Катионирования воды — что это такое?

Технология катионирования воды

Катионирование – очистка воды от ионизированных примесей с помощью катионитов. По исходной форме катионита дают названия отдельным процессам, стадиям и схемам катионирования воды. Если исходной формой катионита служит натриевая форма, говорят о натрий-катионировании, водородная форма –Н-катионировании.

Натрий-катионирование

Na-катионирование воды должно обеспечить замену содержащихся в воде катионов жесткости на катионы натрия. Реакции обмена катионов могут быть в этом случае записаны:
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+
2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
где R- фиксированные ионы катионита, которые принято считать одновалентными.

Возможность регенерации катионита, т.е. его в исходную ионную форму, обуславливается обратимостью реакций ионного обмена.

Регенерация производится раствором хлорида натрия. При этом происходят следующие реакции:
CaR2+2NaCl→2NaR+CaCl2
MgR2+2NaCl→2NaR+MgCl2.

Для обеспечения полноты регенерации расход поваренной соли при использовании прямоточных фильтров должен в 2-3 раза превышать теоретический при использовании противоточных приближается к стехиометрическому, т.е. на 1г-экв ионов Ca2+ необходим 1г-экв Na+.

Н-катионирование

Назначение Н-катионирования воды – замена содержащихся в воде катионов на ионы водорода.

Обмен катионов природной воды на ионы Н+ содержащиеся в катионите, протекает по реакциям:
2HR+Mg2++SO42-=MgR2+H2SO4
2HR+Ca2++2Cl=CaR2+2HCl
2HR+Ca2++2HCO3=CaR2+2H2O+2CO2
2HR+2Na++SO42-=2NaR+H2SO4.

При Н-катионировании воды значительно снижается ее рН из-за кислот, образующихся в фильтрате. Выделяющийся углекислый газ удаляется в последствии дегазацией, в растворе остаются минеральные кислоты, количество которых эквивалентно сумме хлоридов и сульфатов в поступающей на фильтр воде.

Процесс регенерации отработавшего катионита соответствует протеканию реакции обмена ионов в направлении справа на лево.
CaR2+H2SO4=2HR+CaSO4
MgR2+H2SO4=2HR+MgSO4
2NaR+H2SO4=2HR+Na2SO4