СИСТЕМА УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ NA-КАТИОНИРОВАНИЕМ

Полезная модель относится к системам водоподготовки котельных, ТЭЦ, обессоливания очистных сооружений сточных вод, и может быть использована в отраслях промышленности, применяющих умягченную или обессоленную воду в технологических процессах.
Известна установка для обессоливания воды, используемая в способе разрыхления ионита в ионообменных фильтрах, содержащая по крайней мере один ионообменный фильтр, загруженный слоем ионита, коллекторы подачи исходной обессоливаемой воды и сбора очищенной воды, дренажные коллекторы, трубопроводы подачи воды в фильтр и отвода очищенной воды, дренажной воды и воды после взрыхления, задвижки (патент РФ №2058816. Мкл. 6 B 01 J 47/02, C 02 F 1/42, опубликован 27.04.96).
Известна также типовая схема химической очистки воды Na-катионированием, выбранная в качестве ближайшего аналога, содержащая три ионообменных фильтра, трубопроводы подачи исходной воды, взрыхляющей воды, регенерирующего раствора с патрубками и задвижками, трубопроводы отвода умягченной воды, отработанного регенерационного раствора, отмывочной воды и воды после взрыхления с
патрубками и задвижками (см. инструкцию по применению. Химическая очистка воды Na-катионированием, ЕКТ 9801.001 ПЗ, с.4).
Недостатком существующих систем являются большие затраты воды и регенерационного раствора на восстановление фильтров.
Была поставлена задача снизить расход восстановительного реагента, хозяйственной питьевой воды, а также уменьшить количество сточных вод при регенерации Na-катионитового фильтра.
Поставленная задача решается тем, что в известную систему умягчения воды Na-катионированием, содержащую, по крайней мере, три ионообменных фильтра, трубопроводы подачи исходной воды, взрыхляющей воды, регенерирующего раствора с патрубками и задвижками, трубопроводы отвода умягченной воды, воды от взрыхления, отработанного регенерационного раствора, отмывочной воды с патрубками и задвижками, дополнительно встроена трубная разводка, соединяющая трубопроводы подачи воды на взрыхление по крайней мере трех ионообменных фильтров и имеющая задвижку.
Новым в заявляемом техническом решении является то, что между тремя фильтрами введено взаимодействие с помощью дополнительной трубной разводки, что позволяет совместить операцию отмывки катионита от излишков регенерационного раствора одного фильтра с операцией взрыхления этой отмывочной водой другого фильтра, с последующей выдержкой в отмывочной воде, содержащей солевой раствор. Это позволяет в дальнейшем снизить расход восстановительного реагента,
хозяйственной питьевой воды, а также уменьшить количество сточных вод.
Заявителю не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков, таким образом, заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель поясняется чертежами, где:
Фиг.1 - система умягчения воды Na-катионированием, принципиальная схема;
Фиг.2 - система умягчения воды Na-катионированием, принципиальная схема, прототип.
Система умягчения воды Na-катионированием содержит три ионообменных фильтра 1, 2, 3, соединенных с трубопроводами 4 подачи исходной воды, имеющими задвижки 5, и трубопроводами 6 отвода умягченной воды, имеющими задвижки 7. К трубопроводам 6 отвода умягченной воды подсоединены патрубки 8 подвода неочищенной воды для взрыхления с задвижками 9, а к трубопроводу 4 подачи исходной воды - патрубки 10 отвода воды после взрыхления и патрубки 11 подачи регенерационного раствора соответственно с задвижками 12 и 13. К трубопроводу 6 присоединены также патрубки 14 отвода в дренаж отработанного регенерационного раствора с задвижками 15. Трубная разводка 16 соединяет патрубки 8 и имеет задвижку 17, используемую при необходимости для проведения операции взрыхления отдельного фильтра.
Система умягчения воды Nа-катионированием работает следующим образом.
Ионообменные фильтры 1, 2, 3 всегда находятся в разных стадиях, что позволяет совмещать несколько операций, имея один рабочий фильтр, и два других на разных стадиях подготовки, тем самым не допуская простоя из-за выхода из строя одного из фильтров.
Рассмотрим процесс работы системы с момента, когда фильтр 1 находится в режиме умягчения воды, фильтр 2 - в режиме ожидания после обработки регенерационным раствором, фильтр 3 - в резерве.
Неочищенная вода по трубопроводу 4 поступает в ионообменный фильтр 1, умягчается и по трубопроводу 6 отводится к потребителю. Задвижки 5, 7 фильтра 1 открыты, остальные - закрыты. При прекращении способности катионита к умягчению воды фильтрацию через фильтр 1 останавливают, начинают процесс его восстановления.
Фильтрацию проводят через фильтр 3, находящийся до этого в резерве.
Фильтр 2 находится в режиме отмывки от остатков регенерационного раствора, для чего по трубопроводу 4 в него подается неочищенная вода и по патрубку 8 отводится из фильтра. Задвижки 5 и 9 фильтра 2 открыты, остальные закрыты.
По трубопроводу 16, патрубку 8 к фильтру 1 по направлению снизу вверх подводится отмывочная вода фильтра 2, которая поднимает весь слой катионита, взрыхляя его. Через патрубок 10 вода от взрыхления
отводится в дренаж. Задвижки 9 и 12 фильтра 1, 5 и 9 фильтра 2, 5 и 7 фильтра 3 открыты, остальные закрыты.
После того, как катионит фильтра 3 теряет способность к умягчению воды, фильтрацию через него останавливают, начинают процесс его восстановления.
Фильтрацию проводят через фильтр 2, находящийся до этого в резерве. Задвижки 5, 7 фильтра 2 открыты, остальные закрыты.
В фильтр 1 по патрубку 11 в направлении сверху вниз подают поток регенерационного раствора, который, проходя через катионит, осуществляет его химическую регенерацию. По патрубку 14 отработанный регенерационный раствор отводится в дренаж. Задвижки 13 и 15 фильтра 1 открыты, остальные закрыты. Затем проводят операцию отмывки фильтра 1 от остатков регенерационного раствора, для чего по трубопроводу 4 подается неочищенная вода и по патрубку 8 отводится из фильтра. Задвижки 5 и 9 фильтра 1 открыты, остальные закрыты.
По трубопроводу 16, патрубку 8 к фильтру 3 по направлению снизу вверх подводится отмывочная вода фильтра 1, которая взрыхляет катионит, затем через патрубок вода от взрыхления отводится в дренаж. Задвижки 9 и 12 фильтра 3 открыты, остальные закрыты.
После операции взрыхления фильтр 3 находится в режиме ожидания, умягчение ведется через фильтр 2. Фильтр 1 готов к очистке, находится в резерве.
После того, как фильтр 2 теряет свою способность к умягчению воды, процесс очистки проводят через фильтр 1. Операции с фильтрами 2 и 3 повторяются.
Заявляемая система умягчения воды Na-катионированием дает возможность сократить расход солевого регенерационного раствора, уменьшить затраты исходной воды на восстановление фильтра и сброс отработанной воды в дренаж.
Предлагаемая конструкция может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением современных материалов.