Регенерация ионообменных смол
Все иониты, включая ионообменные смолы, применяемые для умягчения воды, имеют ограниченный ресурс. В момент, когда смола становится насыщена ионами кальция/магния и находится в равновесии с исходным водным раствором, можно считать, что наступил конец рабочего цикла умягчителя. Ионный обмен имеет обратимый характер, поэтому ионит можно вернуть в первоначальное состояние. Процесс называется восстановлением или регенерацией ионита.
Регенерация заключается в промывании ионообменной смолы концентрированным раствором, например, в случае со смолой для умягчения — раствором поваренной соли, NaCl. Промывка может происходить по двум основным схемам: в направлении насыщения или в противоположном — говорят о прямоточной и противоточной регенерации соответственно.
Прямоточная регенерация
В случае с прямоточным восстановлением реагентный раствор с ионами X сначала контактирует со слоями ионообменной смолы, насыщенными ионами Y. В процессе обработки они удаляются из колонны. Далее ионы Y переходят в менее насыщенные слои ионообменного материала и фиксируются ввиду благоприятных условий. Получается, что в нижней части объема находятся по больше части ионы X — они и будут удаляться из колонны в начале регенерации.
В случае с недостатком регенеранта ионы Y не будут полностью удалены и, соответственно, нижний объем смолы не будет восстановлен в полном объеме. На практике используют вдвое большее количество реагента по сравнению с теоретическими значениями.
Противоточная регенерация
Если рассматривать процесс восстановления смолы, протекающий внутри фильтрующих колонн, то в случае с противоточной регенерацией реагент будет подаваться снизу вверх. Тогда ионы X сначала будут контактировать со слоями ионита с небольшим содержанием ионов Y. В таких условиях ионы Y не смогут фиксироваться в верхних слоях смолы, которые более насыщенны, и их элюирование будет происходить в благоприятных условиях.
У такого способа регенерации есть два важных достоинства по сравнению с прямоточным методом, о котором пойдет речь ниже:
- лучше качество очистки воды ввиду повышенной эффективности метода;
- меньше расход реагента для достижения одинаковой полезной емкости.
Сравним расход при разных способах на примере сильного катионита.
| Формула смолы | Расход реагента в противоточном режиме, г/дм3 | Расход реагента в прямоточном режиме, г/дм3 |
|---|---|---|
| HCl | 40-60 | 80-150 |
| H2SO4 | 50-80 | 100-200 |
| NaCl | 80-100 | 150-250 |
Для оценки эффективности восстановления ионообменного материала используют такие показатели как интенсивность и степень регенерации. Интенсивность регенерации равна отношению массы использованного реагента к объему ионообменного материала. Степень регенерации равна отношению количеству реагента в г*экв к количеству элюируемых ионов в г* экв. Последний показатель должен быть больше либо равным 1.
Регенерация картриджа с ионообменной смолой
В проточных и магистральных фильтрах часто установлены умягчающие картриджи с ионообменной смолой. Ее ресурс зависит от качества ионообменного материала и жесткости исходной воды. В среднем для питьевых целей одного картриджа стандарта Slim Line 10" хватает для умягчения воды в течение месяца-двух. Потом картридж можно восстановить. Чтобы это сделать, следуйте простым инструкциям ниже.
Если картридж разборный:
- открутите крышку и поместите смолу в банку объемом 3 дм3;
- приготовьте раствор для регенерации, растворив в 1 литре воды 300 г обычной поваренной соли;
- залейте ионообменную смолу раствором, перемешайте и оставьте на 2 часа. Периодически перемешивайте;
- слейте раствор и поместите смолу в картридж, закройте его;
- установите картридж в фильтр;
- промойте фильтр в течение 2 минут, чтобы после прохождения через него она не имела солоноватый привкус
- пользуйтесь фильтром как раньше.
Если картридж неразборный:
- приготовьте раствор для регенерации из расчета 300 г поваренной соли без добавок йода на 1 л воды;
- перелейте его в тазик, в котором картридж поместится в горизонтальном положении;
- положите картридж в раствор таким образом, чтобы он попал внутрь, оставьте в таком виде на 2 часа;
- периодически извлекайте картридж и выливайте из него раствор, затем повторяйте предыдущий шаг;
- установите картридж в фильтр и промойте его до исчезновения солоноватого привкуса;
- пользуйтесь фильтром как раньше.
Сколько циклов выдерживает ионообменная смола?
При своевременной обработке реагентами смола может служить до 5 лет. Важно не допускать чрезмерного засаливания микросфер и образования на них трудно смываемого налета солей железа. В последнем случае для продления срока службы смолы можно использовать раствор на основе фосфорной кислоты — БОС.
Также необходимо учитывать естественный износ микросфер из-за постоянного трения. Частицы смолы подвержены механическому разрушению и истиранию.
После каждой последующей регенерации полезная емкость ионообменного материала снижается, и только от соблюдения технологии зависит, насколько сильно это будет происходить.
В нашем интернет-магазине представлен большой ассортимент ионообменных смол для станций водоочистки. Их можно купить как в мешках, так и на развес или по объему. Обращайтесь за консультацией в чат или по телефонам, указанным на сайте — обязательно поможем!