Наладка и обслуживание установки химического обессоливания воды - Н-катионитовые фильтры II и III ступеней

Условия работы и предъявляемые требования для Н-катионитовых фильтров II и III ступеней идентичны.
Фильтрование обрабатываемой воды в Н-катионитовых фильтрах II и III ступеней может вестись с более высокими скоростями — 40—50 м/ч и даже более (до 80 м/ч).
В целях уменьшения величины гидравлического сопротивления высота загрузки в этих фильтрах не должна превышать 1,5 м. Для загрузки следует применять сульфоуголь с крупными зернами (величиной фракции примерно 1—1,6 мм), что достигается его тщательной отмывкой обратным током воды и полным удалением мелких фракций.
Для фильтров III ступени желательно применять катиониты с размером зерен 1,0—1,5 ям, полученных на смоляной основе (катиониты марок КУ-Ί или КУ-2). В случае применения катионита марки КУ-1 его расчетная обменная емкость обычно принимается такой же, как у сульфоугля. Если применяется катионит марки КУ-2, его расчетная обменная емкость берется в 4 раза выше, чем для сульфоугля.

Ввиду необходимости тщательной отмывки Н-катионитовых фильтров II и III ступеней от избытка кислоты после регенерации удельный расход отмывочной воды принимают равным 8—10 м³/м³. В целях экономии кислоты при регенерациях фильтров II и III ступеней на больших по производительности установках регенерационный раствор целесообразно повторно использовать при так называемых последовательных регенерациях (см. § 7-7). Удельный расход серной кислоты при регенерации фильтров II и III ступеней равен 100 г/г-экв. Обычно при работе можно ограничиться и меньшими концентрациями, например 70 г/г-экв. Эти данные устанавливаются и уточняются при наладке.
Если на обессоливающей установке нет приборов (пламя-фотометров), позволяющих устанавливать момент проскока натрия, то время отключения Н-катионитовых фильтров II и III ступеней на регенерацию следует производить по объему фильтрата, пропущенного через фильтры. Этот объем можно определить, зная среднее содержание (обычно оно равно 0,1—0,15 мг-экв/кг) и рабочую емкость катионита, загруженного в фильтры II и III ступеней, уменьшенную для надежности на 20%.

7-6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ Н-КАТИОНИТОВЫХ ФИЛЬТРОВ II и III СТУПЕНЕЙ

Полный рабочий цикл состоит из четырех операций: взрыхление, регенерация, отмывка и катионирование.

Взрыхление.

Операция взрыхления катионита в фильтре предназначена разрыхлить уплотнившийся в процессе работы катионит и удалить его мелкие частицы, образующиеся в результате постепенного измельчения рабочих зерен катионита при его работе. При взрыхлении расширение фильтрующего слоя должно быть порядка 40%.
Длительность взрыхления составляет 30—40 мин, однако она может быть и большей, если при работе на высоких скоростях произошло  уплотнение катионита (уточняется при наладке).

1. Операция взрыхления начинается открытием вентиля 3 на входе взрыхляющей воды. После этого медленно открывается вентиль 4 сброса взрыхляющей воды в дренаж.
2. Устанавливается по расходомеру необходимая скорость взрыхления порядка 11—12 м/ч. Расход воды на взрыхление регулируется вентилем 4.
3. При проведении взрыхления следят за выносом мелких зерен катионита. Для этого через каждые 2—5 мин в стеклянную колбу отбирается проба воды, в которой на глаз определяется содержание мелочи и мути. Во время взрыхления не должно быть выноса крупных рабочих зерен катионита. Появление таких зерен в сбросной воде свидетельствует о чрезмерно большом расходе воды на взрыхление. Для устранения выноса катионита расход воды должен быть уменьшен прикрытием вентиля 4.
4. Взрыхление производится до окончания выноса мелких частиц катионита и достижения прозрачности пробы сбросной воды.
5. Взрыхление прекращается закрытием вентиля 4 и затем вентиля 3.

Регенерация.

Регенерация катионитовых фильтров II и III ступеней производится 2%-ным раствором серной кислоты. Допустимо повышение концентрации раствора кислоты до 4%. При этом нет опасности загипсовывания катионита, так как регенерационные и отмывочные воды содержат небольшие количества кальция.

Регенерационный раствор готовится на декарбонизованной воде.

1. Операция регенерации начинается со снижения давления на фильтре до 0,2—0,3 ат открытием воздушника.
2. Устанавливается скорость пропускания через фильтр декарбонизованной воды, идущей на приготовление регенерационного раствора кислоты порядка 9—10 м/ч по расходомеру. Для этого полностью открывается вентиль 7 на регенерационной линии у фильтра и вентиль подачи декарбонизованной воды у эжектора кислоты.
3. Вентилями 7 и 5 устанавливается нужный расход воды и подпор на фильтре, равный 0,2—0,3 ат, во избежание оголения катионита.
4. После установления нужного расхода (скорость пропускания порядка 10 м/ч) и подпора открывается вентиль у мерника концентрированного раствора серной кислоты.
5. Вентилем подачи концентрированной кислоты к эжектору устанавливается нужная концентрация кислоты по концентратомеру.
6. При регенерации не рекомендуется прекращать пропуск регенерационного раствора через фильтр, недопустимо иметь давление на фильтре более 0,2—0,3 ат, так как это может привести к попаданию воды в мерник.
7. После пропуска нужного количества кислоты по шкале мерника закрывается вентиль подачи концентрированной кислоты к эжектору мерника.
8. Вентили 7 и 5 остаются открытыми и сразу за регенерацией начинается промывка линии подачи регенерационного раствора от кислоты; продолжительность ее 10—15 мин.
9. По истечении 10—15 мин закрываются вентили 7 и 5 и вентиль подачи воды на эжектор.

Отмывка.

Отмывка катионита производится для удаления из чего остатков продуктов регенерации и избытка кислоты.
Отмывка Н-катионитовых фильтров II ступени производится декарбонизированной водой. III ступени — обессоленной водой.
Для проведения отмывки открывается вентиль 1 на подводе воды з фильтр и приоткрывается вентиль 5;
Закрывается воздушник, на фильтре создается давление порядка I—1.5 ат.
Вентилем 5 устанавливается по расходомеру скорость отмывки 10 м/ч. Отмывка катионита после регенерации ведется по кислотности. Анализ воды производится каждый час. Отмывка катионита заканчивается при кислотности фильтрата 0.1—0,15 мг-экв/кг. При такой степени отмывки расход отмывочной воды достигает 8—10 м³/м³
После окончания отмывки закрывается вентиль 5, а затем вентиль.
Отмытый и отрегенермрованный фильтр включается в работу млн ставится в резерв. Если фильтр ставится в резерв, отмывку его можно заканчивать раньше, так как перед включением фильтра из резерва его необходимо дополнительно отмыть.

Катионирование.

Если фильтр перед включением в работу находится в резерве, его следует предварительно отмыть до кислотности отмывочной воды порядка 0,1—0,15 мг-экв/кг. Для этого открываются вентили 1 и 5 и устанавливается расход воды 10 м/ч.
Пробы на анализ отбираются через 10 мин. По окончании отмывки вентили 1 и 5 закрываются.
Для включения фильтра в работу открывается вентиль 1 на входе обрабатываемой воды и открывается вентиль 2 на выходе обработанной воды на величину требующейся производительности по расходомеру.
Скорость фильтрации при высоте слоя катионита 1,5 ж может быть до 50 м/ч и кратковременно достигать 70—80 м/ч.
Во время работы необходимо 2—3 раза в смену открывать воздушник для спуска воздуха из фильтра.
Отключение Н-катноннтопых фильтров 11 и 111 ступеней на регенерацию нужно производить или по заранее установленному количеству обработанной воды (см. выше) (причем не должно происходить повышение щелочности и солесодержания в обессоленной воде) или щелочной реакции по фенолфталеину в фильтрате анионитовых фильтров II и III ступеней.
Для выключения фильтров из работы закрывают вентили 2 и 1.