Ионообменные технологии, появившиеся в 1960 гг., получили широкое распространение в энергетической отрасли. Они основаны на пропускании воды через несколько ступеней последовательно включенных катионо- и анионообменных фильтров, в результате чего происходит удаление из воды растворенных минеральных примесей. В зависимости от требований, предъявляемых к качеству подготовленной воды, используются одно-, двух- и даже трехступенчатые схемы. В качестве финишной очистки используются фильтры смешанного действия, заполненные смесью катионита и анионита.
Ионообменные смолы, применяемые для водоподготовки в энергетике, условно можно разделить на три категории:
· сильнокислотные катиониты в натриевой форме, используемые для умягчения воды;
· различные типы катионитов и анионитов для деминерализации воды, питающей котлы высокого давления на тепловых и атомных электростанциях;
· иониты специального назначения, применяемые для очистки конденсатов и других специфических целей.
К качеству ионообменных смол, применяемых в атомной и тепловой энергетике, предъявляются жесткие требования. Эти смолы должны обладать высокой обменной емкостью, механической, термической и химической устойчивостью, а также химической чистотой.
В последние годы большую популярность на тепловых и атомных электростанциях получили монодисперсные иониты, характеризующиеся однородным гранулометрическим составом. Применение монодисперсных смол позволяет получать воду наивысшего качества при наименьших эксплуатационных затратах, поскольку такие иониты обладают отличной кинетикой, высокой механической прочностью и лучше разделяются при использовании в фильтрах смешанного действия, что позволяет обеспечить более полную регенерацию. Монодисперсные смолы используются также в противоточных ионообменных технологиях, что способствует их высокой эффективности.
Для восстановления ионообменных фильтров регулярно проводится регенерация ионитов, для чего используются большие количества реагентов — кислоты и каустика, расход которых в значительной мере зависит от состава исходной воды и используемой технологии. В результате регенерации фильтров образуются значительные количества высокоминерализованных кислотных и щелочных стоков с солесодержанием 10–60 г/л, которые после нейтрализации направляются на сброс.