Регенерація іонообмінної смоли розсолом натрію хлориду. Прямоточна чи протиточна?
1.Ефективність.
Орієнтовно, за різними оцінками фахівців, регенерація смоли потоком реагенту в напрямку знизу-вгору (протиточна регенерація) ефективніша за класичну прямоточну регенерацію на 5-10% (тобто, простіше кажучи, дозволяє економити кількість солі на проведення регенерації).Незважаючи на відсутність сумнівів у більшій ефективності протиточної регенерації саме по собі це твердження, як і кількісна оцінка ефективності, не можуть існувати окремо від факторів впливу- тобто у «вакуумі». Численні дослідження підтверджують більшу ефективність протиточної регенерації ТІЛЬКИ ЗА УМОВИ повного заповнення смолою колони, без наявності вільного простору, без можливості для смоли розширюватися при зворотному промиванні. Ця вимога робить практично неможливим застосування протиточного способу регенерації таких іонообмінних багатоцільових багатокомпонентних сорбентів як Ecomix. При протиточному способі промивання рух розсолу здійснюється знизу-вгору через щільний шар смоли. Якщо шар не ущільнений, а рух розсолу здійснюється в протитоці знизу-вгору, ефективність протиточної регенерації не відрізняється від ефективності прямоточної регенерації, а консультант з важливим виглядом, який пояснює переваги економічності протиточного способу регенерації Вашої смоли, просто вводить Вас в оману (!). Для протиточної регенерації потрібно забезпечити збереження щільного шару смоли в будь-якому режимі регенерації, як це, наприклад, робиться в системах пом’якшення WaterBoss. При цьому важливо відзначити, що системи WaterBoss відмінно і економічно працюють з пом’якшенням муніципальної води, але їх експлуатація дуже проблематична в завданнях очищення свердловинної води, що містить залізо, марганець і природну органіку. Видалення заліза та марганцю потребує повноцінного зворотного промивання з обов’язковим розширенням шару та псевдозрідженням. У короткий період WaterBoss перетворюється на «кошмар» для споживача в задачах пом’якшення води з надлишком заліза, марганцю та органіки.
Тому в реальній практиці побутового застосування занадто гіперболізована дилема прямоточної та прототочної регенерації іонообмінної смоли розсолом хлориду натрію – це не більше ніж маркетинговий хід, що дозволяє продавати більш дорогі системи з протиточним способом регенерації.
2. Іонний витік.
Робота іонообмінних систем водопідготовки не є безперервною і характеризується наявністю двох фаз: фази сервісу (обробки води) та фазою регенерації (відновлення виснаженої обмінної ємності смоли). Існує два методи регенерації:
– прямоточний, при якому в обох фазах оброблювана вода та регенеруючий розсол рухаються через колону в одному напрямку зверху-вниз;
– протиточний, при якому в обох фазах оброблювана вода і регенеруючий розсіл рухаються через колону в протилежних напрямках, оброблювана вода зверху-вниз, регенеруючий розсол знизу-вгору.
Теоретично проблема першого способу регенерації полягає в тому, що нижня частина шару смоли (це сильнокислотний катіоніт в установках пом’ягшення) не повністю перетворюється на Na-форму або вимагає для повноцінного перетворення занадто великої кількості розсолу, що економічно недоцільно. Як результат після закінчення регенерації нижні шари зберігають деяку залишкову забрудненість і на початку сервісного циклу оброблювана вода міститиме “іонний витік” кальцію, магнію, амонію через їх витіснення іонами натрію (ефект саморегенерації). Тому відмінність двох способів регенерації в тому, що на фініші регенерації нижній шар смоли буде найчистішим (протиточна регенерація) або найзабрудненішим (прямоточна регенерація). При прямоточному способі регенерації низьке значення іонного витоку досягається застосуванням великої кількості реагенту, тоді як при протиточному способі іонний витік низький і мало залежить від кількості реагенту.
Однак, все вищеперелічене справедливо тільки для протиточної регенерації ЩІЛЬНОГО ШАРУ смоли, не схильного до зворотного промивання і псевдозрідження. Таким чином, для протиточного способу регенерації або колона повністю повинна бути заповнена смолою (без вільного простору), або смола повинна утримуватися в ущільненому стані будь-яким способом під час регенерації.
