Анионитовые фильтры I ступени предназначены для удаления из воды всех анионов сильных кислот (HjSO,. НС1, HNOj и др.), образовавшихся при Н-катионировании. В фильтр загружают слабоосновной анионит (АН-2ф, АН-2ФГ, вофатит L-150 и др.), имеющий обменный ион ОН.
При фильтровании Н-катионированной воды через слой анионита происходит обмен анионов сильных кислот на гидроксильный ион, содержащийся в анионите: 
R—сложный органический комплекс, играющий роль неподвижного катиона.
Постепенно насыщаясь анионами SOf, С1~ и др., анионит теряет способность обессоливать воду. Для восстановления обменной способности анионита регенерацию его производят раствором едкого натра, вытесняющим ранее поглощенные анионы SO42-, Cl", которые переходят в раствор и удаляются в дренаж:
Для окончательного приведения анионита в рабочее состояние после регенерации его отмывают Н-катионированной водой от продуктов регенерации и избытка щелочи.
Рис. 22. Схема работы анионитового фильтра.
1 — подвод обрабатываемой воды: 2 — выход обработанной воды: 3 — подвод взрыхляющей воды; 4 — спуск взрыхляющей воды: 5 — спуск отмывочных вод и первых порции фильтрата: 6 — подвод регенерационного раствора при последовательной регенерации: 7 — подвод регенерационного раствора при обычной прямоточной регенерации; 8 — расходомер.
Обслуживание анионитового фильтра во время эксплуатации заключается в поддержании определенного режима его работы и проведении операции восстановления (регенерации) фильтра при истощении анионита. Полный рабочий цикл состоит из четырех операций: взрыхление, регенерация, отмывка, анионирование.
Взрыхление.
Нормальная работа в значительной степени зависит от правильного проведения взрыхления анионитовых фильтров. При взрыхлении фильтрующего слоя анионита его высота увеличивается почти вдвое по сравнению с высотой перед взрыхлением. Частота взрыхлений определяется при наладке с учетом роста сопротивления фильтра при работе и измельчения зерен при частом взрыхлении, так как далеко не всякий анионит может выдержать взрыхление после каждого фильтроцикла. Взрыхление может производиться также отмывочными водами после анионитовых фильтров I, II и III ступеней, для чего отмывочные воды (после того как первые наиболее загрязненные порции фильтрата сброшены в дренаж) направляются в промывочный бак.
Для проведения операции взрыхления открывают вентиль 3 на линии подвода взрыхляющей воды из бака. Затем медленно открывают вентиль 4 на линии сброса промывочной воды в дренаж и устанавливают по расходомеру необходимую скорость взрыхления (определяется при наладке). Расход воды на взрыхление регулируется вентилем 4.
При проведении взрыхлении необходимо тщательно следить за выносом частиц анионита с взрыхляющей водой. Для этого отбираются пробы сбрасываемой в дренаж воды и в ней визуально определяется содержание мелочи и мути (частота отбора проб устанавливается при наладке). Во время взрыхления не должно быть выноса крупных рабочих зерен анионита. Появление их s сбросной взрыхляющей воде свидетельствует о чрезмерной интенсивности взрыхления. Для устранения выноса расход воды на взрыхление уменьшают, прикрывая вентиль 4.
В целях предотвращения выноса крупных частиц анионита сброс взрыхляющей воды иногда производится через распределительное устройство подачи регенерационного раствора на фильтр (выполняется большей частью в виде кольца с отверстиями). На линии подачи реагентов в этом случае приходится устраивать дополнительный дренаж у каждого из фильтров. Такое устройство имеет много преимуществ, важнейшим из которых является предотвращение больших потерь анионита. Недостатком является то обстоятельство, что при взрыхлении зерна поднявшегося анионита могут забить отверстия распределительного устройства, вследствие чего взрыхление может практически прекратиться. Это обстоятельство несколько осложняет работу, так как взрыхление приходится прерывать, давать прямой ток воды, чтобы промыть распределительное устройство, и только после этого можно продолжать дальнейшую работу. В некоторых случаях, когда высота загрузки анионита велика, а высота водяной подушки соответственно мала, подобный способ взрыхления является единственным выходом из положения. Взрыхление продолжается в среднем 20—30 мин. Оно прекращается, когда закапчивается вынос мелочи, а сбросная вода становится прозрачной.
По окончании взрыхления закрывается сначала вентиль 4. затем вентиль 3.
Регенерация.
Регенерация слабоосновных анионитовых фильтров I ступени производится раствором едкого натра, приготовленным на частично обессоленной, декарбонизованной воде. Удельный расход едкого натра на регенерацию слабоосновного анионита обычно составляет 70—80 г/г-экв поглощенных аниониов (избыток против теоретического количества 1,7—2,0 раза). Концентрация регенерационного раствора едкого натра лежит большей частью в пределах 2—4%. Пропускание регенерационного раствора щелочи производится со скоростью 2,5—5,0 м/ч. Контроль за крепостью регенерационного раствора щелочи осуществляется по анализу проб, отобранных после эжектора или по концентратомеру.
Регенерация осуществляется в следующей последовательности:
- Давление на фильтре снижается до 0,2—0,3 ат путем открытия воздушника.
- По расходомеру на регенерационной линии устанавливается скорость пропускания через фильтр частично обессоленной воды, служащей для разбавления исходного раствора щелочи, порядка 2,5— 5 м/ч (определяется при наладке). Для этого полностью открывают вентиль 7 на регенерационной линии у фильтра и вентиль подачи частично обессоленной воды к эжектору. Вентилями 7 и 5 устанавливается нужный расход воды и подпор па фильтре.
- После установления нужного расхода воды и подпора, равного 0,2—0,3 ат, открывается вентиль у мерника концентрированного раствора едкого натра, которым и достигается нужная концентрация регенерационного раствора по концентратомеру.
- Во время пропускания регенерационного раствора щелочи необходимо поддерживать постоянной его концентрацию и по манометру следить за наличием подпора в фильтре (из воздушника должна вытекать вода).
- По окончании пропускания регенерационного раствора щелочи вентиль у мерника закрывается. Линия подачи регенерационного раствора промывается частично обессоленной водой в продолжении 1—2 мин, после чего вентили 5 и 7 и вентиль подачи воды на эжектор закрывается.
- После окончания регенерации фильтр иногда оставляют стоять с отработанным регенерационным раствором в продолжении 40 мин или I ч, что способствует лучшему поглощению (отработке) регенерационного раствора анионитом. Этот вопрос выясняется при наладке путем наблюдения за целым рядом регенераций.
- При совместной регенерации фильтров I и II (III) ступеней подача регенерационного раствора ведется от фильтров II (III) ступеней к фильтрам I ступени.
Отмывка.
Отмывка анионита от продуктов регенерации и избытка щелочи производится Н-катионированной водой при спорости фильтрации 10—12 м/ч.
- Для проведения отмывки полностью открывают вентиль 1 на входе Н-катионированной воды в фильтр и воздушник. Как только из воздушника появится вода, открывается вентиль 5 на дренаже фильтра. Воздушник закрывают. Вентилем 5 регулируют скорость подачи отмывочной воды (устанавливается три наладке с тем, чтобы количество расходуемой воды было по возможности наименьшим).
- Контроль качества отмывочной воды начинают проводить не ранее чем через 40 мин с тачала отмывки и в дальнейшем производят его обычно каждые, 10 мин.
- Так как расход воды на практически полную отмывку слабоосновного анионита от щелочности и хлоридов очень велик (30— 70 «3/.«:), то отмывку ведут не по щелочности, а по хлоридам. По достижении содержания хлоридов в отмывочной воде 5—7 мг/кг отмывку начинают вести в бак. Если бак заполняется раньше окончания отмывки, отмывку в бак продолжают, причем избыточная вода идет через перелив бака в дренаж.
При достижении содержания хлоридов в отмывочной воде порядка 3 мг/кг отмывку заканчивают. Щелочность фильтрата при этом может достигать, 1,5— 2,0 мг-экв/кг.
- По окончании отмывки вентили 5 и 7 закрываются.
Включение в работу.
Если анионитовый фильтр I ступени перед включением в работу находился в резерве, то его следует предварительно отмыть до содержания хлоридов в отмывочной воде порядка 3 мг/кг.
Для включения я работу слабоосновного анионитового фильтра открывают задвижку 1 на входе Н-катионированной воды и задвижку 2 иг. выходе частично обессоленной воды на величину требующейся производительности (по расходомеру).
Ро время работы необходимо 2—3 раза а смену открывать воздушник для спуска воздуха из фильтра.
Химический контроль за работой анионитового фильтра I ступени предусматривает отбор проб обессоленной воды каждый час с определением в них щелочности по фенолфталеину и метилоранжу и содержания хлоридов. К концу фильтроцикла щелочность определяется через каждые 20—30 мин.
Анионитовые фильтры I ступени отключаются на регенерацию при повышении содержания хлоридов более 3 мг[кг и снижения щелочности фил трата до нулевого значения.
Среднюю щелочность фильтрата за фильтроцикл можно принять равной примерно 0,1 мг-экв/кг. Среднее содержание кремнекислоты после слабоосновных анионитовых фильтров следует считать равным содержанию ее о осветленной воде.
Для отключения фильтра закрывают вентили 2 и 1.
