Ionenaustauscherharze: Anwendung. Wie effektiv sind sie bei der Wasserreinigung? Beladung und Betriebsvorbereitung von Kationenaustauscherfiltern - Einstellung und Wartung einer chemischen Wasserentsalzungsanlage

Hinterfüllungen in integrierten Wasseraufbereitungssystemen spielen eine wichtige Rolle, nämlich sie neutralisieren schädliche chemische und organische Verunreinigungen, enthärten Wasser, verbessern seine Leistung und so weiter.

Meist genutzt nachfüllen sind:

1. Ionenaustauscherharz;

2. Quarzsand;

3. Aktivkohle;

4. Multifunktionale Füllungen.

Jede Hinterfüllung Spaltentypfilter zur Wasserreinigung erfordert alle paar Jahre einen kompletten Austausch der Verfüllung - die Häufigkeit wird jeweils separat vom Fachmann festgelegt. In der Regel „meldet“ die Wasseraufbereitungsanlage selbst die Notwendigkeit dieses Verfahrens, indem sie die Reinigungsleistung reduziert. Die Entfernung von Eisen aus dem Wasser beginnt zu scheitern, was zu Eisendurchbrüchen führt, und die Regeneration der Verfüllung führt zu einer unbefriedigenden Wirkung. Bei Wasserenthärtern die gleiche Geschichte: Härtesalze dringen ungehindert in die technischen Systeme des Hauses ein und bilden Kalk und weißliche Flecken, nachdem das Wasser getrocknet ist.

Geschätzte Nutzungsdauer von Verfüllungen: Ionenaustauscherharz- bis 5 Jahre, Eisen entfernende Materialien- bis 5 Jahre, Aktivkohle aus Kokosnuss- bis 3 Jahre, Aktivkohle aus Birke- bis 2 Jahre, Quarzsand und mehrschichtige Füllung zur Klärung von Wasser bis zu 3 Jahren.

Die Hauptregel, die bei der Auswahl der Verfüllung für ein Filtersystem befolgt werden muss, ist die genaue Übereinstimmung zwischen der Menge der Verfüllung und der Größe des Filters. Auf diese Weise können Sie die Steuereinheit richtig konfigurieren und den effizientesten Betrieb des gesamten Systems erzielen.

Ionenaustauscherharz nicht mehr als 75 % des Gesamtvolumens der Filtersäule aufgefüllt werden, andere Füllungen werden mit einer Schicht von nicht mehr als 1 m belastet (sonst werden sie nicht ausreichend aufgelockert und mit Rückspülung gewaschen).

Lebensdauer Filterbelastung hängt direkt vom Verschmutzungsgrad des Quellwassers, dem Wasserverbrauch und der Stabilität der Steuerungsautomatisierung ab. Typischerweise durchschnittliche Lebensdauer Eisenentferner ist 3-5 Jahre, und Weichmacher 5 - 6 Jahre alt. Meistens müssen sie jedoch gleichzeitig gewechselt werden, da das enteisende Enteisenungsmittel beginnt, teilweise nicht entfernte Verunreinigungen zu passieren, was sich nachteilig auf das Filtermedium des Enthärters auswirkt. Und wenn die Entscheidung reif ist, die Filterbeladung des Eisenentferners zu ändern, ist es auch an der Zeit, die Enthärterbeladung zu ändern.

Damit sich die Arbeiten zum Austausch des Füllers nicht als nutzlos herausstellen, wird empfohlen, vor der Durchführung der Arbeiten das Quellwasser zu analysieren und die Funktion der Steuerventile zu diagnostizieren. Nicht selten ist die Ursache eine schlechte Wasseraufbereitung Regelventil einer der Filter. Auch kann sich im Laufe der Jahre des Betriebs der Anlage die Qualität des Quellwassers ändern (sowohl zum Schlechteren als auch zum Besseren). Gemäß den Vorschriften muss die Analyse des Eingangswassers für Haushaltsverbraucher alle 6 Monate durchgeführt werden. und häufiger für kritische Fälle (wichtige technologische Prozesse in industriellen Umgebungen). Es kann erforderlich sein, die Zusammensetzung der Ausrüstung oder die Art der Filterbelastung zu ändern, die Ventilelektronik neu zu programmieren.

Die Wartung der Wasseraufbereitung ist sehr wichtig für Ihre Gesundheit. Daher sollte die regelmäßige Wartung der Anlage Teil Ihres Aufenthaltes im Haus sein.

Die durchschnittliche Nutzungsdauer der Verfüllung zur Wasserenthärtung beträgt ca. 5 Jahre, danach ist sie erforderlich Austausch des Kationenaustauschers seine Leistung verloren.

Für die längste Lebensdauer des Kationentauschers ist es notwendig, das Steuergerät bei der ersten Inbetriebnahme richtig zu programmieren und für eine Wasservorbehandlung zu sorgen.

Erforderliche Wasserqualität, die in das Natriumkationensystem eintritt

Allgemeine Härte - bis zu 20 mg.eq./l

Gesamtsalzgehalt - bis zu 1000 mg/l

Gesamteisen - nicht mehr als 0,3 mg / l

Wassertemperatur - 5-35 °C

Farbe - nicht mehr als 30 Grad

Ölprodukte - nein

Sulfide und Schwefelwasserstoff - nein

Stufen des Austauschs des Kationenaustauschers in Natriumkationisierungssystemen

Vor Arbeitsbeginn muss die Wasserversorgung unter Umgehung des Enthärters durch die Bypassleitung organisiert werden. Schließen Sie den Wasserein- und -auslass zum Enthärter.

Für einen sicheren manuellen Betrieb das Filtersteuergerät zur Druckentlastung in den Regenerationsmodus versetzen. Wechseln Sie dann in den Arbeitsmodus. Schalten Sie dann die Wasserenthärtungsanlage stromlos und nehmen Sie die Hauptarbeit auf.

1. Von der Stromversorgung getrennt, das Steuergerät von der hydraulischen Verrohrung trennen und die Soleleitung des Reagenzienbehälters trennen.

2. Vorher Austausch des Kationenaustauschers Regelventil vorsichtig abschrauben.

3. Ohne das Filtergehäuse zu beschädigen, befreien Sie es von Wasserresten und verbrauchtem Kationentauscher.

4. Innenraum des Gehäuses gut spülen und wenn möglich desinfizieren.

5. Installieren Sie den Körper an einem festen Arbeitsplatz.

6. Schrauben Sie das Steuerventil ganz nach unten und stellen Sie es für den späteren Betrieb an einem geeigneten Ort auf.

7. Nachdem Sie die optimale Position gewählt haben, schrauben Sie das Ventil vorsichtig vom Zylinder ab.

8. Zentralverteiler mit Schlitzkappe in das Gehäuseinnere einsetzen. Drehen Sie die geschlitzte Kappe in die Buchse an der Unterseite des Zylinders.

9. Die obere Öffnung des zentralen Verteilerrohrs muss mit einem Stopfen oder einer anderen Vorrichtung verschlossen werden, die verhindert, dass Ionenaustauscherharz während des Verfüllens in das Verteilersystem gelangt. Einzige Bedingung beim Verfüllen darf der Stopfen nicht in das Zentralrohr fallen, dies kann das Regelsystem außer Kraft setzen.

10. Füllen Sie den Ballon mit etwas Wasser, etwa ¼ Volumen. Diese Menge puffert das geladene Ionenaustauscherharz.

11. Setzen Sie einen Trichter in den Hals des Zylinders ein, der das Befüllen des Kationenaustauschers erleichtert.

12. Gießen Sie die erforderliche Kiesmenge durch den Trichter. Nach dem Verfüllen mit Kies darf der Zentralverteiler nicht aus dem Zylinder gezogen werden, da beim Versuch des Aufsetzens die untere Schlitzkappe beschädigt werden kann.

13. Beladen Sie den Filter mit der erforderlichen Menge Kationenaustauscher.

14. Entfernen Sie vorsichtig den Trichter, durch den das neue Filtermaterial hinzugefügt wurde.

15. Entfernen Sie den Stopfen oder das Werkzeug, mit dem das Loch oben im mittleren Verteilerrohr abgedeckt wurde.

16. Entfernen Sie Staubreste und Filtermaterial von Gehäusehals und Gewinden.

17. Schieben Sie das Steuerventil mit der oberen Schlitzkappe auf das zentrale Verteilerrohr.

18. Schrauben Sie den Steuerkasten im Uhrzeigersinn in das Filtergehäuse.

19. Steuereinheit an die zentrale Wasserversorgung anschließen und mit Strom versorgen.

20. Verbinden Sie die Reagenzsoleleitung mit dem Steuerkasten.

21. Nach Abschluss aller Arbeiten muss die Anlage mit Wasser versorgt und die restliche Luft aus dem Filtergehäuse abgelassen werden.

22. Überprüfen Sie die Einstellungen der automatischen Steuerung und führen Sie die primäre Regeneration durch, um den Kationenaustauscher zu waschen.

Ionenaustauscherharze sind unlösliche Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, die bei Wechselwirkung mit den Ionen einer Lösung eine Reaktion zeigen können. Sie haben eine dreidimensionale Gel- oder makroporöse Struktur. Sie werden auch Ioniten genannt.

Sorten

Diese Harze sind Kationenaustauscher (unterteilt in starke Säuren und schwache Säuren), Anionenaustauscher (starke Base, schwache Base, mittlere und gemischte Base) und bipolar. Stark saure Verbindungen sind Kationenaustauscher, die Kationen unabhängig von A austauschen können, aber schwach saure Verbindungen können bei einem Wert von mindestens sieben funktionieren. Stark basische Anionenaustauscher haben die Eigenschaft, in Lösungen bei jedem pH-Wert Anionen auszutauschen. Diese wiederum fehlt bei schwach basischen Anionenaustauschern. In dieser Situation sollte der pH-Wert 1-6 betragen. Mit anderen Worten, Harze können im Wasser Ionen austauschen, einige aufnehmen und im Gegenzug zuvor gespeicherte wieder abgeben. Und da es sich bei H 2 O um eine Mehrkomponentenstruktur handelt, müssen Sie es richtig vorbereiten und eine chemische Reaktion auswählen.

Eigenschaften

Ionenaustauscherharze sind Polyelektrolyte. Sie lösen sich nicht auf. Ein mehrfach geladenes Ion ist unbeweglich, da es ein großes Molekulargewicht hat. Es bildet die Grundlage des Ionenaustauschers, ist mit kleinen beweglichen Elementen verbunden, die das entgegengesetzte Vorzeichen haben, und kann diese wiederum in Lösung austauschen.

Produktion

Wenn ein Polymer, das nicht die Eigenschaften eines Ionenaustauschers hat, chemisch behandelt wird, treten Veränderungen auf - die Regeneration des Ionenaustauscherharzes. Dies ist ein ziemlich wichtiger Prozess. Mit Hilfe von polymeranalogen Umwandlungen sowie Polykondensation und Polymerisation werden Ionenaustauscher erhalten. Es gibt Salz- und Mischsalzformen. Das erste impliziert Natrium und Chlorid und das zweite - Natrium-Wasserstoff-, Hydroxylchlorid-Spezies. Unter solchen Bedingungen werden Ionenaustauscher hergestellt. Außerdem werden sie dabei in eine Arbeitsform, nämlich Wasserstoff, Hydroxyl usw. umgewandelt. Solche Materialien werden in verschiedenen Tätigkeitsbereichen eingesetzt, beispielsweise in der Medizin und Pharmazie, in der Lebensmittelindustrie, in Kernkraftwerken zur Kondensatbehandlung . Ein Ionenaustauscherharz für einen Mischbettfilter kann ebenfalls verwendet werden.

Anwendung

Zum Einsatz kommt ein Ionenaustauscherharz, zudem kann die Verbindung die Flüssigkeit auch entsalzen. Dabei werden in der thermischen Energietechnik häufig Ionenaustauscherharze eingesetzt. In der Hydrometallurgie werden sie für Nichteisen- und seltene Metalle verwendet, in der chemischen Industrie werden sie gereinigt und verschiedene Elemente getrennt. Ionite können auch Abwasserkörper reinigen, und für die organische Synthese sind sie ein vollständiger Katalysator. Somit können Ionenaustauscherharze in verschiedenen Industrien eingesetzt werden.

Industrielle Reinigung

Auf den Wärmeübertragungsflächen können Ablagerungen auftreten, und wenn sie nur 1 mm erreichen, erhöht sich der Kraftstoffverbrauch um 10 %. Es ist immer noch ein großer Verlust. Außerdem nutzt sich die Ausrüstung schneller ab. Um dies zu verhindern, müssen Sie die Wasseraufbereitung richtig organisieren. Dazu wird ein Ionenaustauscherharzfilter verwendet. Durch die Reinigung der Flüssigkeit können Sie Kalk entfernen. Es gibt verschiedene Methoden, aber mit zunehmender Temperatur werden ihre Möglichkeiten weniger.

H2O-Verarbeitung

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Wasser zu reinigen. Sie können Magnet verwenden und es mit Komplexonen, Komplexonaten, IOMS-1 retuschieren. Eine beliebtere Option ist jedoch die Filtration mit Ionenaustausch. Dadurch verändert sich die Zusammensetzung der Wasserelemente. Bei dieser Methode wird das H 2 O nahezu vollständig entsalzt und die Kontamination verschwindet. Es sollte beachtet werden, dass eine solche Reinigung auf anderen Wegen ziemlich schwierig zu erreichen ist. Die Wasseraufbereitung mit Ionenaustauscherharzen ist nicht nur in Russland, sondern auch in anderen Ländern sehr beliebt. Eine solche Reinigung hat viele Vorteile und ist viel effektiver als andere Methoden. Die entfernten Elemente werden niemals am Boden abgesetzt, und die Reagenzien müssen nicht ständig dosiert werden. Dieses Verfahren ist sehr einfach durchzuführen - das Design der Filter ist vom gleichen Typ. Auf Wunsch können Sie die Automatisierung verwenden. Nach der Reinigung bleiben die Eigenschaften bei eventuellen Temperaturschwankungen erhalten.

Purolite A520E Ionenaustauscherharz. Beschreibung

Um Nitrationen in Wasser zu absorbieren, wurde ein makroporöses Harz hergestellt. Es wird verwendet, um H 2 O in verschiedenen Umgebungen zu reinigen. Speziell für diesen Zweck erschien das Ionenaustauscherharz Purolite A520E. Es hilft, Nitrate auch mit einer großen Menge an Sulfaten loszuwerden. Dadurch ist dieses Harz im Vergleich zu anderen Ionenaustauschern am effektivsten und hat die besten Eigenschaften.

Arbeitskapazität

Purolite A520E hat eine hohe Selektivität. Dies hilft, unabhängig von der Menge an Sulfaten, Nitrate effizient zu entfernen. Andere Ionenaustauscherharze können sich solcher Funktionen nicht rühmen. Dies liegt daran, dass mit dem Gehalt an Sulfaten in H 2 O der Elementaustausch abnimmt. Aufgrund der Selektivität des Purolite A520E fällt diese Reduzierung aber nicht wirklich ins Gewicht. Obwohl die Verbindung einen im Vergleich zu anderen geringen vollständigen Austausch hat, wird die Flüssigkeit in großen Mengen recht gut gereinigt. Gleichzeitig sind bei wenigen Sulfaten verschiedene Anionenaustauscher, sowohl gelförmige als auch makroporöse, in der Lage, die Wasseraufbereitung und die Eliminierung von Nitraten zu bewältigen.

Vorbereitende Operationen

Damit Purolite A520E-Harz zu 100 % funktioniert, muss es richtig vorbereitet werden, um die Funktion des Reinigens und Bereitens von H 2 O für die Lebensmittelindustrie zu erfüllen. Es ist zu beachten, dass vor Beginn der Arbeiten die gebrauchte Verbindung mit einer 6% igen NaCl-Lösung behandelt wird. In diesem Fall wird das doppelte Volumen im Vergleich zur Menge des Harzes selbst verwendet. Danach wird die Verbindung mit Speisewasser gewaschen (die H 2 O-Menge sollte 4-mal höher sein). Erst nach einer solchen Bearbeitung kann es zur Reinigung gebracht werden.

Fazit

Aufgrund der Eigenschaften, die Ionenaustauscherharze besitzen, können sie in der Lebensmittelindustrie nicht nur zur Wasserreinigung, sondern auch zur Verarbeitung von Lebensmitteln, verschiedenen Getränken und anderen Dingen verwendet werden. Anionenaustauscher sehen aus wie kleine Kugeln. An ihnen haften Calcium- und Magnesiumionen und sie geben ihrerseits Natriumionen an das Wasser ab. Während des Waschvorgangs löst das Granulat diese anhaftenden Elemente. Beachten Sie, dass der Druck im Ionenaustauscherharz abfallen kann. Dies wirkt sich auf seine vorteilhaften Eigenschaften aus. Bestimmte Änderungen werden durch externe Faktoren beeinflusst: Temperatur, Säulenhöhe und Partikelgröße sowie deren Geschwindigkeit. Daher sollte während der Verarbeitung ein optimaler Umgebungszustand aufrechterhalten werden. Anionenaustauscher werden häufig bei der Wasserreinigung für ein Aquarium verwendet - sie tragen zur Bildung guter Bedingungen für das Leben von Fischen und Pflanzen bei. So werden Ionenaustauscherharze in verschiedenen Branchen benötigt, auch zu Hause, da sie Wasser für seine weitere Verwendung qualitativ reinigen können.

Schlechte Leistung des Kationenaustauschers hängt hauptsächlich von zwei Gründen ab:

  • unzureichende Höhe der Sulfonkohleschicht im Filter. In diesem Fall ist es notwendig, maximal sulfonierte Kohle hinzuzufügen, die obere Entwässerungsvorrichtung so hoch wie möglich anzuheben oder die Höhe des Filters zu erhöhen, indem ein zylindrischer Mantel an den oberen Teil geschweißt wird;
  • hoher hydraulischer Widerstand der Rohre der wasserführenden Entwässerungsvorrichtung. Um dieses Phänomen zu beseitigen, ist es notwendig, den Filter zu entladen, die Entwässerungsvorrichtung zu demontieren, sie neu zu machen, die Anzahl der Abzweigungen und dementsprechend die Anzahl der Nippel und Kappen zu erhöhen. Wenn keine Kappen vorhanden sind, müssen mehr Schlitze an den Seitenzweigen gefräst werden. Wenn dies nicht hilft und keine merkliche Wirkung hat, müssen alle Rohre ausgetauscht und deren Durchmesser vergrößert werden.

Verringerung der Austauscharbeitskapazität des Kationenaustauschers hängt von mehreren Gründen ab:

  • minderwertiges Salz, das zur Regeneration verwendet wird. Zur Regeneration verwendetes Salz muss analysiert werden. Stellen Sie dazu eine 10%ige Lösung davon her und bestimmen Sie die Gesamthärte wie üblich. Sie darf nicht überschritten werden 40 meq / l;
  • Schäden an der Entwässerungsvorrichtung im Filter, z. B. durch Abreißen von Kappen, durch Korrosion der Nippel usw. In diesem Fall ist es erforderlich, den Filter zu entladen, die Entwässerungsvorrichtung zu überprüfen und zu reparieren.
  • ungenaue Einhaltung des Regenerationsmodus (geringe Intensität der Auflockerung des Kationenaustauschers, erhöhte Durchlaufgeschwindigkeit der Salzlösung, Nichtbeachtung der Reihenfolge beim Öffnen der Hähne, zu geringe Salzmenge in das Salzlösungsmittel geladen). In diesen Fällen ist es notwendig, den Regenerationsmodus in voller Übereinstimmung mit den Anweisungen zur Filterwartung zu bringen.

Intensiver Kationenaustauscherverlust beim Lösen begleitet von Trübung des Wassers. Zunächst ist es notwendig, die Art der Lockerung zu überprüfen, um die Freisetzung von sulfonierter Kohle in das Waschwasser zu vermeiden. Dieses Phänomen kann auch auftreten, wenn die Qualität der Sulfokohle unzureichend ist. Wenn die Regeln für die Lagerung von sulfonierter Kohle nicht befolgt werden, verschlechtert sie sich, sie zerbröckelt und verändert ihre granulometrische Zusammensetzung. Die besten sulfonierten Kohlen werden in Wasser gelagert. Außerdem trägt auch der erhöhte Luftgehalt im Wasser und dessen Anreicherung im Filter zur Oxidation der Kohle bei.

Flache Verarmungskurve des Kationits und seiner großen „Tail“-Austauschkapazität.

Dieses Phänomen wird beobachtet, wenn die Wasserfiltrationsrate an verschiedenen Stellen des Filterabschnitts nicht gleich ist, was mit unterschiedlichem Widerstand gegen den Wasserdurchgang an verschiedenen Stellen der Entwässerungsvorrichtung auftritt.

In diesem Fall wird empfohlen, den Filter zu stoppen, die obere Klappe zu öffnen, die oberste kontaminierte Schicht zu entfernen und die Kationenaustauscherschicht bis zu einer Tiefe von zu schaufeln 1m. Bei der nächsten Überholung sollte besonderes Augenmerk auf die Hydrodynamik der unteren Entwässerungseinrichtung gelegt werden.

Erhöhte Salzauswaschzeit nach der Regeneration.

Ursache hierfür ist in der Regel ein vergrößerter Totraum zwischen der Oberfläche des Mörtels und der Ebene der Kappen. Um dieses Phänomen zu beseitigen, ist es notwendig, zusätzlich zu füllen und es an die Unterkanten der Kappen zu bringen.

Eindringen von Kationitkörnern in enthärtetes Wasser.

Dies weist auf eine Fehlfunktion der Entwässerungseinrichtung infolge des Versagens der Entwässerungskappen hin. In diesem Fall wird der Filter angehalten, die Entwässerungsvorrichtung entladen und repariert.