Фильтрационное обескремнивание воды

Недостатком описанных выше реагентных методов обескремнивания воды является необходимость устройства громоздких осветлителей и трудность автоматизации процесса. От этих недостатков свободны фильтрационные методы обескремнивания, в которых обескремниваемая вода фильтруется через слой гранулированного сорбента, способного сорбировать из воды Si0₂^-3,

В опытах ВНИИ ВОДГЕО гранулированная активированная окись алюминия и дробленый малокремнистый боксит снижал содержание Si0₂^-3  в фильтруемой через них воде на 90-95%. Кремнеемкость этих сорбентов составляла около 10 кг/т. При этом получается большой расход едкого натра на регенерацию сорбентов - около 80 мг на 1 мг удаленной из воды Si0₂^-3.

Значительно более высокую кремнеемкость имеет магнезиальный сорбент, рецептура изготовления которого разработана во ВНИИ ВОДГЕО О.Н. Шемякиной и В.А. Клячко. Этот сорбент приготовляют затворением пылевидного каустического магнезита, содержащего около 90% окиси магния, раствором хлористого магния или соляной кислоты до получения тестообразной массы. Весовое отношение MgСl₂ в этой массе должно быть близким к 1,5:1. В процессе выслушивания при температуре 80—100°С эта масса затвердевает. Образовавшийся твердый камень дробят в крупку с размером зерен 0,5—1,5 мм, которую и загружают в фильтры для сорбции из воды кремниевой кислоты.

До включения в работу фильтра загруженный в него сорбент отмывают током воды сверху вниз со скоростью 5—7 м/ч, при этом вследствие выщелачивания из сорбента MgCl₂ и CaCl₂ пористость сорбента сильно возрастает, одновременно возрастает и его кремнеемкость.

Глубина обескремнивания зависит от скорости фильтрования и возрастает с увеличением толщины слоя сорбента и температуры обескремниваемой воды.

По данным лабораторных опытов во ВНИИ ВОДГЕО, при температуре воды 45°С и толщине слоя сорбента 2,5 м фильтр снижал содержание Si0₂^-3  в Н- и Na-катионированной воде с 12,5 до 0,05 мг/л при скорости фильтрования 5м/ч и до 0,1—0,12 мг/л при скорости фильтрования 10 м/ч. Кремнеемкость 1м³ сорбента до полного его истощения составляла 90 кг.

Сорбент не регенерируется, и по исчерпании сорбционной способности его заменяют новым.

Сорбент не разрушается в известкованной (рН>10), а также в Н- и Na-катионированной воде, если из нее удалена углекислота и ее рН доведено до 8,5—9. В воде, содержащей СО₂ и НСО^-₃, сорбент постепенно растворяется, обогащая воду солями жесткости.

Обескремнивание воды анионитами

Сильно- и среднеосновные аниониты в ОН-форме способны сорбировать кремниевую кислоту из растворов, не содержащих анионов сильных кислот и углекислоты. Эту способность указанных анионитов используют для обескремнивания воды в процессе ее обессоливания.

Слабооснбвные аниониты кремниевую кислоту не сорбируют. Поэтому при необходимости удаления Si0₂^-3  из воды в процессе ее обессоливания приходится применять многоступенчатые схемы с удалением анионов сильных кислот на слабооснбвном анионитовом фильтре I ступени и кремниевой кислоты на сильноосновном анионитовом фильтре II ступени, регенерируемом едким натром. Этот метод дорог из-за высокой стоимости сильноосновного анионита и едкого натра, а также необходимости частой замены сильноосновного анионита, кремнеемкость которого снижается за 2—3 года эксплуатации до 50% первоначальной.

Поэтому представляет интерес фторидный метод, с помощью которого вода обескремнивается на слабоосновном анионите, регенерируемым дешевой содой.

В обессоливаемую воду для ее обескремнивания на слабоосновном анионите перед Н-катионитовым фильтром вводят фтористый натрий или часть предварительно Н-катионированной воды пропускают через фильтр-обогатитель, загруженный дробленым криолитом AlF₃ или фтористым кальцием CaF₂. При этом вода обогащается фтористоводородной кислотой, которая в кислой среде реагирует с кремниевой кислотой, превращая ее в сильную кремнефтористоводородную кислоту, сорбируемую слабоосновным анионитом

H₂SiO₃ + 6HF^-=H₂SiF₆ + 3Н₂О

Отработанный регенерационный раствор содержит кремнефтористый натрий, фтор которого может быть использован повторно. Для этого в раствор вводят аммиак или углекислый аммоний.

Удаление из воды растворенных газов

Природные воды, как правило, содержат значительные количества растворенных газов - кислорода, азота, углекислоты. Реже в них содержится сероводород, метан и другие газы.

В связи с тем, что растворенные в воде кислород, углекислота и сероводород повышают коррозионность воды, а сероводород и метан придают ей неприятные привкусы и запахи, в ряде случаев возникает необходимость удаления из воды растворенных газов. Наличие растворенных газов в воде, которая используется в производстве, зачастую отрицательно сказывается на качестве изготавливаемой продукции.

Для удаления растворенных газов применяют две группы методов: физические, химические.