Назначение фильтров – прохождение жидкости сквозь специальный материал обеспечивающий задержание взвешенных частиц определённой фракции (механические фильтры), либо максимальный контакт для прохождения химической реакции ионообмена.

Конструкция фильтров – стальная или пластиковая цилиндрическая ёмкость с двумя сферическими днищами, снабженная двумя люками (ремонтным и смотровым). Внутри смонтированы верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, которые обеспечивают равномерный подвод и отвод жидкости, фильтруемой через загруженный в неё фильтрующий материал. Снаружи смонтирована обвязка трубопроводов, арматуры и приборы контроля, которые обеспечивают последовательные процедуры: фильтрации и регенерации. Наносится антикоррозийная защита: снаружи покраска цветом в соответствии требованию стандарта, внутри эпоксидной смолой или резиной в соответствии методическим указаниям. Фильтрующий материал для механических фильтров: кварцевый песок, дроблёный антрацит, древесный уголь и другие, для ионообменных фильтров: катионит или анионит (подстилочный слой антрацита 200 мм) выбираемый в зависимости от качества исходной и очищенной воды.

Регенерация механических фильтров сводится к взрыхляющей промывке противотоком фильтрующего материала и выноса в дренаж скопившихся взвешенных веществ.

Регенерация ионообменных фильтров производится в несколько этапов:

 - взрыхляющая промывка (аналогично механическим  фильтрам); 

 -  пропуск регенерационного раствора прямотоком (сверху вниз):

_*  поваренной соли 6 – 8% при Nа-катионировании воды; 

_* серной кислоты 2 – 6% приростом т.к. возможно гипсование, при Н-катионировании воды;

_* соды каустической  4% при ОН-анионировании воды

-  отмывка продуктов регенерации.

Химическая реакция процесса фильтрации воды и регенерации при Н-катионировании:

                 Са(НСО₃)₂ + R^-Н⁺ =   RCа + 2 Н₂О + 2СО₂;

                 R^-Cа⁺ + Н₂SО₄ = R^-H⁺ + CaSO₄.

Примечания: 1. Бикарбонат кальция Са(НСО₃)₂ – основная примесь природной воды.

2. R^-H⁺ - радикал катионита связанный с ионом водорода. 

3. СаSО₄ – продукт регенерации, отмываемый в дренаж.

4. При Nа и ОН ионировании уравнения выглядят аналогично приведённым.

5. Образовавшийся углекислый газ СО₂ удаляется в декарбонизаторах.

Фильтрация воды на ионообменных фильтрах должна обеспечить удаление из исходной воды катионов Са⁺, Мg⁺, Nа⁺ на катионитных фильтрах и анионов     SO₄^-, Сl^-, СО₂, SiO₂^- на анионитных фильтрах. Указанные элементы приведены в порядке активности, что имеет значение при двухступенчатом ионировании, когда 1-ая ступень загружена низкокислотным катионитом и низкоосновным анионитом, удаляющих Са⁺, Мg⁺, SO₄^-, Сl^-, а вторая ступень высококислотным катионитом и высокоосновным анионитом, удаляющих все оставшиеся элементы (включая СО₂ после декарбонизатора), это позволяет разгрузить вторую ступень и обеспечить более глубокую очистку обессоленной воды по Na⁺ и SiO₂^-, которые нормируются для котлов высокого давления.

Контроль соблюдения технологических параметров осуществляется комплексом приборов и датчиков в составе: расходомеры (счётчики), манометры, кондуктометры, концентратомеры, уровнемеры; данные которых могут быть сведены на блок управления процессами.

Современные разработки предлагают устанавливать пластиковые фильтры с программируемым блоком управления, производительностью до 60 м³/ч, которые пользуются популярностью на паровых котельных со схемой Nа-катионирования подпиточной воды котлов. Для схем обессоливания указанные фильтры выпускаются из коррозиястойких материалов, что влечёт значительное удорожание. На крупных предприятиях, как правило, применяют традиционное оборудование, оснащенное современной арматурой и автоматикой.

Внутренний осмотр фильтров необходимо проводить ежегодно. Первоначально, через верхний смотровой люк, замерить уровень (объём) фильтрующего материала, если годовые потери не превышают установленных норм (РД 34. 10. 403-89), то нижняя дренажная система имеет удовлетворительное состояние, а убыль обусловлена истиранием. При больших потерях необходимо выгрузить фильтрующий материал, открыть нижний люк и произвести полный внутренний осмотр, при необходимости ремонт нижней дренажно-распределительной системы. Верхний осмотр позволяет оценить состояние верхнего дренажно-распределительного устройства – целостность конструкции, чистота отверстий лучей; состояние химзащиты поверхности металла;   поверхность ионита должна быть ровной, в противном случае это свидетельство о неравномерности движения воды по какой-то причине, которую необходимо устранить. При досыпке фильтрующего материала не следует допускать смешения ионитов разных марок (РД 34.37.526-94).

В схемах водоснабжения, очистки сточных вод, блочных обессоливающих установках и других отрослях промышленности применяются:

- безнапорные механические фильтры, бетонные резервуары с фильтрующей засыпкой на нижнюю дренажную систему;

- сетчатые механические фильтры, тонина очистки определяется размером ячейки сетки;

- двух и трёхкамерные механические фильтры, увеличенная производительность в корпусе;

- фильтры смешанного действия, загрузка катионита и анионита в один корпус;

- противоточные фильтры, движение жидкости снизу вверх;

- картриджные фильтры, очистка воды через сменные элементы.

^{1. Вход исходной воды.}

^{2. Вход регенерационного раствора.} 

^{3. Выход фильтрата.}

^{4,6. Нижний, верхний дренажи.} 

^{5. Вход взрыхляющей воды.}