6.5.4. Катионирование воды.

Чаще всего для обработки природной виды методом катионирования применяются катиониты, у которых обмениваемыми ионами служат ионы Na⁺ (Na-катиониты) или Н⁺ (H-катиониты). Na-Катионит обменивает ионы Na⁺ на ионы, содержа­щиеся, в природной воде. Так как основными катионами в природной воде являются ионы Са²⁺и Mg²⁺, то при Na-катионировании происхо­дит умягчение воды:

В результате Na-катионирования снижается как карбонатная, так и некарбонатная жесткость. Однако солесодержание при этом практически не меняется, так как в раствор переходят ионы Na⁺. Процесс катионирования заключается в пропускании воды через фильтры, загруженные Na-катионитовым порошком. По мере работы Na-катионитовый фильтр истощается (ионит переходит в Ca-Mg-форму). После истощения катионита его регенерируют. Про­цесс регенерации представляет собой ту же реакцию ионного обмена, но проводимую в обратном направлении. Обычно регене­рацию проводят раствором поваренной соли:

В результате регенерации ионит снова восстанавливает свою способ­ность к умягчению воды.

При Н-катионировании происходит обмен ионов Н⁺ ионита на ка­тионы, содержащиеся в воде:

В результате этого обмена из воды удаляются ионы Mg²⁺, Ca²⁺, Na⁺ и др. В воде увеличивается концентрация ионов Н⁺, которые частично связываются карбонат- и гидрокарбонат-ионами:

В результате Н-катионирования происходит умягчение воды, сни­жение щелочности и солесодержания в воде. Однако при этом уменьша­ется рН воды, она становится коррозионно-агрессивной. Поэтому Н-катионирование проводят обычно в сочетании с другими методами ион­ного обмена. Регенерацию Н-катионита проводят раствором кислоты. В качестве примера рассмотрим одно из уравнений реакции, протекаю­щей при регенерации Н-катионита:

Катионирование применяется для очистки не только природных, но и сточных вод. Вредные катионы сточных вод обмениваются на безвредные ионы ионита. Например, для удаления ионов Zn²⁺ из сточной воды последнюю можно подвергнуть Na-катионированию:

Катионирование природных и сточных вод обычно проводят как одну из заключительных стадий для глубокой очистки, так как стоимость ионитной обработки достаточно высока. Если концентрации примесей в воде высока, то основную часть примесей предварительно удаляют другими, более дешевыми методами.