Смешанные слои (Mixed Bed)

Описание процесса

Смешанный слой в работе
и при регенерации

Последние следы солёности и кремния могут быть удалены на слое смолы, где высоко регенерированные сильнокислотный катионит и сильноосновный анионит смешаны.

Установки со смешанными слоями обеспечивают превосходное качество обработанной воды, но их сложно регенерировать, так как смолы должны сначала быть разделены обратной промывкой перед регенерацией. Кроме того, они требуют больших количеств химикатов, а гидравлические условия для регенерации не оптимальны.

Поэтому смешанные слои обычно используются только для обработки предварительно деминерализованной воды, когда рабочий цикл длительный.

Что происходит с водой

Практически ничего не остаётся:

Деминерализованная

СКК (H) + СОА (OH)
→

Ничего не осталось

Полировка смешанным слоем производит воду с электропроводностью менее 0,1 мкСм/см. При сложной конструкции и соответствующих смолах может быть достигнута электропроводность чистой воды (0,055 мкСм/см). Остаточные значения кремния могут составлять всего 1 мкг/л.

Ёмкость и производительность

Схема и качество обработанной воды, показанные выше, применимы к полировщикам, установленным после первичной ионообменной деминерализации. Питающая вода для полировочной установки в этом случае содержит только следы натрия и кремния. Рабочая ёмкость обычно ограничена анионитом и очень мала. Однако время работы для питающей воды с электропроводностью 1 мкСм/см обычно составляет 2—4 недели.

Когда полировщик питается водой, содержащей другие ионы, например, после установки обратного осмоса, ситуация совершенно другая. Пермеаты ОО часто содержат относительно высокую долю углекислого газа, и это тогда становится ограничивающим фактором. Качество обработанной воды здесь может иметь электропроводность выше 0,1 мкСм/см (но не более 1 мкСм/см), и производительность составляет только один или несколько дней.

Применения

• Обработка воды, предварительно деминерализованной ионообменными смолами
• Полировка пермеата обратного осмоса
• Полировка дистиллята морской воды
• Обработка турбинного конденсата на электростанциях
• Обработка технологического конденсата в различных отраслях
• Производство ультрачистой воды для полупроводниковой промышленности
• Сервисная деионизация (с колоннами, регенерируемыми вне объекта)

Принцип работы

Когда катионит и анионит смешаны, каждая гранула катионита окружена гранулами анионита и наоборот. Это создаёт тысячи микроскопических «пар» катионит-анионит, работающих параллельно. Эффект подобен прохождению воды через тысячи последовательных ступеней деминерализации.

Ионы H⁺, выделяемые катионитом, немедленно нейтрализуются ионами OH⁻от соседнего анионита, образуя воду. Это смещает равновесие обеих реакций вправо, обеспечивая очень низкое остаточное содержание ионов.

Регенерация

Регенерация смешанного слоя включает следующие этапы:

1. Обратная промывка — смолы разделяются по плотности: более лёгкий анионит всплывает наверх, более тяжёлый катионит опускается вниз
2. Регенерация — каждая смола регенерируется своим регенерантом: катионит — кислотой (HCl или H₂SO₄), анионит — щёлочью (NaOH)
3. Промывка — удаление остатков регенеранта
4. Перемешивание — смолы перемешиваются сжатым воздухом
5. Отмывка — удаление следов воздуха и достижение требуемого качества воды