Résines échangeuses d'ions : application. Quelle est leur efficacité dans la purification de l’eau ?

23.09.2019

Variétés

Ces résines sont échangeuses de cations (divisées en acide fort et acide faible), échangeuses d'anions (base forte, base faible, avec intermédiaire et base mixte) et bipolaire. Les composés fortement acides sont des échangeurs de cations qui peuvent échanger des cations quelle que soit leur valeur, mais les composés faiblement acides peuvent fonctionner à une valeur d'au moins sept. Les échangeurs d'anions fortement basiques ont la propriété d'échanger des anions dans des solutions à n'importe quel pH. Ceci, à son tour, fait défaut dans les échangeurs d’anions faiblement basiques. Dans cette situation, le pH doit être compris entre 1 et 6. En d’autres termes, les résines peuvent échanger des ions dans l’eau, en absorber une partie et en retour restituer ceux qui étaient précédemment stockés. Et comme H 2 O est une structure à plusieurs composants, vous devez la préparer correctement et choisir une réaction chimique.

Propriétés

Les résines échangeuses d'ions sont des polyélectrolytes. Ils ne se dissolvent pas. Un ion multichargé est immobile car il a une grande masse moléculaire. Il constitue la base de l'échangeur d'ions, est associé à de petits éléments mobiles qui ont signe opposé, et, à son tour, peut les échanger en solution.

Production

Si un polymère qui n'a pas les propriétés d'un échangeur d'ions est traité chimiquement, des changements se produiront - régénération de la résine échangeuse d'ions. C'est assez processus important. En utilisant des transformations analogues aux polymères, ainsi que la polycondensation et la polymérisation, des échangeurs d'ions sont obtenus. Il existe des formes de sel et de sel mélangé. Le premier implique le sodium et le chlorure, et le second - les espèces sodium-hydrogène, hydroxyle-chlorure. Les échangeurs d'ions sont produits dans de telles conditions. De plus, au cours du processus, ils sont convertis en une forme active, à savoir l'hydrogène, l'hydroxyle, etc. De tels matériaux sont utilisés dans différentes régions activités, par exemple, dans le domaine médical et pharmaceutique, dans Industrie alimentaire, sur centrales nucléaires pour nettoyer les condensats. Une résine échangeuse d'ions pour un filtre à médias mixtes peut également être utilisée.

Application

Une résine échangeuse d'ions est utilisée pour De plus, le composé peut également dessaler le liquide. En raison de ce résines échangeuses d'ions souvent utilisé en génie thermique. En hydrométallurgie, ils sont utilisés pour les métaux non ferreux et rares ; dans l’industrie chimique, ils sont utilisés pour purifier et séparer différents éléments. Les échangeurs d’ions peuvent également nettoyer les eaux usées et constituent un catalyseur complet pour la synthèse organique. Ainsi, les résines échangeuses d’ions peuvent être utilisées dans diverses industries.

Nettoyage industriel

Du tartre peut apparaître sur les surfaces d'échange thermique, et s'il atteint seulement 1 mm, la consommation de carburant augmentera de 10 %. Ce sont encore de grosses pertes. De plus, le matériel s'use plus vite. Pour éviter cela, vous devez organiser correctement le traitement de l'eau. A cet effet, un filtre avec une résine échangeuse d'ions est utilisé. C'est en nettoyant le liquide que l'on peut se débarrasser du tartre. Il existe différentes méthodes, mais à mesure que la température augmente, leurs options deviennent moins nombreuses.

Traitement H2O

Il existe plusieurs façons de purifier l'eau. Vous pouvez en utiliser un magnétique et vous pouvez le retoucher avec des complexons, des complexonates, IOMS-1. Mais une option plus populaire est la filtration par échange d’ions. Cela forcera la composition des éléments de l’eau à changer. Lorsque cette méthode est utilisée, l'H 2 O est presque entièrement dessalée et les contaminants disparaissent. Il convient de noter qu'un tel nettoyage est assez difficile à réaliser par d'autres moyens. Le traitement de l'eau à l'aide de résines échangeuses d'ions est très populaire non seulement en Russie, mais également dans d'autres pays. Ce nettoyage présente de nombreux avantages et est bien plus efficace que les autres méthodes. Les éléments éliminés ne resteront jamais sous forme de sédiments au fond et les réactifs n'ont pas besoin d'être dosés en permanence. Cette procédure est très simple à réaliser - la conception des filtres est la même. Si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser l'automatisation. Après le nettoyage, les propriétés seront conservées quelles que soient les variations de température.

Résine échangeuse d'ions Purolite A520E. Description

Pour absorber les ions nitrate dans l’eau, une résine macroporeuse a été créée. Il est utilisé pour purifier H2O dans divers environnements. La résine échangeuse d'ions Purolite A520E a été créée spécifiquement à cet effet. Il aide à éliminer les nitrates même avec grandes quantités sulfates. Cela signifie que, comparée à d’autres échangeurs d’ions, cette résine est la plus efficace et possède les meilleures caractéristiques.

Capacité de travail

Purolite A520E a une sélectivité élevée. Cela permet, quelle que soit la quantité de sulfates, d’éliminer efficacement les nitrates. Les autres résines échangeuses d'ions ne peuvent pas se vanter de telles fonctions. Cela est dû au fait que lorsque H 2 O contient des sulfates, l'échange d'éléments diminue. Mais en raison de la sélectivité, le Purolite A520E n'a pas une telle réduction signification particulière. Bien que le composé ait un faible échange complet, par rapport à d'autres, le liquide dans grandes quantités nettoie assez bien. Dans le même temps, s'il y a peu de sulfates, alors divers échangeurs d'anions - à la fois gel et macroporeux - pourront faire face au traitement de l'eau et à l'élimination des nitrates.

Opérations préparatoires

Pour que la résine Purolite A520E fonctionne à 100 %, elle doit être correctement préparée pour remplir sa fonction de purification et de H2O de qualité alimentaire. A noter qu'avant de commencer les travaux, le composé utilisé est traité avec une solution de NaCl à 6%. Dans ce cas, on utilise deux fois le volume par rapport à la quantité de résine elle-même. Après cela, le composé est lavé avec de l'eau alimentaire (la quantité de H 2 O doit être 4 fois supérieure). Ce n'est qu'après un tel traitement que vous pourrez commencer le nettoyage.

Conclusion

Grâce aux propriétés des résines échangeuses d'ions, elles peuvent être utilisées dans l'industrie alimentaire non seulement pour la purification de l'eau, mais également pour la transformation d'aliments, de boissons diverses et d'autres choses. Les échangeurs d'anions ressemblent à de petites boules. C'est à eux que se collent les ions calcium et magnésium, qui à leur tour libèrent des ions sodium dans l'eau. Lors du processus de lavage, les granulés libèrent ces éléments adhérés. Veuillez noter que la pression dans la résine échangeuse d'ions peut chuter. Cela l'affectera propriétés bénéfiques. Ces changements ou d'autres sont affectés par facteurs externes: température, hauteur de colonne et granulométrie, leur vitesse. Par conséquent, pendant le traitement, l’état optimal de l’environnement doit être maintenu. Les échangeurs d'anions sont souvent utilisés dans la purification de l'eau des aquariums - ils contribuent à la formation bonnes conditions pour la vie des poissons et des plantes. Ainsi, les résines échangeuses d'ions sont nécessaires dans diverses industries, même à la maison, car elles peuvent purifier efficacement l'eau pour son utilisation ultérieure.

La durée de vie moyenne du remblai pour l'adoucissement de l'eau est d'environ 5 ans, après quoi il est nécessaire de remplacement de l'échangeur de cations a perdu ses caractéristiques de performance.

Pour prolonger la durée de vie de l'échangeur de cations, il est nécessaire de programmer correctement l'unité de contrôle lors du premier démarrage et d'assurer une préparation préalable de l'eau.

Qualité requise de l'eau entrant dans le système de cationisation du sodium

Dureté totale - jusqu'à 20 mg.eq./l

Teneur totale en sel - jusqu'à 1000 mg/l

Fer total - pas plus de 0,3 mg/l

Température de l'eau - 5-35 oC

Couleur - pas plus de 30 degrés

Produits pétroliers - non

Sulfures et sulfure d'hydrogène - non

Étapes de remplacement de la résine cationique dans les systèmes de cationisation du sodium

Avant de commencer les travaux, il est nécessaire d'organiser une arrivée d'eau pour contourner l'adoucisseur via une conduite de dérivation. Fermez l’entrée et la sortie d’eau de l’adoucisseur.

Pour travail sécuritaire V mode manuel Mettez l'unité de commande du filtre en mode régénération pour relâcher la pression. Ensuite, mettez-le en mode travail. Coupez ensuite l’alimentation du système d’adoucissement de l’eau et passez aux travaux principaux.

1. Débranchez l'unité de contrôle, débranchée de l'alimentation électrique, de la tuyauterie hydraulique et débranchez la conduite de sel du réservoir de réactif.

2. Avant remplacement de l'échangeur de cations dévissez soigneusement la vanne de régulation.

3. Sans endommager le boîtier du filtre, retirez toute eau restante et toute résine échangeuse de cations usée.

4. Rincez abondamment et, si possible, désinfectez la cavité interne du boîtier.

5. Installez le boîtier sur un lieu de travail permanent.

6. Vissez complètement la vanne de régulation et réglez-la sur emplacement idéal pour une utilisation ultérieure.

7. Après avoir choisi la position optimale, dévissez soigneusement la valve du cylindre.

8. Vo partie intérieure boîtier, insérer le système de distribution central avec le capuchon fendu. Mouvement de rotation installez le capuchon de fente dans prise d'atterrissage au fond du cylindre.

9. Le trou supérieur du tuyau de distribution central doit être fermé avec un bouchon ou un autre dispositif qui empêchera la résine échangeuse d'ions de pénétrer dans le système de distribution lors du remplissage. La seule condition lors du remblayage est que le bouchon ne tombe pas dans le tube central, cela pourrait endommager le système de contrôle.

10. Remplissez le ballon avec une petite quantité d'eau, environ ¼ du volume. Cette quantité constituera un tampon pour la résine échangeuse d’ions versée.

11. Insérez un entonnoir dans le col du cylindre, ce qui facilitera le remplissage de la résine échangeuse de cations.

12. Versez la quantité requise de gravier dans l'entonnoir. Après le remblayage avec du gravier, il ne faut pas retirer le collecteur central de distribution du cylindre, car tenter de le remettre en place pourrait endommager le capuchon inférieur de la fente.

13. Chargez la quantité requise de résine échangeuse de cations dans le filtre.

14. Retirez délicatement l'entonnoir à travers lequel le nouveau matériau filtrant a été ajouté.

15. Retirez le bouchon ou le dispositif utilisé pour fermer le trou en haut du tube de distribution central.

16. Retirez toute poussière restante et tout matériau filtrant du col et des filetages du corps.

17. Placez la vanne de régulation avec le capuchon supérieur fendu sur le tuyau de distribution central.

18. Vissez l'unité de commande dans le sens des aiguilles d'une montre dans le boîtier du filtre.

19. Connectez la centrale à la centrale réseau d'approvisionnement en eau et lui appliquer le pouvoir.

20. Connectez la conduite de sel réactif à l'unité de contrôle.

21. Une fois tous les travaux terminés, il est nécessaire d'alimenter l'installation en eau et d'évacuer l'air restant du boîtier du filtre.

22. Vérifiez les paramètres contrôle automatique et effectuer une régénération primaire pour laver l'échangeur de cations.

Les filtres à eau sont devenus un élément de nettoyage obligatoire dans les appartements et maisons de campagne, ainsi que dans les entreprises.

Ils nécessitent, comme tout autre équipement, un entretien ; en particulier, la procédure de régénération des cartouches avec résine échangeuse d'ions mérite une attention particulière.

Et si dans les appareils à un étage, ainsi que dans les accessoires de filtrage et les carafes, la cartouche usagée est simplement remplacée par une neuve, avec les appareils à trois étages, tout est plus compliqué.

Ils sont constitués d'une cartouche de nettoyage mécanique, d'une post-purification du charbon et d'une cartouche de résine échangeuse d'ions. En raison de la longue durée de vie des appareils, ceux-ci doivent être entretenus ou remplacés une fois par an.

Le filtre fonctionnera normalement, à une condition : si une régénération régulière est effectuée, c'est-à-dire que les propriétés de la résine échangeuse d'ions sont restaurées.

Technologie de régénération de résine - comment la résine échangeuse d'ions dans le filtre est restaurée

La résine échangeuse d'ions est constituée de petites billes ambrées qui convertissent les ions magnésium et calcium en ions sodium. Ainsi, l'eau devient moins dure, appareils ménagers aucune échelle ne se forme.

Connaissant les indicateurs de dureté de l'eau, vous pouvez prédire la durée de vie approximative de la cartouche de résine. Pour ce faire, l'indicateur de capacité est divisé par les indicateurs de dureté de l'eau, exprimés en mEq/litre.

L'absorption des ions magnésium et calcium est un processus réversible. S'il y a une teneur excessive en ions sodium, la situation sera inverse, c'est-à-dire qu'il y aura libération d'ions magnésium et calcium et absorption d'ions sodium.

Pour éviter cela, ils ont recours à ce qu'on appelle la régénération, c'est-à-dire restaurer les fonctions de la résine échangeuse d'ions afin qu'elle puisse servir votre filtre encore un peu.

Le sel de table ordinaire aidera à démarrer le processus de régénération, car son efficacité régénération des filtres au sel est prouvé depuis longtemps dans la pratique.

Le processus de régénération peut être effectué plusieurs fois, mais la résine commence encore progressivement à perdre ses propriétés en raison de l'enrichissement de l'eau en impuretés, et tôt ou tard la résine échangeuse d'ions devra être changée.

En général, la procédure de régénération est la suivante :

coupez le débit d'eau,
ouvrez le robinet pour relâcher la pression,
retirer la cartouche de nettoyage mécanique, la laver, ainsi que le flacon, la mettre en place,

Pour régénérer un système sans cartouche :

retirer la cartouche échangeuse d'ions et verser le contenu dans une casserole ou un autre récipient,
verser la résine avec une solution saline et laisser reposer 6 à 8 heures en remuant de temps en temps,
rincer la résine plusieurs fois à l'eau claire,

Pour régénérer un système avec une cartouche, la solution est versée à l'intérieur et laissée pendant 8 heures, puis elle est vidangée et la procédure est répétée ;

après quoi la résine doit être lavée eau bouillante,
installez la cartouche en place,
retirer la cartouche de charbon, la rincer, la remettre en place,
Ouvrez l'eau et laissez-la reposer pendant quelques minutes jusqu'à ce que le goût salé disparaisse de l'eau.

Le bicarbonate de soude et même l’acide citrique peuvent également être utilisés à la place du sel.

La société Geyser est l'un des leaders sur le marché national des filtres. Voyons comment effectuer la régénération dans les modèles à trois étages de ce fabricant.

Coupez l'eau entrant dans l'appareil.
Relâchez la pression en ouvrant le robinet.
Effectuer un nettoyage mécanique du filtre.
Préparez une solution à 10 % sel de table. Il est préférable de prendre un récipient plus grand, car le processus de moussage commencera.
Tenez l'appareil au-dessus d'un évier et remplissez-le de 2 litres de solution saline afin que la résine ne se répande pas.
Remettez la cartouche dans le boîtier et remplissez 0,5 litre de solution jusqu'en haut, laissez agir 8 à 10 heures.
Retirez l'appareil et laissez la solution s'écouler, puis remplissez avec 2 litres de solution saline.
Une fois la solution drainée, réinstallez la cartouche dans le boîtier.
Assemblez le filtre.
Ouvrez l'eau pendant quelques minutes jusqu'à ce que le goût salé disparaisse de l'eau.

La régénération permet de restaurer les propriétés des cartouches B510-04 et KH.

Module de remplacement KH pour systèmes Crystal

1. Coupez l'eau et relâchez la pression.
2. Retirez KH en appuyant sur le bouton situé sur le couvercle de l'appareil.
3. Assemblez l'adaptateur inclus pour la régénération ou achetez-le séparément.
4. Coupez le fond de la bouteille en plastique et fixez-la à l'adaptateur.
5. Préparez une solution de 2 à 2,5 litres de sel de table.
6. Placez l'appareil avec la bouteille et l'adaptateur dans une casserole et faites passer le tube adaptateur dans l'évier.
7. Passer la solution saline dans la résine, puis 2 litres eau propre.
8. Réinstallez l'appareil.

Module B510-04 pour systèmes Trio

1. Coupez l'alimentation en eau et relâchez la pression.
2. Retirez la cartouche.
3. Versez le contenu dans un récipient en plastique ou en métal.
4. Préparez un litre de solution saline et versez le contenu de la cartouche, laissez agir 6 heures en remuant de temps en temps.
5. Égoutter la solution et rincer à l'eau bouillie. Répétez la procédure deux fois.
6. Remettez le contenu dans la cartouche et remplacez-la.
7. N'oubliez pas de laver la cartouche mécanique.
8. Allumez le filtre pendant 10 minutes, après quoi il peut être réutilisé.

Instructions pour régénérer la cartouche filtrante Aragon

Coupez l'eau et relâchez la pression.
Préparez une solution à partir de 40 g acide citrique et deux cuillères à soupe de soda par litre d'eau. Étant donné qu'il y a formation de mousse, le récipient pour la solution doit avoir une capacité de 1,5 à 2 litres. L'eau doit être versée progressivement.
Placez la cartouche Aragon dans le boîtier et remplissez-la avec 0,6 litre de solution. Laisser agir 12 heures, puis retirer la cartouche et vidanger la solution.
Ensuite, vous aurez besoin traitement supplémentaire la solution restante. Il est préférable de le faire au-dessus de l'évier. Le liquide est versé par le goulot et laissé jusqu'à ce qu'il s'écoule complètement.
Ensuite, vous devez rincer l'appareil. Pour ce faire, utilisez d’abord 3 litres d’eau propre, versée par le goulot. Ensuite, il est fixé avec un film et le bouchon inférieur est retiré. En tenant la cartouche verticalement, versez encore 3 litres d'eau, après quoi le film est retiré et le bouchon est mis en place. Il suffit de remettre la cartouche à sa place dans le filtre et d'allumer l'appareil quelques minutes pour le rincer.

INSTRUCTIONS VIDÉO

Ainsi, grâce à cette technologie, vous pouvez le faire chez vous sans acheter de produits coûteux, mais uniquement en utilisant sel ordinaire Vous pouvez restaurer à plusieurs reprises les propriétés des cartouches échangeuses d'ions pour votre filtre.

Cationite

Terme technique. Média filtrant dans le remblai installations automatiques pour éliminer les sels de dureté de l'eau. Forme - résine échangeuse d'ions, échangeur de cations basique puissant. Restaure les propriétés de filtration lorsqu'il est lavé avec une solution saline (NaCl).

Le domaine d'application le plus important des résines échangeuses de cations (résines échangeuses d'ions) est le traitement de l'eau. Le filtre, dans lequel la résine échangeuse d'ions est le réactif principal, permet d'obtenir de l'eau déminéralisée pour les centrales à vapeur, les processus technologiques et les besoins domestiques. L'un des processus où les résines échangeuses d'ions sont indispensables est la désionisation de l'eau. Les échangeurs d'anions sont utilisés pour la purification, l'extraction, la concentration et la séparation de substances, à des fins analytiques, ainsi que comme catalyseur en synthèse organique.

Les résines échangeuses d'ions appartiennent au groupe des échangeurs d'ions synthétiques et jouent un rôle de premier plan dans son application. Les échangeurs d'ions sont des matériaux peu solubles capables d'échanger des ions, c'est-à-dire à l'absorption des ions « + » ou « - » des électrolytes, et à la libération en retour d'autres ions ayant une charge de même signe.

Types de résines échangeuses d'ions - échangeurs de cations

Résines échangeuses d'ions - les échangeurs de cations sont divisés en :

résines échangeuses d'ions fortement acides qui échangent des cations dans des solutions à n'importe quelle valeur de pH
résines échangeuses d'ions faiblement acides capables d'échanger des cations en milieu alcalin à pH > 7.

Cationite :

KU-2-8
KU-2-8chs
KU-23

RÉSINES ÉCHANGEUSES DE CATIONS (polyacides, échangeurs de cations), synthétiques. polymères de réseau capables d'échanger des cations dans l'eau et l'eau-org. solutions d'électrolytes. Dans une matrice polymère (cadre) K. s. des groupes ionogènes fixes qui peuvent se dissocier en polyanions et en cations mobiles (contre-ions) compensant leurs charges, par exemple. (pour un groupe) P-SO3HDП-SO3-+Н+, participant à l'échange d'ions avec décomp. d'autres cations. L'acidité de la résine est déterminée par le produit chimique. structure des groupes ionogènes.

La régénération d'un échangeur de cations épuisé peut être effectuée avec une solution de chlorure de calcium ou d'hydroxyde de calcium (eau de chaux).

La régénération de la résine échangeuse de cations appauvrie (sulfo-charbon) pendant la "cationisation" MH4 est réalisée avec une solution de sulfate d'ammonium, qui donne des résines échangeuses de cations d'ammonium à la résine échangeuse de cations appauvrie (sulfo-charbon), et reçoit elle-même du calcium et résines échangeuses de cations magnésium. Les solutions résultantes de sulfate de calcium et de sulfate de magnésium sont évacuées dans le drainage.

La restauration de la capacité d'échange de l'échangeur de cations appauvri s'effectue à l'aide d'une solution d'acide sulfurique à 2 % ; dans ce cas, l'hydrogène de l'acide passe dans l'échangeur de cations, et le calcium et le magnésium obtenus à partir de l'eau d'alimentation remplacent l'hydrogène et forment du sulfate de calcium et de magnésium, qui sont évacués dans le drainage.

La nature de la distribution du Ca2+ (et du Mg2+) absorbé dans la couche de résine échangeuse de cations normalement appauvrie et des ions hydrogène dans la couche de matériau normalement régénéré (par l'excès habituel d'acide) pendant la cationisation H est fondamentalement la même que pendant la cationisation du Na. -cationisation. Le degré de régénération de l'échangeur de cations H dépend également de la nature du cation absorbé. Ainsi, le sodium est plus facilement remplacé par les ions H+ que par le Ca2+. Plus la capacité d'échange de l'échangeur de cations pour un cation donné est faible, plus l'échangeur de cations saturé en celui-ci se régénère facilement.

La régénération de chaque filtre est réalisée avec une solution réactive appropriée d'une certaine concentration. Le mode de régénération de l'échangeur de cations appauvri est considéré comme optimal si, coûts minimaux la substance régénérante assure un adoucissement en profondeur de l'eau avec une capacité de travail suffisamment élevée de l'échangeur de cations. Généralement, lors de la régénération d'un filtre échangeur de cations Na, une solution à 6...8 % de sel de table y passe à une vitesse de 4...6 m/h. Récupération capacité d'échange L'échangeur de cations N est produit avec de l'acide sulfurique avec une concentration de 1 ... 1,5% à une vitesse d'au moins 10 m/h afin d'éviter le « gypse » de l'échangeur de cations. Consommation spécifique L'acide sulfurique pour la régénération dépend de la teneur totale en ions chlorure et sulfate dans l'eau adoucie et est compris entre 75 et 225 g/g équivalent pour les filtres de niveau I et 70 g/g équivalent pour les filtres de niveau I. Pour économiser les réactifs, une partie de la solution de régénération (les dernières portions) est généralement transférée dans le réservoir et utilisée pour une régénération ultérieure. Les solutions de réactifs sont préparées en utilisant leur propre filtrat pour chaque groupe de filtres. La durée de l'apport de solution est de 15 à 30 minutes.

Capacité d'échange de l'échangeur de cations NH4, vitesse de l'eau et sa consommation par opérations technologiques lors de l'entretien des filtres, ils peuvent être utilisés de la même manière que pour la cationisation Na. Pour régénérer l'échangeur de cations épuisé, une solution de sel de chlorure d'ammonium (NH4C1) ou une solution de sel de sulfate d'ammonium [(NH4)2SO4] est utilisée. Fondamentalement, une solution à 2-3 % de sulfate d'ammonium est utilisée pour la régénération car elle est plus accessible et moins chère. Une concentration plus élevée n'est pas autorisée pour éviter le gypse des grains échangeurs de cations. La solution de régénération de sulfate d'ammonium doit être alcalinisée avec de la soude, de l'hydroxyde de sodium ou de l'ammoniaque jusqu'à ce que la réaction de la phénolphtaléine soit légèrement alcaline, ce qui est nécessaire pour lier les résidus d'acide sulfurique.

Au cours du processus de cationisation du Na, il n’y a aucune diminution de la teneur totale en sel de l’eau adoucie. Lors de l'adoucissement de l'eau, l'échangeur de cations est épuisé et pour le restaurer, il doit être régénéré, c'est-à-dire qu'une solution de sel de table est passée à travers la couche d'échangeur de cations appauvri. Dans ce cas, les cations sodium déplacent les cations calcium et magnésium précédemment absorbés de l'échangeur de cations, et l'échangeur de cations, enrichi en cations sodium échangeables, acquiert à nouveau la capacité d'adoucir l'eau.

Pour restaurer la capacité d'échange du matériau échangeur de cations sodium appauvri, celui-ci est traité avec une solution à 5-10 % de chlorure de sodium. Par ce processus, appelé régénération, les cations sodium du sel de table déplacent les cations calcium et magnésium de l'échangeur de cations épuisé ; ces derniers passent en solution sous forme de chlorure de calcium et de chlorure de magnésium et sont évacués avec les eaux de lavage dans les égouts. L'échangeur de cations, enrichi en cations sodium échangeables, acquiert à nouveau la capacité d'adoucir l'eau dure.

Les contre-ions présents dans la solution de régénération ont un effet similaire. Lorsqu'une solution de NaCl passe à travers un filtre, la concentration de cations Ca2+ et Mg2^ déplacés de l'échangeur de cations augmente et celui-ci s'épuise en ions Na+. Une augmentation de la concentration de contre-ions (Ca2+ et Mg2+) dans la solution de régénération supprime la dissociation de l'échangeur de cations appauvri et affaiblit le processus d'échange d'ions, c'est-à-dire qu'elle inhibe la régénération de l'échangeur d'ions. En conséquence, à mesure que la solution de régénération se déplace vers les couches inférieures, une certaine quantité de cations Ca2+ et Mg2+ reste inchangée, de sorte que la régénération de l'échangeur de cations se déroule moins complètement. Pour éliminer cet inconvénient, vous pouvez augmenter la consommation de sel, ce qui nuit considérablement à la rentabilité du processus. Il est beaucoup plus rationnel d'utiliser la cationisation à contre-courant, qui élimine la localisation défavorable des ions dans la couche, puisque l'eau adoucie entrera en contact avec les couches d'échangeur de cations les mieux régénérées avant de quitter le filtre, ce qui assure un adoucissement plus profond de l'eau. . La méthode de cationisation à contre-courant permet de réduire significativement la consommation de réactifs pour la régénération de l'échangeur de cations, se rapprochant des ratios stoechiométriques.

Le processus d’échange de cations dans le filtre se produit jusqu’à ce que l’échangeur de cations soit épuisé, c’est-à-dire qu’il cesse d’adoucir l’eau. Pour restaurer cette capacité, il est nécessaire d'éliminer les cations retenus par celui-ci de l'échangeur de cations, ce que l'on appelle la régénération (restauration) de l'échangeur de cations. Cela se fait en passant à travers une couche d'échangeur de cations appauvri : a) lors de la cationisation du sodium - une solution de sel de table ; b) pendant la cationisation de l'hydrogène - acide sulfurique.

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Dans les usines de dessalement, les filtres échangeurs de cations N sont chargés d'échangeurs de cations diverses marques. La quantité d'échangeur de cations sec chargée dans le filtre doit être calculée en fonction de la hauteur requise de la couche filtrante de l'échangeur de cations à l'état gonflé.
Dans les filtres échangeurs de cations H de l'étape I, la couche d'échangeur de cations humide doit avoir une hauteur qui permet d'augmenter le volume de l'échangeur de cations pendant le desserrage d'environ 50 %. Dans les filtres H-cationite des étapes II et III, dans les mêmes conditions, il est conseillé d'avoir une couche de cationite humide de 1,0 à 1,5 m de hauteur.
Après avoir chargé l'échangeur de cations dans le filtre, il est maintenu dans l'eau pour gonfler pendant 10 à 12 heures. Après gonflement, l'échangeur de cations est lavé des contaminants avec un courant d'eau de bas en haut. Le charbon sulfureux commence à se détacher à une vitesse de montée de l'eau de 7 à 8 m/h et est porté à 12 à 15 m/h à mesure que l'eau de lavage se clarifie.
Après avoir fini de laver la résine cationique, le filtre est ouvert, la couche supérieure de fines est retirée manuellement (son épaisseur dépend de la qualité de la résine cationique) et la hauteur de la couche est amenée à la hauteur calculée en ajoutant ou en expédiant la résine cationique. . Ensuite, la hauteur de la couche échangeuse de cations à l'état gonflé est mesurée.
Un échangeur de cations frais est préparé pour le travail en le régénérant avec un excès de solution acide. Lors du lavage, la dureté et l'acidité de l'eau de lavage sont déterminées. Dans ces cas-là. lorsque le nettoyage est retardé et que la dureté de l'eau de lavage ne diminue pas pendant une longue période, il est conseillé d'effectuer une régénération supplémentaire.
Lors des régénérations primaires, le passage de la solution de régénération d'acide sulfurique à 1,5-2,0 % s'effectue lentement, sur une période de 1,5 à 2,0 heures, ce qui augmente la durée de contact de la solution de régénération avec l'échangeur de cations et contribue à son meilleur traitement. La consommation approximative d'acide sulfurique à 100 % peut aller jusqu'à 30 kg pour 1 m 3 d'échangeur de cations ; la vitesse de filtration de la solution de régénération détermine le temps de son contact avec l'échangeur de cations ; elle est généralement de 9 à 10 m/h et est finalement réglée lors de la mise en service. L'eau de lavage est filtrée à une vitesse de 10 m/h.
La résine cationique dans les filtres du 1er étage est lavée avec de l'eau clarifiée.
La solution acide de régénération pour la régénération des filtres échangeurs de cations H des étapes I, II et III est préparée uniquement avec de l'eau cationisée H.
Le lavage de l'échangeur de cations se termine lorsque la dureté de l'eau de lavage est de ~ 50 µg-équiv/kg et que l'acidité dépasse la teneur de la somme des ions SO «, - + Cl» dans l'eau de source, pas plus de 500 µg-équiv. éq/kg.
La régénération primaire des filtres échangeurs de cations H de l'étape II est réalisée avec la même consommation d'acide, les mêmes concentrations de la solution de régénération et son taux de transmission que les filtres échangeurs de cations H de l'étape I. Le filtre échangeur de cations H du deuxième étage est lavé avec de l'eau partiellement dessalée et décarbonisée. Les filtres échangeurs de cations N de l'étape II sont lavés jusqu'à une acidité du filtrat de 0,15 mEq/kg.
Durée préparation préliminaire Le temps nécessaire au fonctionnement d'un filtre dépend de la qualité de l'échangeur de cations et peut varier de plusieurs heures à une journée.
Dans les 1 à 2 jours suivant la mise en service du filtre après régénération, l'eau peut être légèrement opalescente (turbide) ; environ 2 jours après avoir allumé le filtre, toute l'eau cationisée devrait ressortir complètement claire.