недешевым. Особенно, если с водой работают круглосуточно и картриджи засоряются очень быстро.

Эксплуатации и обслуживание

Работает натриево катионитовый фильтр ФИПА на умягчение лучше всех, но необходимость его постоянно приводить к первоначальному виду делает очень неудобным. Да и в практически забитом картридже, качество очистки разительно отличается от чистки свежим картриджем. Сам прибор по цене не очень дорогой, чем и соблазняет потребителей, но в дальнейшем многие разочаровываются, т.к. постоянные замены складываются во внушительную сумму затрат. Для получения питьевой воды такой прибор подходит, а вот при обработке больших объемов и с высоким показателем известковости, его лучше не эксплуатировать. Очень быстро можно устать от этих постоянных хлопот. Очень сильно такие труды напоминают чистки поверхностей. Разве только поверхности не портятся, а трудозатраты не меньше.

Источник

Умягчение воды натрий катионированием

Целью натрий-катионирования является удаление из воды ионов, обуславливающих ее жесткость, т.е. кальция и магния. Сам процесс описывается следующими реакциями:
2Na [K] + Ca(HCO₃)₂ → Ca[K]₂ + 2NaHCO₃,
2Na [K] + Mg(HCO₃)₂ → Mg[K]₂ + 2NaHCO₃,
2Na [K] + CaCl₂ → Ca[K]₂ + 2NaCl,
2Na [K] + MgCl₂ → Mg[K]₂ + 2NaCl,
2Na [K] + CaSO₄ → Ca[K]₂ + Na₂SO₄,
2Na [K] + MgSO₄ → Mg[K]₂ + Na₂SO₄,
2Na [K] + CaSiO₃ → Ca[K]₂ + Na₂SiO₃,
2Na [K] + MgSiO₃ → Mg[K]₂ + Na₂SiO₃,
где [K] – не растворимая матрица катионита.

Основные требования к воде перед подачей на натрий-катионитовые фильтры:

Параметр	Ед. изм.	Кол-во
Взвешеннаые вещества	мг/л	≤ 8
Цветность	Град.	≤ 30

Натрий-катионирование может проводиться по одно или двухступенчатой схеме, в зависимости от требования по жесткости воды на выходе установки:

• до 0,05…0,1 мг-экв/л – по одноступенчатой схеме;
• до 0,01 мг-экв/л – по двухступенчатой схеме.

Рассмотрим работу одноступенчатой N-катионитовой установки:

Вода, проходя сквозь слой катионита, умягчается и направляется в накопительный бак, откуда уже подается насосами потребителю. Такая схема позволяет избежать образование кислых стоков и, как следствие, использовать кислотостойкое оборудование и материалы.

Одноступенчатое N-катионирование, в сравнении с двухступенчатым, имеет ряд недостатков, ограничивающих ее применение:

• умягчение воды не более 0,05 мг-экв/л,
• неполное использование рабочей обменной емкости фильтра,
• повышенный расход соли на регенерацию.

Работа двухступенчатой N-катионитовой установки

Проходя через N-катионитовые фильтры I ступени, жесткость воды снижается до 0,1…0,2 мг-экв/л, затем, проходя через фильтры II ступени, снижается до 0,02…0,01 мг-экв/л.

Последовательность такой фильтрации позволяет использовать максимально полно рабочую емкость обоих фильтров: значительная часть солей жесткости задерживается на фильтрах I ступени, II ступень снижает остаточную жесткость после предшествующих катионитов и выступает в качестве барьерной, задерживая соли жесткости в случае их проскока. Таким образом, регенерацию фильтров I ступени проводят не после начала проскока катионов кальция и магния, что требует тщательного контроля, а по расчетному количеству прошедшей через них воды.

Регенерация Na-катионитовых фильтров

Регенерация N-катионитов осуществляется путем пропуска раствора хлорида натрия через смолу и описывается следующими реакциями:
Ca[K]2 + 2NaCl → 2Na[K] + CaCl2,
Mg[K]2 + 2NaCl → 2Na[K] + MgCl2.

Образующиеся в результате ионного обмена соли хлорида кальция и магния хорошо удаляются при пропуске регенерационного раствора и далее в процессе отмывки фильтра.

Процесс регенерации натрий-катионитовых установок складывается из нескольких этапов:

Взрыхление/обратная промывка – длится примерно 10-15 минут и имеет целью взрыхлить уплотнившиеся слои катионита и удалить принесенные взвешенные вещества;

Пропуск регенерационного раствора – процесс восстановления замещенных ионов Na + на ионы Ca 2+ и Mg 2+ .
Время пропуска регенерационного раствора зависит от рабочей емкости фильтра, концентрации солевого раствора, требуемой степени умягчения и варьируется от 25 до 40 минут.

Расход соли pNaCl на одну регенерацию можно вычислить по формуле:
p_NaCl = S ⋅ a ⋅ h_k ⋅ e_pNa/1000, кг, где
S – площадь фильтра, м2,
h_к – высота слоя катионита, м,
e_pNa – рабочая обменная емкость катионитового фильтра в случае Na-катионирования, г-экв/м3,
а – удельный расход соли на 1 г-экв рабочей обменной емкости катионита, г/г-экв.
Для одноступенчатой установки a = 150…200 , г/г-экв, для двухступенчатой на фильтры I ступени а = 120…150 г/г-экв, для II ступени a = 300…400 г/г-экв.

Для более полного прохождения процессов ион-замещения при регенерации и фильтрации используют метод противоточного катионирования.

Обусловлено это тем, что в процессе регенерации сверху вниз наиболее полно замещение ионов Ca 2+ и Mg 2 на ионы Na + происходит в верхних слоях катионитового фильтра, в то время как нижние слои, по мере регенерации верхних, более и более концентрируют в себе замещенные ионы Ca 2+ и Mg 2+ . Это, в свою очередь, ухудшает процесс регенерации и проводит к тому, что нижние слои оказываются не полностью регенерированы. Тот же противоионный эффект наблюдается и в процессе работы фильтра, только взамен замещаемых катионов магния и кальция выступают катионы натрия – их повышенная концентрация в нижних слоях катионита затормаживает ионообменный процесс, что приводит к уменьшению полезной обменной емкости катионитового фильтра и, как следствие, качеству воды на выходе установки.

Данный эффект, негативно влияющий на работу фильтра, устраняется методом противоточного катионирования – умягчаемая вода и регенерационный раствор подаются в разных направлениях, тем самым обеспечивая условия для наиболее полного умягчения воды в процессе фильтрации.

Источник

I ступени при двухступенчатом умягчении воды.

Эксплуатация
фильтра сводится к двум операциям:

1. рабочий
   период фильтра – умягчение

2. нерабочий
   период – регенерация

Умягчение

Сырая вода,
подогретая до 40ºС, через полностью
открытую задвижку №1, через верхнее
распределительное устройство поступает
в фильтр, где умягчается

и через
задвижку №2 подается в фильтр II
ступени.

Скорость
фильтрации 5-15 м/ч, регулируется задвижкой
№2.

Во время умягчения следует периодически
открывать воздушник №7 для удаления
воздуха и в соответствии с графиком
химконтроля отбирать пробы умягченной
воды на жесткость. При увеличении
жесткости воды до 0,3-0,7 мг-экв/кг фильтр
отключают на регенерацию, т.е. закрывают
сначала задвижку №2, а затем задвижку
№1.

Регенерация

Регенерация
состоит из 3 операций: 1)Взрыхление; 2)
Пропуск раствора соли; 3)Отмывка от
продуктов регенерации

1.Взрыхление катионита
в фильтре осуществляется при каждой
регенерации сырой водой. Взрыхление
служит для удаления уплотнений,
образовавшихся в слое катионита, для
удаления катионитовой пыли, воздуха и
других загрязнений, которые попадают
в фильтр при недостаточной осветленности
воды и при пропуске соли. Годовой износ
катионита – 8-10%.

Взрыхление
производится из бака для взрыхления, а
если его нет, то взрыхляют сырой водой.
Полностью открывают задвижку №3 (при
наличии бака для взрыхления сначала, в
заданной последовательности, открывают
запорную арматуру на трубопроводе у
бака и включают насос для взрыхления),
а затем открывают воздушник №7 и задвижку
№6. Как только из воздушника пойдет
спокойная струя воды, его закрывают.
Скорость взрыхления 8-12 м/ч, регулируется
задвижкой №6.

Сбрасываемая из фильтра вода должна
контролироваться по содержанию рабочих
зерен катионита. Присутствие в отбираемой
пробе мелких, медленно оседающих на дно
колбы зернышек катионита, является
допустимым и даже желательным, т.к. это
свидетельствует о вымывании вредной
мелочи. При появлении в пробе быстро
оседающих рабочих зерен катионита
интенсивность взрыхления снижается
путем прикрытия задвижки №6 и через 1-2
минуты вновь повышается до появления
мелочи в сливной воде.

Длительность взрыхления составляет
нормально 15-20 минут и контролируется
по осветленности сливных вод путем
отбора проб через пробоотборник №8.

Если через 15-20 минут не наступает
осветленности сливных вод, взрыхление
следует продолжить.

По окончании взрыхления закрывают
задвижку №6, №3, отключают насос.

2.Пропуск раствора соли

Солевой раствор 6-10% концентрации из
бака солемерника через полностью
открытую задвижку №4 и верхнее
распределительное устройство поступает
в слой катионита, происходит обогащение
катионита

и через задвижку №5
продукты регенерации сбрасываются в
канализацию. Скорость 3-5 м/ч, регулируется
задвижкой №5. При проведении регенерации
необходимо следить (по стоку воды через
воздушник №7 или пробоотборник №9),
чтобы в фильтре все время был подпор
жидкости для предотвращения спускания
водяной подушки и оголения фильтрующего
слоя. При отсутствии слива воды через
воздушник №7 при полностью открытой
задвижке №4 необходимо прикрыть задвижку
№5 до момента появления слива воды из
воздушника.

Как только весь
раствор соли пропустили, закрываем
задвижку №5, затем №4.