Особенности регенирации анионитов

Анионообменные смолы (аниониты) представляют собой синтетические высокомолекулярные полимерные материалы, обладающие способностью к обмену анионов при условии наличии подходящей среды. Их структура включает активные функциональные группы, способные селективно взаимодействовать с анионами различной природы - от гидрокарбонатов и сульфатов до органических кислот и остатков тяжелых металлов.

Аниониты классифицируются на сильнокислотные и слабокислотные, различающиеся по характеру ионного обмена и области применения. Наиболее широкое распространение аниониты получили в системах водоподготовки и водоочистки: для глубокой деминерализации воды, удаления нитратов, кремниевой кислоты, органических веществ и продуктов разложения хлора. Кроме того, они находят применение в пищевой промышленности, фармацевтике, химическом и электронном производстве, а также в аналитической химии и медицине. Подробнее об анионитах, а также сферах применения вы можете прочесть в нашей статье, мы же сегодня будем говорить об особенностях регенерации анинообменной смолы.

Вам будет интересно

Агрегатные состояния воды

Анализ воды

Самая чистая вода из-под крана в мире

Газированная минеральная воды: польза и вред

Что такое регенерация и зачем она нужна анионитам

Любой ионообменный процесс будь то катионообменный или аниообменный, рано или поздно останавливается, так как фильтрующий материал попросту засоряется загрязнением, которые он на себя принимает при адсорбции и соответственно чем дольше происходит адсорбция, тем сильнее ионообменный процесс снижается, пока в конечном итоге не станет полностью неактивным. И тут существует два возможных способа решения данной особенности: покупать новую засыпку, что совершенно невыгодно или же произвести регенерацию смолы, освободив её от загрязнителей. Поэтому, со всех точек зрений это выгодно, ведь по-сути, регенерацию необходимо производить, чтобы смола прожила не пару дней-неделю, а десятилетия.

Однако, важно помнить, нельзя производить регенерацию по собственному желанию, т.к. засыпка должна соответствовать необходимым условиям регенерации.

Принцип регенерации аниообменной смолы

Как мы уже с вами разобрались, регенерация ионообменных смол не просто прихоть, а необходимость и её нужно производить на регулярной основе. Без этого просто не обойтись, потому что после адсорбции постепенно снижается эффективность дальнейшей адсорбции и чтобы устранить все загрязнители, которые осели на смоле, необходимо произвести регенерацию.

Регенерация смолы - это химический процесс с использованиям специальных реагентов, который отвечает за удаление ионов. Кол-во реагентов в данном случае подбирается в зависимости от типа смолы, а также от кол-ва загрязнения и самого кол-ва смолы. Нельзя в этом процессе перегибать с количеством реагентов, так как в этом процессе нужно добиться минимального использования реагентов (в целях экономии) и при этом добится наилучшей регенерации смолы.

Как правило, после этого процесса ионообменная смола восстанавливает свою производительностью на 70-80% (от первоначальной, то есть до использования засыпки) и этот показатель считается достаточным, потому что для восстановления больше производительности придется потратить намного больше реагентов, что нецелесообразно.

На какие факторы необходимо обращать внимание при регенерации аниообменной смолы

Как мы уже говорили ранее, принцип регенерации далеко не прост и в зависимости от смолы, он имеет существенные отличия, которые знать просто необходимо, так как если неправильно что-то сделать вы можете испортить дорогостоящую засыпку. Но не всё так сложно как кажется на первый взгляд, давайте по порядку.

1. Количество реагента. Пожалуй, в регенерации анионитов, это самый важный пункт, потому что он напрямую влияет на качество регенерации. Тут всё зависит от следующих пунктов: тип анионита (к примеру первый тип требует больше реагента, но лучше регенерируется), объем реагента (он определяется в зависимости от типа смолы, реагента и количество смолы), температура и скорость регенерации (анионит регенерерируется при прохладной воде и скорость фильтрации не должна быть вне диапазона 2 - 5 м/ч).
2. Тип реагента. Как правило, для анионитов чаще всего использует два реагента: раствор серной кислоты или же соляной раствор (NaOH). Солевая регенерация дает намного лучший эффект чем серная кислота, однако у серной кислоты меньше стоимость и меньше используемого материала для регенерации. Стоит также учитывать, что соль вы можете найти везде, а вот серную кислоту придется поискать, да и она требует определенных предосторожностей в работе, поэтому лучше всё же остановить свой выбор на солевом растворе.
3. Концентрация жидкости для регенерации. Концентрация регенерирующего раствора подбирается с учётом схемы проведения процесса. В нисходящем потоке, как правило, требуются более высокие концентрации по сравнению с противоточной (восходящей) регенерацией. Для анионитов, регенерируемых растворами HCl, рекомендуемая концентрация составляет 3 - 5%, в то время как для NaOH - порядка 2 - 4%.

Зная эти простые правила, вы можете понимать как именно нужно строить процесс регенерации анионитов. Но, повторимся, точные данные варьируются от степени загрязненности воды и также от типа используемой смолы, поэтому лучше всего произвести расчеты с помощью специалистов. Мы занимаемся водоочисткой уже более 20 лет и это время инженеры-технологи в АКВО сталкивались с различной проблемной водой и поэтому мы с радостью можем вам помочь!

Какой тип регенерации выбрать

Прямоточная регенерация характеризуется полным совпадением направления движения как исходной воды, так и регенерирующего агента через ионообменный слой. В данном случае, регенерат первоначально взаимодействует с верхней, наиболее насыщенной частью смолы, в которой обменная ёмкость уже практически исчерпана. Это приводит к неэффективному использованию реагента и к неполному восстановлению функциональных групп в нижней части слоя, что, в свою очередь, снижает эффективность ионообменного процесса и увеличивает удельный расход реагента.

Противоточная регенерация, напротив, реализуется при встречном движении потока воды и регенерационного раствора. Такой режим обеспечивает более благоприятное градиентное распределение концентрации реагента по слою и позволяет добиться более полного восстановления ионообменных свойств смолы при меньших объёмах реагента. Этот метод также известен как конвективная или градиентная регенерация и применяется для повышения технологической эффективности систем ионообменной очистки.

Заключение

Регенерация далеко не простой процесс и в любой ионообменной смоле и засыпке он отличается, поэтому критически важно обращать внимание на подобные вещи,  так как каждая смола имеет свои определенные характеристики и восприимчивость к реагентам.

Если же говорить за аниониты, то с помощью данной статьи вы сможете понять на какие аспекты нужно обращать внимание при процессе регенерации. А если же у вас возникнут трудности или необходимость в помощи - обращайтесь в АКВО, мы всегда рады вам помочь!

Наши рекомендации

Pure Resin PA202 анионит (анионообменная смола, 25 л/мешок) для удаления нитратов 12100 грн 10300 грн Lanlang TA205D аниобменная смола с повышенными характеристиками (органопоглатитель) 25 л 11700 грн Lanlang TA465D аниобменная смола от нитратов и нитритов 25 л 12500 грн Lanlang TA213D антионит (аниобменная смола) от органики 25 л 11540 грн