Применяется для удаления солей из воды, а также ее смягчения на установках подготовки воды электростанций и котельных, промышленных предприятий. 

Назначение. 

Обработка воды с целью удаления из нее катионов накипеобразователей ( Ca2+ и Mg2+ ) в процессе натрий-водород- или аммоний-натрий-катионирования, а также сульфатных, хлоридных и нитратных анионов в процессе обессоливания природных вод. Очищенная от солей вода применяется для подпитки водонагревательных и паровых котлов (при выработке пара высокого, среднего и низкого давления), теплосетей. 

Для обработки воды используются ионообменные материалы – аниониты и катиониты, как естественного, так и искусственного происхождения. 

Описание конструкции. 

- корпус; 

- смотровые окна; 

- нижнее и верхнее распределительное устройство (по ТЗ заказчика может быть оснащен средним распределительным устройством); 

- два боковых и один или два монтажных люков-лазов (В зависимости от технологии зажатия ионита); 

- трубопровод обвязки; 

 - запорная арматура; 

- устройства для взятия пробы. 

Корпус представляет собой цилиндрическую стальную емкость, с приваренными штампованными эллиптическими днищами. На внутреннюю поверхность корпуса наносится антикоррозионное покрытие. Для монтажа фильтра на фундамент к нижнему днищу привариваются три опоры.  С помощью фланцев приваренных к днищам привариваются трубопроводы обвязки из полипропилена или из углеродистой стали. Корпус и трубопроводы самого фильтра выполнены из углеродистой стали, среднее и нижнее распределительное устройство, трубопроводы устройства для взятия пробы из нержавеющей стали, вернее распределительное устройство изготавливается из полимерных материалов. 

Для противоточных фильтров с механическим зажатием ионита применяется УВСР и УНСР типа «ложное дно» с пластиковыми или нержавеющими колпачками ФЭЛ. 

Для фильтров с гидравлическим зажатием ионита используется УВСР (лучи с отверстиями), а так же необходимо среднее сборно-распределительное устройство и горизонтальное УНСР «копирующего типа».

Принцип действия. 

Процесс фильтрации состоит из следующих этапов: 

 - умягчение или обессоливание (фильтрование); 

 - взрыхление; 

- восстановление (регенерация); 

 - отмывка ионита; 

 - сброс первого фильтрата перед включением в схему; 

Цикл фильтрования можно считать завершенным при установленном техническим регламентом допустимым проскоком анионов или катионов, т.е. истощении ионообменной емкости фильтрующего вещества.

Принцип действия ФИПр при механическом зажатии ионита и потоком регенерации снизу вверх.

Исходный поток подготовленной, осветленной воды подается сверху и равномерно распределяется через щелевые колпачки верхнего «ложного дна», проходит сначала слой инертного, а далее фильтрующего материала. Катионы жесткости задерживаются на фильтрующем материале, а катионы натрия выходят в фильтрат, который выводится через коллектор в нижнее «ложное дно». 

После истощения емкости катионита (устанавливается аналитическим контролем по проскоку катионов жесткости) фильтр останавливается и включается режим восстановления, регенерации катионита. Снизу вверх подается поток умягченной воды, для поджатия всего слоя ионита ( ориентировочное время 2-5 минут), после этого подается заранее подготовленный 10-15% раствор поваренной соли, а поток поджатия и уплотнения отключается. Объем потока промывки постепенно уменьшается, обеспечивая послойное осаждение ионита в фильтре. Отработанный регенерирующий раствор, вода поджатия и промывочная вода сбрасывается в дренаж. 

После окончания промывки и восстановления обменно емкости катионита фильтр может быть включен в работу повторно, либо остается в рабочем резерве. После запуска фильтра первая порция отфильтрованной жидкости проходит аналитический контроль, после чего сливается. После получения проходных показателей по фильтрату фильтр подключается к коллектору очищенной воды. 

Принцип действия ФИПр при механическом зажатии ионита и потоком регенерации сверху вниз.

Исходный поток подготовленной, осветленной воды под напором поступает в фильтр снизу вверх, распределяемый в нижнем «ложном дне через щелевые колпачки целиком поднимает слой ионита и прижимает его к слою инертного материала, который равномерно распределяет поток и гидравлическое давление по все поверхности верхнего «ложного дна». В сборный коллектор через верхнее «ложное дно» попадает фильтрат, обогащенный катионами натрия, катионы жесткости оседают в зернах фильтрующего материала. 

После истощения емкости катионита (по результатам аналитического контроля по проскоку катионов жесткости) фильтр останавливается и запускается режим регенерации катионита. Восстановление обменной емкости начинается после полного осаждения ионита в фильтре. Инертный материал располагается верхним слоем над катионитом и прижат к УВСР. Поток раствора регенерата (приготовленный заранее на умягченной воде раствор 10-15 % поваренной соли) подается сверху вниз. После промывки регенерационным раствором требуется промывка умягченной водой для промывки всего объема катионита. Использованный регенерационный раствор и вода сбрасываются в дренаж. 

После промывки фильтр снова готов к работе. После его запуска первая порция фильтрата утилизируется при условии взятия пробы для аналитического контроля. Если характеристики фильтрата соответствуют требованиям, ФИПр подключается к коллектору фильтрата. 

Принцип действия ФИПр при гидравлическом зажатии ионита. 

Исходный поток под напором поступает в фильтр сверху, где проходит через слой фильтрующего материала. Катионы жесткости остаются в зернах фильтрующего материала, а катионы натрия выходят в фильтрат, который выводится через нижнее «ложное дно» аппарата в сборный коллектор. 

После истощения емкости катионита верхнего «блокирующего слоя» (устанавливается методом аналитического контроля через пробоотборное устройство по количеству катионов жесткости), фильтр останавливается и переводится в режим взрыхления и восстановления катионной емкости «блокирующего слоя». Для этого ФИПр запирается по входу и выходу, а поток умягченной воды (или раствор регенерата – 10-15% раствор поваренной соли) для взрыхления подается снизу вверх. После пропускания определенного количества регенерирующего раствора его подача прекращается, и начинается процесс промывки катионита умягченной водой. Отработанный раствор регенерата и умягченная вода сливаются в дренаж через УВСР. Промежуточная регенерация верхнего слоя катионита позволяет очистить его от механических загрязнений и восстановить обменную емкость для обеспечения более глубокой отработки нижележащих слой ионита. 

После истощения всех слоев в емкости катионита (устанавливается методом аналитического контроля через пробоотборное устройство по количеству катионов жесткости), работа фильтра останавливается и начинается цикл полной регенерации (восстановление обменной емкости целиком). Снизу вверх, через УНСР, подается поток регенерата (умягченная вода или 10-15% раствор поваренной соли), после чего он сбрасывается в дренаж. Часть регенерирующего раствора или умягченная вода подается в фильтр сверху для гидравлического зажатия всего ионита, с последующим отводом через УССР в дренаж.  После промывки регенерационным раствором требуется промывка умягченной водой для промывки всего объема катионита  сверху вниз. Промывочная вода сбрасывается в дренаж. 

После промывки фильтр снова готов к работе. При запуске первая порция фильтрата утилизируется при условии взятия пробы для аналитического контроля. Если характеристики фильтрата соответствуют требованиям, ФИПр подключается к коллектору умягченной воды. 

Верхняя часть фильтра с методом гидравлического зажатия ионита свободна и позволяет периодически производить операцию взрыхления и промывки всех слоев катионита без использования дополнительных емкостей.

Основные преимущества и недостатки противоточных ионообменных технологий.

Плюсами противоточных фильтров с механическим зажатием ионита являются: сравнительно небольшие размеры при сохранении высокой производительности, качественный ионный обмен, отсутствие потребности в дополнительных фильтрах для доочистки воды, низкий расход реагентов, снижение затрат чистой воды на собственные нужды, а соответственно, малое количество стоков. К минусам можно отнести необходимость наличия вспомогательного емкостного оборудования, так как периодически фильтр нуждается в выносном взрыхлении и очистке от взвешенных веществ и механических загрязнений, а так же от инерта – плавучего нейтрального фильтрующего материала. Данная технология подходит только при условии высокого качества изначального раствора (не более 2,0 мг/дм³  взвешенных веществ). 

Противоточные фильтры с гидравлическим способом зажатия ионита обладают все теми же преимуществами – высокая производительность, низкий расход реагентов и чистой воды, малое количество отходов, но не требуют дополнительной емкости для взрыхления, этот процесс происходит внутри самого агрегата. Процесс взрыхления и регенерации, происходящий внутри фильтра позволяет обрабатывать поток воды с большим количеством взвешенных веществ, при уменьшении опасности прохода непроработанных участков ионита. Благодаря этому возможно не сдвигая корпус ФИПа I ступени с места реконструировать параллельноточный фильтр в противоточный. К минусам технологии фильтров с гидравлическим зажатием ионита можно отнести большое количество запорной арматуры, а так же необходимость в среднем сборно-распределительном устройстве.

Наименования и технические характеристики ионитных противоточных фильтров.