Умягчение и обессоливание воды являются необходимыми этапами и в процессах водоподготовки для нужд промышленности, и энергетики [1]. Поэтому проблема очистки воды от минеральных солей и солей жесткости является весьма актуальной.
Традиционно для стабилизационной обработки воды в целях предотвращения солеотложения используют различные стабилизационные добавки-антиксаланты на основе полифосфатов или фосфонатов [2, 3], реагентное умягчение воды [4] и натрий-катионное умягчение воды [5].
Недостатками этих методов является то, что антискаланты эффективны лишь при значениях карбонатного индекса ниже 37 (мг∙экв/дм3)2. В шахтных водах данный показатель значительно выше. При реагентном и натрий катионном умягчении шахтных вод из них удаляются катионы кальция и магния, но концентрация сульфатов и хлоридов остается высокой, что обуславливает высокую коррозионную активность воды к металлам.
Современный подход к решению проблемы уменьшения жесткости и солесодержания основан на том, что при ионообменной деминерализации воды на первой стадии используют катионит в кислой форме – для выделения катионов, а на второй стадии на анионите в основной форме связываются образовавшиеся в воде кислоты [6–8].
К недостаткам метода [6] следует отнести то, что при использовании катионита в аммонийной форме в очищенной воде накапливаются ионы аммония, кроме того, при данном подходе необходимо регенерировать катионит и анионит, что приводит к образованию значительных объемов регенерационных растворов, которые необходимо утилизировать.
В работе [9] дано описание Саriх-процесса частичного обессоливания воды ионитами, при котором фильтрующая загрузка составляется из смеси слабокислотного катионита и анионита средней силы, которая регенерируется газообразным углекислым газом. Процесс особенно эффективен для умягчения и денитрификации питьевой воды. Для регенерации ионообменных фильтров смешанного действия рекомендуется использовать углекислый газ вместо традиционных реагентов [10].