Способ регенерации ионитного фильтра

 

Изобретение относится к способам регенерации ионитных фильтров и позволяет повысить экономичность способа. Способ регенерации включает взрыхление промывочной водой слоя ионита и блокирующего слоя , периодическую подачу раствора реагента через слой ионита и гидравлическое зажатие блокирующего слоя локальными потоками, осуществляемое поочередной подачей исходной воды и раствора реагента со скоростью движения локального потока раствора реагента в блокирующем слое, определяемой по формуле , где v_δл - скорость движения локального потока; V_осн - скорость движения раствора реагента в слое ионита; λ - коэффициент равный 4-5; h_δл и h_осн- - высота соответственно блокирующего и основного слоев. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к очистке воды и водных растворов от примесей, находящихся в виде ионов, с помощью ионообменных материалов ионитов и может быть использовано во всех ионитных фильтрах, применяющихся в народном хозяйстве. Целью изобретения является повышение экономичности способа. На чертеже изображен фильтр для осуществления способа. Фильтр содержит корпус 1, подающую трубу 2, перфорированные распределительные трубы 3, решетку 4, блокирующий слой 5, трубы среднего сборно-распределительного средства 6, основной слой ионита 7, нижнее сборно-распределительное средство 8, отводящую трубу 9, по которой фильтрат отводят к потребителю. Труба 10 служит для подачи промывочной воды, труба 11 - для отвода отмытых загрязнений. По трубе 2 вводят промывочную воду в низ фильтра. Труба 13 предназначена для подачи воды через основной слой ионита 7, труба 14 для подачи раствора соли или воды через блокирующий слой. Труба 15 служит для подачи умягченной воды, труба 16 для отвода отработанного раствора соли и труба 17 для подачи умягченной воды. П р и м е р. Поступающая на натрий-катионирование по трубе 2 вода последовательно проходит водяную "подушку" 18, пространство между трубами 3, решетку 4, блокирующий слой 5, пространство между трубами среднего сборно-распределительного средства 6, основной слой ионита 7, катионита КУ-2. Затем натрий-катионированную воду через нижнее сборно-распределительное средство 8 по трубе 9 направляют потребителю. При достижении величины нормируемого проскока катионов жесткости фильтр отключают на регенерацию. Для этого сначала производят взрыхление блокирующего слоя 5 путем подачи по трубе 10 промывочной воды, которая, пройдя среднее сборно-распределительное средство 6, вытесняет часть материала блокирующего слоя в пространство над трубами 3. Воду, содержащую отмытые загрязнения и ионитовую мелочь, дренируют по трубе 11. Периодически взрыхлению подвергают весь слой ионита. В этом случае промывочную воду вводят в низ фильтра по трубе 12. Скорость движения промывочной воды поддерживают 8-10 м/ч. По окончании взрыхления сначала осуществляют пропуск воды по трубе 13 через основной слой ионита в направлении снизу вверх и по трубе 14 через блокирующий слой в направлении сверху вниз. При этом вода из трубы 14 сначала поступает в перфорированные трубы 3, откуда в виде струй вводится через решетку 4 в верхнюю часть блокирующего слоя 5. Затем по тем же трубам и в тех же направлениях подается 6-8%-ный раствор хлористого натрия. Скорость движения раствора соли через основной слой ионита поддерживают равной 3-4 м/ч, а через блокирующий слой 1,5-2,0 м/ч. Регенерацию и гидравлическое зажатие ионита блокирующего слоя осуществляют путем поочередной подачи умягченной воды по трубе 15 и раствора соли по трубе 14. При этом раствор соли вводят порционно за один-три раза через каждые 5-15 мин. Общий расход соли на регенерацию обоих слоев составляет величину, близкую к теоретической. Продолжительность пропуска раствора соли через основной слой катионита, в течение которого производят также порционную подачу раствора соли через блокирующий слой, составляет 20-30 мин. Скорость движения воды и раствора реагента в блокирующем слое определяют по формуле где v_δл и v_осн- соответственно скорость движения воды и раствора реагента в блокирующем и основном слоях, м/ч; λ коэффициент, определяемый экспериментально; h_δл и h_осн высота блокирующего и основного слоев, м. Так как высота блокирующего слоя составляет 20-30% от высоты ионита в основном слое, то при λ 1 скорость движения воды и раствора реагента в блокирующем слое в 3-5 раз ниже, чем раствора реагента в основном слое ионита. При этом l=2-3 применим для расчета регенераций натрий-катионитных фильтров, в которых продуктом регенерации является хлористый кальций, имеющий высокую растворимость в воде (74,5% при 25^oС). Для случая регенерации анионитных фильтров, в которых растворимость продуктов регенерации может быть ниже, чем в натрий-катионитных фильтрах в 2-6 раз, а плотность анионита в воде в 2 раза ниже, чем у катионита, λ=3-4.. Указанная периодичность подачи раствора соли через блокирующий слой сохраняется и при регенерации анионитных фильтров щелочью. При регенерации водород-катионитных фильтров, в которых скорости движения раствора через основной и блокирующий слой ионита примерно равны, раствор кислоты через блокирующий слой вводят порционно за один-пять раз. Отработанный раствор соли от обоих слоев через среднее сборно-распределительное средство 6 дренируют по трубе 16. Затем производят отмывку катионита от остатков соли и продуктов взаимодействия. Для этого в том же направлении, в каком пропускался раствор соли, подают умягченную воду, вводимую по трубе 15. Скорость движения отмывочной воды в основном слое ионита вначале поддерживают равной 4 м/ч, затем увеличивают до 10 м/ч; в блокирующем слое ее изменяют в пределах 2-8 м/ч. Продолжительность отмывки 0,5-0,6 ч. После окончания операции отмывки фильтр включают в работу. В качестве фильтрующего материала блокирующего слоя может быть использован тот же сильнокислотный катионит КУ-2, что и в основном слое, или слабокислотный катионит.

Формула изобретения

1. Способ регенерации ионитного фильтра, включающий взрыхление промывочной водой слоя ионита и блокирующего слоя, подачу раствора реагента через слой ионита и гидравлическое зажатие блокирующего слоя локальными потоками, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа, гидравлическое зажатие осуществляют поочередной подачей исходной воды и раствора реагента и подачу раствора реагента осуществляют периодически. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор реагента вводят один - три раза через 5 15 мин. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость движения локального потока раствора реагента в блокирующем слое определяют по формуле где V_бл скорость движения локального потока раствора реагента в блокирующем слое; V_осн скорость движения раствора реагента в слое ионита; λʹ коэффициент, определяемый экспериментально, равный 4 5;
h_бл и h_осн высота соответственно блокирующего и основного слоев.

РИСУНКИ

Рисунок 1