Обессоливание заключается в удалении или понижении всех содержащихся в воде солей

Умягчение или обессоливание воды наиболее эффективно может быть осуществлено методом ионного обмена. Этот метод основан на способности некоторых твердых трудно растворимых веществ – ионитов – к обменным реакциям с катионами или анионами, содержащимся в воде.

Иониты, способные обмениваться с катионами, находящимися в растворе, называются катионитами; способные обменивать анионы – анионитами.

В настоящее время в промышленности в качестве катионитов применяются сульфированные угли и ряд синтетических смол: фенольные, резорциновые, пирогаллоловые и другие, содержащие оксигруппы, карбоксильные и сульфогруппы.

В качестве анионитов применяются карбомидные, мелоиновые, анилиновые и прочие синтетические смолы.

Реакции ионообмена обратимы, поэтому после истощения ионит регенерируют, обрабатывая его соответствующими растворами солей, кислот или щелочей.

Процессы катионного обмена могут быть описаны следующими уравнениями:

Na₂R + (Ca, Mg)(HCO₃)₂ ↔ (Ca, Mg)R + 2NaHCO₃, (1);

Na₂R + (Ca, Mg)SO₄ ↔ (Ca, Mg)SO₄ + Na₂SO₄, (2);

Анионный обмен осуществляется следующим образом:

ROH + Cl ^- ↔ RCl + OH ^- (3);

2ROH + SO₄^2- ↔ R₂SO₄ + 2OH ^- (4);

где: R – составная часть ионита, за исключением активной (обменивающейся) группы.

Процесс регенерации может быть представлен уравнениями:

CaR + 2NaCl ↔ Na₂R + CaCl₂ (5);

CaR + 2HCl ↔ H₂R + CaCl₂ (6);

RCl + NaOH ↔ ROH + NaCl (7);

При регенерации иониты разрыхляют, чтобы предотвратить их слеживание и уплотнение, так как связанное с этим неравномерное распределение жидкости по рабочему сечению фильтра может вызвать значительное снижение их емкости.

Промышленные схемы в зависимости от требований производства включают в себя или колонки – фильтры с катионитом (умягчение) или последовательное соединение катионитных и анионитных колонок (обессоливание).

Одним из показателей качества ионита является его обменная емкость т.е. количество задержанных ионов в грамм – эквивалентах на 1 м³ ионита. Различают полную обменную емкость и рабочую. Рабочая обменная емкость выражается количеством ионов кальция и магния в г/экв., поглощаемым единицей объема ионита до момента проскока.

Рабочая емкость ионита зависит от природы ионита, рН раствора, величин и структуры зерен ионита (величины его поверхности), скорости фильтрования воды, степени ее жесткости, температуры и т.д.

Описание установки.

Схема установки ионного обмена показана на рис.3.

Обессоливание воды в этой установке производится на катионовом 4 и анионовом 6 фильтрах, куда вода последовательно поступает с заданной скоростью из водопровода через вентиль 1.