Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)
1. szám - Dr. Nagy Olivér–Tóthné Palotai Emese: Korszerű vízlágytó és ioncserélő sótalanító eljárások
Dr. Nagy O.—Tóthné Palotai E.: Korszerű vízlágyító és ioncserélő Hidrológiai Közlöny 1986. 1. Szám 29 Semleges vízben ([0H _] = A (22) egyenegyenletből a vízben található kovasav koncentrációk a hőmérséklettől és a gyanta regeneráltságától függően változnak (8. táblázat). Az elmondottakból következik az ellenáramú regenerálás előnye, ami abban áll, hogy a vízzel utoljára érintkező gyanta réteg regeneráltsági foka a legnagyobb. 8. táblázat Az ioncserélővel egyensúlyban lévő kovasavkoncentráció a hőmérséklettől és a regeneráltság mértékétől függően Table 8. Silicic acid concentration in equilibrium with the ion-exchanger as a function of temperature and the degree of regeneration Hőmérséklet Regeneráltság [R — H 2Si0 2] Kovasav a vízben [R — OH] Kovasav a vízben [C°] [mol/mol] [SiO,,/tg/dm 3] 25 0,2 0,1 0,05 0,01 0,005 242,8 121,4 60,7 12,4 6,07 40 0,2 0,1 0,05 0,01 0,005 :142,0 171,0 85,5 17,1 8,55 60 0,2 0,1 0,05 0,01 0,005 545,6 272,8 136,4 27,28 13,64 A részleges sótalanítás a víz hidrokarbonát tartalmának csökkentésére szolgál. Az egyik eljárásban nátriumformájú erősen savas kationcserélőn, majd klorid formájú erősen bázisos anioncserélőn szűrik a vizet, és mindkettőt konyhasó oldattal regenerálják: Kimerítés R - 2Na + Ca (HC0 3) 2 = R• = Ca + 2Na HC0 3 R-2Cl + 2Na HC0 3 = R = 2 HC0 3+2Na Cl Regenerálás R = Ca + 2 NaCl = R = 2 Na + CaCl 2 R = 2 HC0 3 + 2 NaCl =R = 2 Cl + 2Na HC0 3 A vizet karboxil aktív csoportú hidrogén formájú kationcserélőn szűrik a felszabadult szénsavból levegőztető toronyban a széndioxidot kiűzik és a maradó keménység okozókat nátrium ioncserélőn kezelik. A karboxil ioncserélőt savval, a sznlfosav ioncserélőt konyhasóval regenerál ják: Kimerítés: R = 2H + Ca (HC0 3) 2 = R = Ca + 2 H 2C0 3 H 2 C0 3 -I- levegő = H.,0 + C0 2 R = 2Na + Ca Cl 2 = R = Ca + 2Na Cl Regenerálás R = Ca 4- 2 HCl =R = 2H + CaCl 2 R = Ca+2 NaCl = R = 2Na + CaCl 2 A vizet párhuzamosan kötött savval, illetve konyhasóval regenerált kationcserélőn, majd levegőztető széndioxidot kihajtó gáztalanítóban kezelve, részben karbonáttalanított vizet nyernek. Ha A — a nyersvíz m-száma, B — a kezelt vízben kívánt m-szám, C — a hidrogéncserélőről elfolyó vízben mért szabad ásványi savak (HCl, H 2S0 4) mennyisége, akkor V/, — a hidrogéncserélőn átfolyó víz tömegárama, 1 — V/, — a nátriumcserélőn átfolyó víz tömegárama: Az ioncserélő sótalanító berendezéseket sokféle kapcsolásban használják. A kapcsolásokban felhasznált műveleti egységek a következők: H 1 — karboxil kationcserélő, H 2 — szulfosav kationcserélő, G — levegőztető széndioxidmentesítő, Aj — gyengén bázisos anioncserélő, A 2 — erősen bázisos anioncserélő, A 3 — szervesanyagkötő (scavanger) anioncserélő. Az ioncserélőket sorbakötve, — a regeneráló sav, vagy lúg az erős típuson halad át először, majd a gyenge típusra folyik — vagy ellenáramban — a kimerítés alulról felfelé a regenerálás felülről lefelé áramló oldattal történik — regenerálják. A sorbakötött és az ellenáramú regenerálás a fajlagos vegyszerfelhasználást csökkenti, a termelt víz minőségét javítja, | az egyenáramú, ti az Y "l ellenáramú, H x + H 2 a sorbakötött regenerálás jele. Néhány séma a következő (f= regeneráló vegyszer fajlagos mennyisége, mól/mól): (A,) 1 +H 2 \ +A 2 | f= 2,5-3,5 (A3) I +H 2 ti +A 2 tl f= 1,2-1,5 (A3) 1 +H 2 \ +G+A 2 i f= 2,5-3,5 (A s) \ +H 2 tl +G+A a tl f= 1,2-1,5 (A 3) I + iH 1 + H 2+ iA 1 + A 2 f= 1,5-2,0 (A 3) I ^Hj + G+H,—A x + A 2; f= 1,5—2,0 A sémák bonyolultsága a víz sóösszetételétől, koncentrációjától és a teljesítménytől függ. A legkisebb maradó sótartalmú vizet az ún. kevertágyas ioncserélők adják. Ezekben erősen savas kationcserélő és erősen bázisos anioncserélő keverékét használják. A kimerült, különböző ülepedési sebességű kation és anioncserélőt szétválasztás után, vagy a termelőoszlopban, vagy külön tartályokban regenerálják. Az ioncserélő eljárások előnyeik mellett a stöchiometria által meghatározott regeneráló
