Resinas de troca iônica: aplicação. Quão eficazes eles são na purificação da água? Carregamento e preparação para operação de filtros de troca catiônica - ajuste e manutenção de uma planta de dessalinização de água química

Os aterros em sistemas integrados de tratamento de água desempenham um papel importante, ou seja, neutralizam impurezas químicas e orgânicas nocivas, suavizam a água, melhoram seu desempenho e assim por diante.

Mais usado preenchimento são:

1. Resina de troca iônica;

2. Areia de quartzo;

3. Carvão ativado;

4. Preenchimentos multifuncionais.

Qualquer preenchimento filtro de tipo de coluna para purificação de água requer uma substituição completa do preenchimento a cada poucos anos - a frequência é determinada por um especialista separadamente em cada caso. Via de regra, o próprio sistema de tratamento de água “relata” a necessidade desse procedimento reduzindo a eficiência da limpeza. A remoção do ferro da água começa a falhar, permitindo rompimentos ferrosos, e a regeneração do reaterro dá um efeito insatisfatório. Com os amaciadores de água, a mesma história: os sais de dureza penetram livremente nos sistemas de engenharia da casa, formando escamas e manchas esbranquiçadas depois que a água cai.

Vida útil estimada dos aterros: Resina de permuta iónica- até 5 anos, materiais de remoção de ferro- até 5 anos, carvão de coco ativado- até 3 anos, carvão ativado de bétula- até 2 anos, areia de quartzo e enchimento multicamadas para clarificação de água, até 3 anos.

A regra principal que deve ser seguida ao selecionar o enchimento para um sistema de filtragem é a correspondência exata entre a quantidade de enchimento e o tamanho do filtro. Isso permitirá que você configure corretamente a unidade de controle e obtenha a operação mais eficiente de todo o sistema.

Resina de permuta iónica não mais de 75% do volume total da coluna de filtro é preenchido, outros enchimentos são carregados com uma camada de não mais de 1 m (caso contrário, eles não são suficientemente soltos e lavados com retrolavagem).

Vida carregamento de filtro depende diretamente do grau de contaminação da água da fonte, do consumo de água e da estabilidade da automação de controle. Normalmente, a vida média da carga removedor de ferroé de 3 a 5 anos, e amaciante 5-6 anos. Mas, na maioria das vezes, eles precisam ser trocados ao mesmo tempo, pois o agente desembaçador que esgotou seu recurso começa a passar parcialmente as impurezas não removidas, o que prejudica o meio filtrante do amaciante. E quando a decisão de mudar a carga filtrante do removedor de ferro estiver madura, também é hora de mudar a carga do amaciante.

Para que o trabalho de substituição do enchimento não seja inútil, é recomendável analisar a fonte de água e diagnosticar o funcionamento das válvulas de controle antes de realizar o trabalho. Muitas vezes, a causa do mau tratamento da água é válvula de controle um dos filtros. Além disso, ao longo dos anos de operação do sistema, a qualidade da água da fonte pode mudar (tanto para pior quanto para melhor) de acordo com as regras, a análise da água de entrada deve ser feita a cada 6 meses para consumidores domésticos, e mais frequentemente para casos críticos (processos tecnológicos importantes em ambientes industriais). É possível que seja necessário alterar a composição do equipamento ou o tipo de carga do filtro, reprogramar a eletrônica da válvula.

A manutenção do tratamento da água é muito importante para a sua saúde. Portanto, a manutenção regular do sistema deve fazer parte da sua estadia na casa.

A vida útil média do enchimento para descalcificação da água é de cerca de 5 anos, após o que é necessário substituição do trocador de cátions perdeu o desempenho.

Para uma vida útil mais longa do trocador de cátions, é necessário programar corretamente a unidade de controle durante a primeira partida e garantir o tratamento preliminar da água.

Qualidade necessária da água que entra no sistema de cátions de sódio

Dureza geral - até 20 mg.eq./l

Teor total de sal - até 1000 mg/l

Ferro total - não mais que 0,3 mg / l

Temperatura da água - 5-35 °C

Cor - não mais que 30 graus

Derivados de petróleo - não

Sulfetos e sulfeto de hidrogênio - não

Etapas de substituição do trocador de cátions em sistemas de cationização de sódio

Antes de iniciar o trabalho, é necessário organizar o abastecimento de água desviando o descalcificador pela linha de desvio. Feche a entrada e saída de água para o amaciador.

Para uma operação manual segura, coloque a unidade de controle do filtro no modo de regeneração para aliviar a pressão. Em seguida, mude para o modo de trabalho. Em seguida, desenergize o sistema de amaciamento de água e continue o trabalho principal.

1. Desconectado da fonte de alimentação, desconecte a unidade de controle da tubulação hidráulica e desconecte a linha de salmoura do tanque de reagente.

2. Antes substituição do trocador de cátions desparafuse cuidadosamente a válvula de controle.

3. Sem danificar a carcaça do filtro, libere-a dos restos de água e do trocador de cátions gasto.

4. Enxágue bem e, se possível, desinfete a cavidade interna da carcaça.

5. Instale a carroceria em um local de trabalho permanente.

6. Aparafuse a válvula de controle até o fim e coloque-a em um local conveniente para operação subsequente.

7. Depois de escolher a posição ideal, desenrosque cuidadosamente a válvula do cilindro.

8. Insira o sistema de distribuição central com tampa ranhurada no interior da caixa. Gire a tampa com fenda no soquete na parte inferior do cilindro.

9. A abertura superior do tubo de distribuição central deve ser fechada com um bujão ou outro dispositivo que impeça a entrada de resina de troca iônica no sistema de distribuição durante o enchimento. A única condição ao encher o bujão não deve cair no tubo central, isso pode desativar o sistema de controle.

10. Encha o balão com uma pequena quantidade de água, aproximadamente ¼ de volume. Essa quantidade tamponará a resina de troca iônica que está sendo carregada.

11. Insira um funil no gargalo do cilindro, o que proporcionará comodidade ao encher o trocador de cátions.

12. Despeje a quantidade necessária de cascalho pelo funil. Após o enchimento com cascalho, o coletor de distribuição central não deve ser puxado para fora do cilindro, pois se você tentar colocá-lo no lugar, poderá danificar a tampa ranhurada inferior.

13. Carregue o filtro com a quantidade necessária de trocador de cátions.

14. Remova cuidadosamente o funil por onde foi adicionado o novo material filtrante.

15. Remova o plugue ou ferramenta usada para cobrir o orifício na parte superior do tubo de distribuição central.

16. Remova qualquer poeira restante e material filtrante do gargalo e das roscas da carcaça.

17. Empurre a válvula de controle com a tampa com fenda superior no tubo de distribuição central.

18. Aparafuse a caixa de controle no sentido horário na carcaça do filtro.

19. Conecte a unidade de controle à fonte central de água e alimente-a com energia.

20. Conecte a linha de salmoura do reagente à caixa de controle.

21. Após a conclusão de todos os trabalhos, é necessário fornecer água à instalação e liberar o ar restante da carcaça do filtro.

22. Verifique as configurações do controle automático e realize a regeneração primária para lavar o trocador de cátions.

As resinas de troca iônica são compostos insolúveis de alto peso molecular que podem apresentar uma reação ao interagir com os íons de uma solução. Eles têm um gel tridimensional ou estrutura macroporosa. Eles também são chamados de ionitas.

Variedades

Essas resinas são de troca catiônica (dividida em ácido forte e ácido fraco), troca aniônica (base forte, base fraca, base intermediária e base mista) e bipolar. Compostos fortemente ácidos são trocadores de cátions que podem trocar cátions independentemente de A, mas compostos fracamente ácidos podem funcionar em um valor de pelo menos sete. Trocadores de ânions fortemente básicos têm a propriedade de trocar ânions em soluções em qualquer pH. Isso, por sua vez, está faltando em trocadores aniônicos fracamente básicos. Nesta situação, o pH deve ser 1-6. Em outras palavras, as resinas podem trocar íons na água, absorver alguns e, em troca, doar aqueles que foram armazenados anteriormente. E como é o H 2 O que é uma estrutura multicomponente, você precisa prepará-lo corretamente, escolher uma reação química.

Propriedades

As resinas de troca iônica são polieletrólitos. Eles não se dissolvem. Um íon de carga múltipla é imóvel porque tem um grande peso molecular. Ele forma a base do trocador de íons, está associado a pequenos elementos móveis que possuem o sinal oposto e, por sua vez, podem trocá-los em solução.

Produção

Se um polímero que não possui as propriedades de um trocador de íons for tratado quimicamente, ocorrerão mudanças - a regeneração da resina de troca de íons. Este é um processo bastante importante. Com a ajuda de transformações análogas a polímeros, bem como policondensação e polimerização, são obtidos trocadores de íons. Existem formas de sal e mistura de sal. O primeiro implica sódio e cloreto, e o segundo - hidrogênio de sódio, espécies de cloreto de hidroxila. Sob tais condições, os trocadores de íons são produzidos. Além disso, no processo eles são convertidos em uma forma de trabalho, ou seja, hidrogênio, hidroxila, etc. Esses materiais são usados ​​em vários campos de atividade, por exemplo, na medicina e na indústria farmacêutica, na indústria alimentícia, em usinas nucleares para tratamento de condensado . Uma resina de troca iônica para um filtro de leito misto também pode ser usada.

Inscrição

Uma resina de troca iônica é usada para Além disso, o composto também pode dessalinizar o líquido. A este respeito, as resinas de troca iônica são frequentemente usadas na engenharia de energia térmica. Na hidrometalurgia são usados ​​para metais não ferrosos e raros, na indústria química são purificados e vários elementos são separados. As ionitas também podem purificar corpos de águas residuais e, para a síntese orgânica, são um catalisador completo. Assim, as resinas de troca iônica podem ser utilizadas em diversas indústrias.

Limpeza industrial

A escala pode aparecer nas superfícies de transferência de calor e, se atingir apenas 1 mm, o consumo de combustível aumentará em 10%. Ainda é uma grande perda. Além disso, o equipamento se desgasta mais rápido. Para evitar isso, você precisa organizar adequadamente o tratamento da água. Para isso, é utilizado um filtro de resina de troca iônica. É limpando o líquido que você pode se livrar da escala. Existem diferentes métodos, mas com o aumento da temperatura, suas opções se tornam menores.

Processamento de H2O

Existem várias maneiras de purificar a água. Você pode usar magnético e pode retocar com complexones, complexonates, IOMS-1. Mas uma opção mais popular é a filtragem usando troca iônica. Isso fará com que a composição dos elementos de água mude. Quando este método é usado, a H 2 O é quase completamente dessalinizada e a contaminação desaparece. Deve-se notar que tal purificação é bastante difícil de alcançar de outras maneiras. O tratamento de água com resinas de troca iônica é muito popular não apenas na Rússia, mas também em outros países. Essa limpeza tem muitas vantagens e é muito mais eficaz do que outros métodos. Esses elementos que são removidos nunca ficarão sedimentados no fundo, e os reagentes não precisam ser dosados ​​constantemente. É muito fácil fazer esse procedimento - o design dos filtros é do mesmo tipo. Se desejar, você pode usar a automação. Após a limpeza, as propriedades serão preservadas em quaisquer flutuações de temperatura.

Resina de troca iônica Purolite A520E. Descrição

Para absorver íons nitrato em água, foi criada uma resina macroporosa. É usado para purificar H 2 O em vários ambientes. A resina de troca iônica Purolite A520E surgiu especialmente para esta finalidade. Ajuda a eliminar os nitratos mesmo com uma grande quantidade de sulfatos. Isso significa que, em comparação com outros trocadores de íons, esta resina é a mais eficaz e possui as melhores características.

Capacidade de trabalho

Purolite A520E tem uma alta seletividade. Isso ajuda, independentemente da quantidade de sulfatos, a remover os nitratos de forma eficiente. Outras resinas de troca iônica não podem se gabar de tais funções. Isso se deve ao fato de que com o teor de sulfatos em H 2 O, a troca de elementos diminui. Mas devido à seletividade do Purolite A520E, essa redução realmente não importa. Embora o composto tenha uma baixa, em comparação com outros, a troca completa, o líquido em grandes quantidades é limpo muito bem. Ao mesmo tempo, se houver poucos sulfatos, vários trocadores de ânions, tanto em gel quanto macroporosos, poderão lidar com o tratamento da água e a eliminação de nitratos.

Operações preparatórias

Para que a resina Purolite A520E tenha um desempenho de 100%, ela deve estar devidamente preparada para desempenhar a função de limpeza e preparo de H 2 O para a indústria alimentícia. Deve-se notar que antes de iniciar o trabalho, o composto usado é tratado com uma solução de NaCl a 6%. Neste caso, utiliza-se o dobro do volume em relação à quantidade da própria resina. Depois disso, a conexão é lavada com água alimentar (a quantidade de H 2 O deve ser 4 vezes maior). Somente após esse processamento pode ser levado para limpeza.

Conclusão

Devido às propriedades das resinas de troca iônica, elas podem ser usadas na indústria alimentícia não apenas para purificação de água, mas também para processamento de alimentos, bebidas diversas e outras coisas. Os trocadores de ânions parecem pequenas bolas. É a eles que os íons de cálcio e magnésio aderem e eles, por sua vez, fornecem íons de sódio à água. Durante o processo de lavagem, os grânulos liberam esses elementos aderentes. Esteja ciente de que a pressão pode cair na resina de troca iônica. Isso afetará suas propriedades benéficas. Certas mudanças são influenciadas por fatores externos: temperatura, altura da coluna e tamanho das partículas e sua velocidade. Portanto, durante o processamento, um estado ideal do ambiente deve ser mantido. Os trocadores de ânions são frequentemente usados ​​na purificação de água para um aquário - eles contribuem para a formação de boas condições para a vida de peixes e plantas. Assim, as resinas de troca iônica são necessárias em várias indústrias, mesmo em casa, pois podem purificar qualitativamente a água para seu uso posterior.

Desempenho ruim do trocador de cátions depende principalmente de dois motivos:

  • altura insuficiente da camada de carvão sulfonado no filtro. Neste caso, é necessário adicionar carvão sulfonado ao máximo, levantar o dispositivo de drenagem superior o mais alto possível ou aumentar a altura do filtro soldando um invólucro cilíndrico na parte superior;
  • alta resistência hidráulica dos tubos do dispositivo de drenagem que fornece água. Para eliminar esse fenômeno, é necessário descarregar o filtro, desmontar o dispositivo de drenagem, refazê-lo, aumentando o número de ramificações e, consequentemente, o número de bicos e tampas. Se não houver tampas, é necessário fresar mais ranhuras nos ramos laterais. Se isso não ajudar e não der um efeito perceptível, é necessário substituir todos os tubos, aumentando seu diâmetro.

Reduzindo a capacidade de trabalho de troca do trocador de cátions depende de vários motivos:

  • sal de baixa qualidade usado para regeneração. O sal usado para regeneração deve ser analisado. Para fazer isso, prepare uma solução a 10% e determine a dureza geral da maneira usual. Não deve exceder 40 meq/l;
  • danos ao dispositivo de drenagem no filtro, por exemplo, quando as tampas são arrancadas, quando os bicos estão corroídos, etc. Neste caso, é necessário descarregar o filtro, inspecionar e reparar o dispositivo de drenagem;
  • observância imprecisa do modo de regeneração (baixa intensidade de afrouxamento do trocador de cátions, aumento da taxa de passagem da solução salina, não observância da sequência ao abrir as torneiras, quantidade insuficiente de sal carregada no solvente salino). Nestes casos, é necessário colocar o modo de regeneração em total conformidade com as instruções de manutenção do filtro.

Perda intensiva do trocador de cátions durante o afrouxamento acompanhada de turbidez da água. Antes de tudo, é necessário verificar o modo de afrouxamento, evitando a liberação de carvão sulfonado na água de lavagem. Este fenômeno também pode ocorrer quando a qualidade do carvão sulfo é insuficiente. Se as regras de armazenamento do carvão sulfonado não forem seguidas, ele se deteriora, se desintegra, alterando sua composição granulométrica. Os melhores carvões sulfonados são armazenados em água. Além disso, o elevado teor de ar na água e seu acúmulo no filtro também contribuem para a oxidação do carvão.

Curva de depleção plana do cationito e sua grande capacidade de troca de "cauda".

Este fenômeno é observado se a taxa de filtração da água em diferentes locais da seção do filtro não for a mesma, o que ocorre com diferentes resistências à passagem da água em diferentes pontos do dispositivo de drenagem.

Neste caso, recomenda-se parar o filtro, abrir a escotilha superior, remover a camada superior contaminada e escavar a camada do trocador de cátions a uma profundidade de 1m. Durante a próxima revisão, atenção especial deve ser dada à hidrodinâmica do dispositivo de drenagem inferior.

Aumento do período de eliminação de sal após a regeneração.

A razão para isso é geralmente o aumento do espaço morto entre a superfície da argamassa e o nível das tampas. Para eliminar esse fenômeno, é necessário preencher adicionalmente, trazendo-o para as bordas inferiores das tampas.

Ingresso de grãos de cationita em água amolecida.

Isso indica um mau funcionamento no dispositivo de drenagem como resultado da falha das tampas de drenagem. Neste caso, o filtro é parado, o dispositivo de drenagem é descarregado e reparado.