Принципиальная схема работы катионитовой установки

Работа любого катионитового фильтра может быть показана в виде следующей схемы (рис. 5). Вода поступает в фильтр сверху вниз. В работающем слое 1 (рис. 5, а) происходит реакция обмена ионов кальция и магния, находящихся в воде, на ионы натрия в катионите. Умягченная вода проходит через слой 2 свежего катионита и снизу выводится из фильтра. По мере насыщения катионита ионами кальция и магния работающий слой постепенно передвигается сверху вниз (рис. 5, б). Выше этого слоя остается слой 3 истощенного катионита, насыщенный ионами кальция и магния.

Рис. 5. Схема истощения катионита в фильтре при умягчении воды: а - в начале работы; б - в середине работы; в - по окончании работы; г - кривая истощения катионита

Когда работающий слой опустится вниз (рис. 5, в) и ниже его свежего катионита не будет, вода будет поступать со все более возрастающей жесткостью¹ и достигнет жесткости исходной воды.

¹ (Начало увеличения жесткости умягченной воды обычно называют как "проскок" солей кальция и магния.)

Графически работа фильтра показана на рис. 5, г. В начальный момент работы фильтра жесткость умягченной воды предельно низкая (точка Б на ординате). По мере увеличения объема умягченной воды, когда зона умягчения опустится до самого низа, жесткость воды после фильтра начинает расти (от точки В) и достигает значения жесткости исходной воды (точки Д). Прямоугольник АБВГ характеризует рабочую обменную емкость поглощения катионита, а трапеция АБВД - полную обменную емкость поглощения его. На практике работу заканчивают в точке В.

Отработавший катионит может быть восстановлен (регенерирован) промыванием раствором поваренной соли после чего он опять приобретает способность умягчать воду. Полный цикл работы катионитового фильтра состоит из следующих операций: фильтрование и умягчение воды; взрыхление и промывание фильтра, регенерация катионита раствором поваренной соли; отмывание фильтра от соли.

Эти операции составляют один фильтроцикл, после которого установка опять пригодна для умягчения воды.

Рис 6. Схема катионитовой установки и движение воды в операциях фильтроцикла: а - фильтрование; б - взрыхление; в - регенерация; г - отмывание. Пути прохождения воды показаны сплошными линиями. Трубопроводы, отключенные при тех или иных операциях, показаны пунктирными линиями

Принципиальная схема катионитовой установки и ее работа показана на рис. 6.

Установка состоит из:

• напорного фильтра Ф;
• солерастворителя С;
• бака Б для сбора умягченной воды;
• системы труб и кранов, обеспечивающих переключение аппаратуры для проведения всех операций фильтроцикла.

Таблица 3. Положение кранов в катионитовой установке при проведении операций фильтроцикла

Положение отдельных кранов при различных операциях фильтроцикла показано в табл. 3.