Главная > Статьи > Страница7

Регенерация ионообменной смолы рассолом хлорида натрия. Прямоточная или противоточная?

1.Эффективность.

Ориентировочно, по различным оценкам специалистов, регенерация смолы потоком реагента в направлении снизу-вверх (противоточная регенерация) эффективнее классической прямоточной регенерации на 5-10% (т.е. проще говоря позволяет экономить количество соли на проведение регенерации). Несмотря на отсутствие сомнений в большей эффективности противоточной регенерации само по себе это утверждение как и количественная оценка эффективности не могут существовать отдельно «в вакууме». Многочисленные исследования подтверждают большую эффективность противоточной регенерации ТОЛЬКО ПРИ УСЛОВИИ полного заполнения смолой колонны, без наличия свободного пространства, без возможности для смолы псевдоожижаться и расширяться при обратной промывке. Это требование делает практически невозможным применение противоточного способа для регенерации таких ионообменных многоцелевых многокомпонентных сорбентов как Ecomix. Стадия обратной промывки, псевдоожижение и расширение слоя для Ecomix обязательны. При противоточном способе промывки движение рассола должно осуществляется снизу-вверх через УПЛОТНЕННЫЙ СЛОЙ СМОЛЫ. Если слой не уплотнен, а движение рассола осуществляется в противотоке снизу-вверх, эффективность противоточной регенерации сравнима с эффективностью прямоточной регенерации, а консультант с важным видом, объясняющий преимущества экономичности противоточного способа регенерации Вашей смолы, просто вводит Вас в заблуждение (!). Для противоточной регенерации нужно обеспечить сохранение плотного слоя смолы в любом режиме регенерации, как это например, делается в системах умягчения WaterBoss. При этом, важно отметить, что системы WaterBoss отлично и экономично работают с умягчением муниципальной воды, но их эксплуатация очень проблематична в задачах очистки скважинной воды, содержащей железо, марганец и природную органику. Удаление железа и марганца требует полноценную обратную промывку с обязательным расширением слоя и псевдоожижением. В короткий период WaterBoss превращается в «кошмар» для потребителя в задачах умягчения воды с избытком железа, марганца и органики.

Поэтому в реальной практике бытового применения гиперболизированная дилемма прямоточной и протовоточной регенерации ионообменной смолы рассолом хлорида натрия – это не более чем маркетинговый ход, позволяющий продавать более дорогие системы с противоточным способом регенерации.

2. Ионная утечка.

Работа ионообменных систем водоподготовки не является непрерывной и характеризуется наличием двух фаз: фазы сервиса (обработки воды) и фазой регенерации (восстановления по истощению обменной емкости смолы). Существует два метода регенерации:

— прямоточный, при котором в обеих фазах обрабатываемая вода и регенерирующий рассол двигаются через колону в одном направлении сверху-вниз;

— противоточный,  при котором в обеих фазах обрабатываемая вода и регенерирующий рассол двигаются через колону в противоположных направлениях, обрабатываемая вода сверху-вниз, регенерирующий рассол снизу-вверх.

Теоретически проблема первого способа регенерации заключается в том, что нижняя часть слоя смолы (сильнокислотный катионит) не полностью преобразуется в Na-форму или требует для полноценного преобразования слишком большое количество рассола, что экономически просто нецелесообразно. Как результат по окончанию регенерации нижние слои сохраняют некоторую остаточную загрязненность и в начале сервисного цикла обрабатываемая вода будет содержать «ионную утечку» кальция, магния, аммония по причине их вытеснения ионами натрия (эффект саморегенерации). Поэтому различие двух способов регенерации в том, что на финише регенерации нижний слой смолы будет самым чистым (противоточная регенерация) или самым загрязненным (прямоточная регенерация). При прямоточном способе регенерации низкое значение ионной утечки достигается применением большого количества реагента, тогда так при противоточном способе ионная утечка пренебрежительно низкая и мало зависит от количества реагента.

Однако, все вышеперечисленное справедливо только для противоточной регенерации ПЛОТНОГО СЛОЯ смолы, не подверженного обратной промывке и псевдоожижению. Таким образом для противоточного способа регенерации либо колонна полностью должна быть заполнена смолой (без свободного пространства), либо смола должна удерживаться в уплотненном состоянии каким-либо образом во время регенерации.