Marcin Pęczek napisał(a):Jaka pozycja jest Twoim zdaniem szczególnie godna polecenia.
Myślę, że można by coś znaleźć na ten temat np. w „Odnowie wody” prof. Kowala, w starszej ale bardzo porządnej książce „Technologia wody” prof. Romana czy w wielu innych. Na pewno jest o tym rozdział w "Chemiczne i fizykochemiczne oczyszczanie ścieków" autorstwa p. Anny Anielak.
Ponieważ mam teraz trochę czasu wolnego to postaram się opisać tutaj o co chodzi (trochę się będę mądrzył).
Na szybko narysowałem prosty schemat pracy kolumny jonowymiennej (rysunek poniżej). Załóżmy, że mamy świeżo zregenerowaną kolumnę. Woda wprowadzana od góry trafi na całkowicie zregenerowany jonit. Jeżeli woda będzie wprowadzana powoli to całkowite zmiękczenie nastąpi już w wąskiej, początkowej warstwie jonitu. Przez większość objętości i długości złoża popłynie woda już całkowicie zmiękczona – ta część jonitu nie pracuje ponieważ nie ma co usuwać z wody. Po pewnym czasie ta pracująca, wierzchnia część złoża ulegnie wyczerpaniu. Woda przepływając więc przez tą strefę nie będzie zmiękczana ponieważ całkowicie wyczerpany jonit nie będzie usuwał z wody jonów twardości. Zacznie jednak pracować część złoża położona nieco niżej, która do tej pory nie pracowała bo docierała do niej już woda zmiękczona. Możemy więc wyróżnić w trakcie pracy kolumny jonowymiennej strefę wyczerpaną (górna część kolumny), strefę pracy (ta część kolumny w środku, w której faktycznie w danym momencie zachodzi wymiana jonowa) oraz strefę zregenerowaną (jonit w dolnej części kolumny, który jeszcze nie pracował). W trakcie pracy kolumny strefa pracy stopniowo przesuwa się w dół kolumny. Szerokość strefy pracy zależy od szybkości przepływu wody przez kolumnę – jeśli woda kapie powoli to cały proces zachodzi w niewielkiej warstwie jonitu. Jeśli woda płynie szybciej to strefa pracy jest bardziej rozciągnięta i występuje w niej mniejszy gradient stężenia jonów wymienianych (twardości)
Jakie są skutki takiej sytuacji?
Po pierwsze na wylocie z kolumny mamy wodę o stałej jakości – zawsze całkowicie zmiękczoną. Przynajmniej do momentu kiedy nie nastąpi tzw. przebicie kolumny, czyli czoło strefy pracy dotrze do dna kolumny – na wylocie pokaże się woda niecałkowicie zmiękczona.
W przypadku prostego „wrzucenia” jonitu do wody jest inaczej. Wyczerpuje się równocześnie stopniowo cała objętość jonitu. Sprawność usunięcia twardości zależy od stopnia zużycia jonitu. W takich warunkach ustali się pewna równowaga reakcji i zarówno jonit nie wyczerpie się w 100% (część tzw. pojemności jonowymiennej nie zostanie wykorzystana – marnujemy więc częściowo możliwości jonitu) jak i woda nie zostanie w 100% zmiękczona (chyba, że zastosujemy duży nadmiar jonitu).
Po drugie woda jest bardzo głęboko zmiękczona – w dole strefy pracy mamy taką sytuację, że woda już prawie całkowicie zmiękczona trafia na jonit prawie w ogóle nie wyczerpany. A więc im bardziej zmiękczona woda tym przez mniej zużyty jonit przepływa – taka sytuacja sprzyja głębszemu usunięciu twardości (to tak jak z przeciwprądowymi wymiennikami ciepła). W układzie typu „jonit w wiadrze” jest inaczej: im bardziej zmiękczona woda tym bardziej zużyty jonit. Pod koniec wymiany mamy więc taką sytuację, że w wodzie pozostało jeszcze trochę twardości do usunięcia ale jonit już nie chce „przyjmować” bo jest prawie wyczerpany i może jeszcze by „przyjął” gdyby w wodzie było duże stężenie jonów usuwanych (woda twarda), ale nie jest. W związku z tym pozostaje większa tzw. twardość szczątkowa.
Czyli układ typu „kolumna” zapewnia stałą jakość zmiękczanej wody i to odpowiadającą maksymalnemu możliwemu do uzyskania w danych warunkach termodynamicznych zmiękczeniu. Działa to poprawnie pod warunkiem, że mamy równomierny, powolny przepływ przez złoże o wyraźnym kształcie kolumny (wąski, długi pojemnik). Taką sytuację zapewnia powolne sączenie (kapanie) wody przez złoże. W przypadku zalania kolumny charakter przepływu (równomierny przepływ całą powierzchnią przekroju kolumny bez mieszania się warstw wody z różnych stref kolumny) nie jest już taki oczywisty i łatwy do zdefiniowania. Choć jak się nad tym dobrze zastanowić to ważniejsze jest, aby przepływ był powolny niż to, aby kolumna nie była zalana...
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.
