Катионит в действии

В процессе водоподготовки применяется один из основных процессов для удаления из воды примесей - катионирование. Существуют H - катионирование и Na - катионирование. Na - катионирование имеет самостоятельное значение, как процесс и используется для умягчения воды. H - катионирование, как процесс используется в обессоливании воды. Процесс использования катионита при Na - катионировании и H - катионировании на установках водоподготовки протекает в насыпных ионитных фильтрах раздельного и смешанного действия.

Na - катионирование

Na - катионирование применяют для умягчения воды при водоподготовке путем фильтрации через слой катионита в натриевой форме. Ионы жескости воды Ca2+ и Mg2+ задерживаются катионитом в обмен на эквивалентное количество ионов Na2+:

2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+;
2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+.

Остаточная жесткость фильтрата при Na - катионировании = 5 - 10 мкг-экв/дм3.

Процесс умягчения при Na - катионировании заканчивается по наступлению проскока жесткости, после чего истощенный катионит в фильтре регенерируют. Регенерацию проводят 6 - 10% раствором NaCl. Из-за относительно большой концентрации ионов Na+ в регенерационном растворе происходит замена ими поглощаемых ранее катионов Ca2+ и Mg2+:

R2Ca + nNa+ = 2RNa + Ca2+ + (n-2)Na+;
R2Mg + nNa+ = 2RNa + Mg2+ + (n-2)Na+.

n - избыток NaCl против его стехиометрического количества.

Н - катионирование

Н - катионирование применяют для удаления всех катионов из воды при водоподготовке путем фильтрации через слой катионита в водородной форме. Применяется совместно с процессами Na - катионирования и анионированием. Обмен катионов при Н - катионировании протекает согласно реакциям:

2RН + Ca2+ = R2Ca + 2Н+;
2RН + Mg2+ = R2Mg + 2Н+;
RН + Na+ = RNa + Н+.

Выделяющиеся ионы Н+ реагируют в воде с гидрокарбонатными ионами:
Н+ + НСО3- = CO2 + H2O.

Процесс умягчения при H - катионировании заканчивается по наступлению проскока жесткости, после чего истощенный катионит в фильтре регенерируют. Регенерацию проводят 1,0 - 1,5 % раствором Н2SO4.