Применение аппаратов магнитной обработки воды для увеличения фильтроцикла ионообменного фильтра

Магнитная обработка воды получила достаточно широкое распространение в системах теплофикации для предотвращения зарастания отложениями накипи водогрейного оборудования низкого давления и температуры. Изменение взаимодействия ионов солей жесткости в растворе позволяет значительно увеличить скорость их выделения в твердое состояние при нагреве воды, что в свою очередь ведет к образованию частиц накипи в толще воды и снижению скорости нарастания отложений на поверхностях оборудования.

При этом эффект магнитной обработки воды может эффективно использоваться и в других системах, в том числе для улучшения характеристик протекания ионообменных процессов.

При эксплуатации ионообменных фильтров зачастую недостаточно полно используется емкость загрузки между регенерациями, то есть в момент «проскока» извлекаемых катионов через фильтр, когда его приходится отключать на регенерацию, значительный объем ионита заполнен лишь частично или не использован вообще. Это связано, во-первых, с физическими особенностями протекания диффузных процессов в системе «вода-ионит»: при низких концентрациях извлекаемого загрязнителя (по фронту рабочей зоны фильтрования) и высоких скоростях фильтрования лимитирующим процессом становится диффузия загрязнителя к поверхности сорбента. Во-вторых, при эксплуатации фильтра большой проблемой является нарушение равномерности прохождения воды сквозь фильтрующий материал, в том числе в связи с выделением растворенных газов в толще загрузки. В итоге фильтры работают в неоптимальных условиях, что приводит к значительному росту издержек на водоподготовку: повышенному расходу реагентов и воды на собственные нужды станции. Для устранения влияния подобных негативных эффектов зачастую составляются специальные регламенты эксплуатации оборудования, предусматривающие, например, взрыхление загрузки обратным током в середине фильтроцикла, которые, как правило, не соблюдаются.

Предварительная магнитная обработка водного раствора перед подачей на ионообменный фильтр разрушает достаточно устойчивые агрегаты малорастворимых ионов, при этом движение ионов и коллоидов в растворе значительно облегчается, что позволяет свести до минимума зону активного поглощения извлекаемого иона в толще загрузки, и соответственно более полно использовать емкость фильтра. Аналогичные процессы протекают в режимах регенерации и отмывки, что приводит также к снижению издержек, связанных с регенерацией. В случае использования магнитной обработки воды для интенсификации ионообменных процессов можно добиваться значительного продления фильтроцикла и снижения расхода реагентов на регенерацию более чем на 20%.

Специалистами проведены лабораторные исследования влияния магнитной обработки на протекание ионообменных процессов, а также промышленные испытания магнитных активаторов в системе водо-подготовки на одной из котельных использующих натрий-катионирование. Предварительная магнитная обработка воды перед подачей на ионообменный фильтр привела к существенному увеличению динамической обменной емкости ионита, к снижению расхода реагентов на регенерацию и воды на технологические нужды, при этом окупаемость системы только за счет экономии соли на регенерацию не превысила 6,5 месяцев отопительного сезона.