Применение реагентов в теплосетях г. Тулы. 
Восстановление обменной емкости катионитов

Применение реагентов в теплосетях г. Тулы. Восстановление обменной емкости катионитов

На предприятии ЗАО «Тулатеплосеть» на 81 отопительной котельной подпиточная вода обрабатывается по схеме двухступенчатого Na-катионирования, при этом 131 фильтр загружен катионитом (КУ2−8) или зарубежными аналогами (вофатитом KPS, варионом KS, леватитом S-100). Исходная сырая вода на все объекты поступает от городского водоканала, т. е. вода соответствует СанПиН «Вода питьевая». Однако содержание железа в воде часто превышает допустимую норму — 0,3 мг/дм³ — изза частых переключений и всевозможных ремонтов систем теплоснабжения.

Для регенерации фильтров на предприятии применяется готовый природный 26% раствор NaCl, добываемый из собственной скважины солевого рассола. Допускаемая норма по (Fe²+) в подземном рассоле согласно ТУ 6−01−05−01−78 с изм. 1−3 — не более 3 г/дм³. Таким образом, повышенное содержание железа в сырой воде и регенерационном растворе приводит к выпадению соединений железа на зернах катионита, что существенно снижает его ионообменную способность по отношению к катионам жесткости.

Необходимо отметить, что соединения железа не только выпадали на поверхности зерен смолы, но также происходило, очевидно, и химическое взаимодействие железа с катионитом. В связи с более высокой плотностью заряда катионов железа (двухи трехвалентного) удаление их с поверхности зерен смолы возможно было только при большем расходе регенерационного раствора. Однако и повышение расхода соли не приводило к эффективному удалению соединений железа из катионита. Все это приводило к уменьшению производительности фильтров (увеличению межрегенерационных периодов), увеличению расхода воды на собственные нужды котельных Теплосети г. Тулы и увеличению высокоминерализованных жидких сбросов.

В результате после первого года использования катионита (после загрузки) среднее значение первоначальной ионообменной способности смолы снизилось с 1100 до 700 г-экв/м³, т. е. более чем на 30%.

Для восстановления поглотительной способности катионита ранее в котельных использовался метод обработки его слабым раствором HCl (до 2%). Процесс трудоемкий, небезопасный и требующий значительного объема отмывочной воды. Кроме того, использование кислоты опасно с точки зрения коррозии трубопроводов и корпусов фильтров. Поэтому с 2006 г. на предприятии ЗАО «Тулатеплосеть» были проведены работы по внедрению метода восстановления обменной емкости катионитов с использованием реагента Аминат ДС. регенерация солевой фильтроцикл катионит Этот реагент является водным раствором смеси солей органических комплексообразователей (фосфоновых кислот) с содержанием активного вещества — около 200−250 г/л. Реагент представляет собой бесцветную или светложелтую жидкость с плотностью 1,15 г/см³ и поставляется в полиэтиленовых канистрах.

Для внедрения метода с использованием данного реагента была выбрана котельная «Михеева, 6-а» — ЦЮВРТС-1, где производилось 30 и более регенераций Na-катионитных фильтров в месяц.

Первая стадия (первая регенерация) внедрения включала в себя ударную обработку загруженного катионита регенерационным раствором соли с дозой Амината ДС около 125 мг/м³

(из расчета 250 см³ реагента на весь объем регенерационного раствора около 2 м³). Реагент заливался в бак-мерник 26% раствора соли и начинался пропуск регенерационного раствора (10−12%). После подачи последних порций раствора соли в фильтр задвижки подачи соли и сброса регенерационного раствора закрывались и фильтр, заполненный регенерационным раствором с указанным реагентом, стоял 8 ч. Затем начинался этап отмывки катионита по обычной схеме.

Последующие регенерации уже производились по регламенту — без останова пропуска регенерационного раствора. При этом доза реагента была уменьшена и добавлялась из расчета 20 мл товарного реагента на 1 м³ готового регенерационного раствора. В ходе внедрения данной технологии было отмечено, что если постоянно производить регенерации с добавлением реагента Аминат ДС, то наблюдается обратный эффект, т. е. фильтроцикл снижается. Поэтому была принята технология циклического добавления данного реагента в регенерационный раствор — 5 регенераций с применением и 5 регенераций без применения реагента.

Была разработана ведомость и заведен журнал по проведению регенераций с регистрацией использования рассматриваемого реагента в ходе регенерации. Кроме того, для эксплуатационного персонала котельной был разработан регламент проведения регенераций Na-катионитного фильтра с использованием реагента.

При внедрении метода проведения регенерации Na-катионитного фильтра с дозированием реагента Аминат ДС в регенерационный раствор были получены следующие результаты.

• 1. В результате восстановления обменной емкости катионита фильтроцикл увеличился до расчетной величины.
• 2. Сократилось количество 26% раствора NaCl на регенерацию, при этом удалось снизить концентрацию регенерационного раствора — с 10−12 до 6−7%, не снижая величины обменной емкости катионита.
• 3. Уменьшилось время отмывки и расход воды на собственные нужды.
• 4. Сократился объем жидких высокоминерализованных стоков ВПУ

Для подтверждения полученных результатов в таблице приводится выписка из режимной карты химводоподготовки (ХВП) котельной «Михеева, 6-а» — ЦЮВРТС-1 в первоначальный период использования смолы — 2006 г. и работа ХВП в 2009 г. Из приведенных данных видно, что обменная емкость катионита восстановилась с одновременной оптимизацией проведения регенерации фильтра.

Проведение регенерации с использованием реагента осуществляется также периодически в автоматизированных установках химводоподготовки.

Полученные положительные результаты этой работы позволили внедрить данную технологию на всех объектах предприятия ЗАО «Тулатеплосеть», где подготовка воды осуществляется по методу Na-катионирования. Так, например, смола, загруженная в установке на объекте «Пр. Ленина, 19», после проведения регенерации с рассматриваемым реагентом эффективно умягчает сырую воду, несмотря на значительный срок ее использования — 14 лет.