Mathematical modeling singularly perturbed processes of water softening on sodium-cationite filters

Mathematical model of the process of water softening using ion exchange pre-treatment of waters to desalination, with a view to removal of scale forming components, such as calcium and magnesium, are formed in the paper. In this process, no additional chemicals, except for brines formed during desalination, are required for regeneration of ion-exchanger in operation cycles. An asymptotic approximation of a solution of a corresponding model problem is constructed. Theoretical description and modelling assumptions included the set of differential equations of mass balance, initial, boundary and operational conditions. The paper deals with the development of a computer model for description and prediction of the performance of ion exchange columns.

W pracy opracowano matematyczny model procesu zmiękczania wody przy użyciu wstępnej obróbki wody poprzez wymianę jonową do odsalania w celu usunięcia składników tworzących kamień, takich jak wapń i magnez. W procesie tym dla regeneracji wymiennika jonowego w cyklach roboczych nie trzeba wykorzystywać dodatkowych chemicznych czynników za wyjątkiem solanek, które powstają podczas odsalania. Opracowano asymptotyczne przybliżenie odpowiedniego rozwiązania z modelem. Opis teoretyczny i założenia modelu obejmują szereg równań różniczkowych bilansu masy, warunków początkowych, granicznych i eksploatacyjnych. Rozpatrzono opracowanie modelu komputerowego dla opisu i prognozowania działania kolumn wymiany jonowej.