Пом'якшення та знесолення води

Пом'якшення та знесолення води

Компанія «Екополімер» розробляє та реалізує іонообмінні та мембранні технології пом'якшення та знесолення води.

Пом'якшенням називають процес видалення з води солей жорсткості. Зниження жорсткості до 0,1-0,2 мг-екв/л забезпечується іонним обміном. При даному методі пом'якшення води проводиться шляхом її контакту з сильнокислотним катіонітом Na-формі, в результаті чого з води вилучаються іони Са2+ і Mg2+ і заміщаються іоном Na+.Солевміст води при цьому практично не змінюється. Після насичення завантаження іонами Са2+ і Mg2+ (вичерпання обмінної ємності), необхідна її регенерація, тобто зворотний процес заміщення іоном Na+ іонів Са2+ та Mg2+. На катіоніті затримуються й інші позитивно заряджені іони, наприклад, двовалентне залізо Fe2+ та іони марганцю. Таким чином, на катіоніт може проводитися одночасне пом'якшення, знезалізнення і деманганація, що найбільш істотно при низьких рН вихідної води, коли не працюють безреагентні методи знезалізнення.

Як реагент використовується 6-10% розчин хлориду натрію (кухонної солі). Розчин може готуватися із заданою концентрацією заздалегідь у спеціальній ємності або виходити шляхом розведення в ежекторі насиченого 26% розчину з солерозчинника. Регенерація катіоніту триває близько 30-40 хвилин, а відпрацьований регенераційний розчин скидається у дренаж.

Оптимальна жорсткість води 1-2 мг-екв/л досягається шляхом змішування потоків глибоко пом'якшеної води після катіонування та води з вихідною жорсткістю в розрахункових співвідношеннях.

За наявності у воді підвищеного вмісту фтору, кремнію, хлоридів, сульфатів та інших розчинених речовин очищення води може здійснюватися мембранними методами.

При цьому ступінь знесолення води визначається селективністю мембран. Зазвичай при знесолюванні води розглядають два методи мембранного поділу: нанофільтрацію та гіперфільтрацію (зворотний осмос).

При нанофільтрації досягається часткове знесолення води (точніше пом'якшення води), тобто майже повне видалення солей жорсткості (солей кальцію та магнію) спільно з двозарядними аніонами та частково – однозарядними катіонами натрію та калію та аніонами хлору.

Більш повне знесолення забезпечує високонапірний та низьконапірний зворотний осмос (гіперфільтрація). У цьому випадку ефективність знесолення забезпечується за всіма компонентами (катіони та аніони).

Сумарний ступінь знесолення залежить від катіонного та аніонного складу води та орієнтовно становить: для нанофільтрації 50 – 70%, для низьконапірного зворотного осмосу 80 – 95%, для високонапірного 98 – 99%.

У зворотному осмосі продуктивність мембранних елементів, витрата енергії та, відповідно, капітальні та експлуатаційні витрати незначно залежать від солевмісту. При зворотному осмосі кількість солей у стоках близько до їх кількості в воді, що живить зворотноосмотичну установку. Скидання води після установок зворотного осмосу (концентрат) має солевміст у 2,5 – 4,0 рази більше, ніж вихідна вода, як правило, 1 – 2 г/л. Склад концентрату в стехіометричному співвідношенні аналогічний складу вихідної води. Це дозволяє проводити скидання стічних вод (концентрату) без додаткового очищення.

Однак при експлуатації установок зворотного осмосу додатковим джерелом забруднень у стоках є склади для хімічного промивання мембран зворотного осмосу. Щоправда, сумарна кількість невелика у порівнянні з тими кількостями, які використовуються для регенерації іонообмінних смол.

Таким чином, зараз найкращі економічні, екологічні та технологічні показники матимуть комбіновані схеми водопідготовки, коли перша стадія знесолення води здійснюється зворотним осмосом, а глибша, доочищення води – іонним обміном або електродеіонізацією (у разі використання на першій стадії двоступінчастого зворотного осмосу). Така схема дозволяє скоротити порівняно з «чистим» іонним обміном витрату реагентів та обсяг скидання у каналізацію шкідливих речовин (приблизно в 10 – 15 разів) при досягненні високої якості очищення води. Саме такий варіант найчастіше використовують при проєктуванні та будівництві нових та реконструкції старих технологічних схем виробництва ультрачистої (деіонізованої) води.