Фильтры для умягчения – необходим для жесткой воды

Карбонатные отложения в системах оборотного водоснабжения.

Отложения карбоната кальция образуются наиболее интенсивно на поверхностях теплообмена вследствие нарушения углекислотного равновесия в системах оборотного водоснабжения. Эти отложения типичны для систем, использующих в качестве добавочной воду, обладающую значительной жесткостью и щелочностью.

Методы предотвращения карбонатных отложений:

1.1 Подкисление.

Применяется этот метод для достижения углекислотного равновесия в системе. При обработке воды кислотой (соляной или серной) часть солей карбонатной жесткости переводится в эквивалентное количество солей некарбонатной жесткости, хорошо растворимых в воде и при обычных условиях, не выпадающих в осадок. Метод подкисления применим во всем диапазоне встречающихся в практике эксплуатации величин щелочности и общей жесткости природных вод. Ограничение на расход добавочной воды налагается лишь по соображениям предотвращения сульфатных отложений.

Кислота вводится в добавочную воду непосредственно перед градирней, при этом удаляется образовавшаяся углекислота.

1.2 Стабилизационная обработка воды полифосфатами (фосфатирование).

Физико-химическая сущность метода состоит в воздействии полифосфатов на процесс кристаллизации карбоната кальция. Стабилизирующее действие сводится к нарушению процесса кристаллизации карбоната кальция и устойчивому пересыщению раствора этим соединением

Важной особенностью этого метода является то, что полифосфаты не обладают агрессивными свойствами и к точности их дозирования можно не предъявлять высоких требований. Полифосфаты способствуют замедлению коррозии

Фосфатирование может вызвать интенсификацию биообрастаний в системе оборотного водоснабжения, так как фосфор является необходимым элементом для жизнедеятельности микроорганизмов.

1.3 Умягчение воды.

Умягчение воды для предотвращения образования карбонатных отложений в системах оборотного водоснабжения применяется значительно реже, чем стабилизационная обработка или подкисление. Это объясняется тем, что умягчение воды, как реагентное, так и ионообменное, обходится значительно дороже, чем стабилизационная обработка воды.

1.3.1 Реагентное умягчение.

В качестве реагентов-осадителей применяется: гашеная или негашеная известь, едкий натр, кальцинированная сода. Эти реагенты могут применяться как каждый в отдельности, так и в различной комбинации. Дозировка в обрабатываемую воду осуществляется их водными растворами.

Карбонат кальция и гидроксид магния обладают способностью образовывать пересыщенные растворы, которые медленно приближаются к равновесному состоянию. Поэтому вода, умягченная одним из реагентных методов, обычно имеет остаточную жесткость не менее 0,5-0,1 мг-экв/л.

Кроме того, вода характеризуется высоким значением рН (9,5-10). При использовании такой воды в качестве добавочной в систему оборотного водоснабжения её нужно предварительно подкислить до рН = 7-7,5

1.3.2 Ионообменное умягчение.

Катионитовый метод умягчения основан на способности катионитов, вступать в ионный обмен с растворенными в воде солями. Этот метод позволяет снизить жесткость добавочной воды практически до нуля.

При применении методов катионирования не следует снижать жесткость и щелочность добавочной воды до сотых долей мг-экв/л. Поскольку такая вода становится агрессивной и вызывает коррозию теплообменной аппаратуры и трубопроводов.

Лучшие магистральные умягчители воды

Такие устройства встраиваются непосредственно в трубопровод, выполняя смягчение всей входящей жидкости. Они легко монтируются, немного весят, занимают минимум места. Для работы магистральных приборов используются ионообменная или полифосфатная технология фильтрации. После рассмотрения характеристик 5 кандидатов командой Vyborexperta.ru, на основании лучшего соотношения цена-качество, было выбрано 2 победителя.

Fibos для ГВ

Модель с технологией ионообменной фильтрации предотвращает поломку бытовых приборов посредством избавления жидкости от магния, кальция, железа и других тяжелых металлов. Fibos можно использовать для холодной и горячей воды, которая после очистки пригодна как для технических нужд, так и для питья. Небольшие габариты (12.5х32х12.5 см) позволяют легко установить агрегат в нужное место.

Магистральный фильтр умягчитель для воды со средней производительностью (до 1 куб. м/ч) характеризуется хорошим рабочим ресурсом – до 4000 л. После его истечения не требуется покупка нового модуля (стандарт 10SL), так как он предусмотрен в комплекте. Здесь поддерживается функция автоматической очистки, что существенно облегчает обслуживание прибора.

Достоинства:

• Подробная инструкция;
• Легкая установка;
• Хорошее соотношение цена-качество;
• Подходит для очень жесткой воды.

Недостатки:

Не обнаружено.

Аквафор Стирон

Прибор используется для защиты внутренних деталей бытовой техники (для котла, посудомоечных, стиральных машин, бойлеров) от твердых кальциевых отложений, коррозии. Также он эффективно очищает нагревательные элементы от уже имеющегося известкового налета. За счет стандартного присоединительного размера 3/4″ устройство легко монтируется, снимается без использования переходных колец.

Аквафор Стирон усиливает действие моющих средств, тем самым снижая их потребление. Это позволяет существенно уменьшить денежные расходы. После загрузки полифосфата натрия (в комплекте есть 1 порция) агрегат выполняет 300 рабочих циклов. Оставшееся количество фильтрующей смеси легко контролировать благодаря прозрачному корпусу.

Достоинства:

• Надежное крепление предотвращает протечку;
• Выдерживает до 6.20 атм;
• Оптимальные габариты – 6.1х14.1х6.1 см, вес – 300 г;
• Прочная конструкция;
• Низкая цена.

Недостатки:

Подходит только для холодной воды, пригодной для технических нужд.

При повышенной температуре наполнитель очень быстро растворяется, поэтому важно исключить соприкосновение с соседними шлангами, пропускающими горячую воду (актуально при использовании гибкой подводки)

Особенности устройства и виды

Большинство городских жителей не удовлетворено качеством воды, которая подается через водные магистрали в краны. Причем в разных регионах химический состав жидкости и наличие в ней примесей различаются. Кто-то отмечает повышенную жесткость, кто-то — белый осадок из-за мела, а иногда чувствуется хорошо уловимый запах плесени или других непонятных веществ. Решением проблемы в большинстве случаев становится монтаж накопительных или проточных фильтров.

На самом деле перед тем как попасть к непосредственным потребителям, жителям населенных пунктов, на промышленные и другие объекты, вода проходит тщательную очистку. Процедура, в ходе которой она приводится в соответствие с санитарными нормами, называется водоподготовка. Питьевая вода на станции подается их природных водоемов, хранилищ, каналов. Процесс ее обработки зависит от дальнейшего использования: питье, бытовое использование, полив или технические нужды.

В отдельных населенных пунктах или регионах функционируют муниципальные станции химводоочистки. Это крупные объекты стационарного типа либо мобильные комплексы, представленные контейнерными, модульными и блочными системами.

Конструктивное устройство каждой установки зависит от того, от чего необходимо очистить воду. По методу фильтрации различают следующие виды станций:

• химические — предполагают обработку реагентами (хлор или озон), чтобы нейтрализовать все неорганические примеси (таким способом удаляются сульфаты, цианистые вещества, железо, нитраты, марганец);
• механические (физические) — пропускают потоки через фильтрующие системы мембранного или сетчатого типа для удержания и отсеивания посторонних частичек (бактерии, взвеси, соли тяжелых металлов);
• биологические — предусматривают введение в жидкость специальных микроорганизмов, которые уничтожают вредную и опасную органику (способ актуален для обеззараживания сточных вод);
• физико-химические — применяются на промышленных объектах и крупных станциях подготовки воды;
• ультрафиолетовые — предназначены для уничтожения патогенной микрофлоры и бактерий.

Очистка воды в котельных

Водоподготовка для котельных является обязательным атрибутом технологических процессов. Ее основная цель – предотвращение образования отложений на внутренней поверхности оснащения. От качества воды зависит эффективность работы котельной. Срок службы оснащения во многом определяется ее физическими и химическими свойствами.

Водоподготовка котлов препятствует:

• снижению теплопередачи;
• забиванию оборудования;
• уменьшению периода эксплуатации оснащения;
• снижению рентабельности и нагрузки;
• увеличению частоты простоев.

Процесс осуществляется в несколько этапов. Он включает следующие стадии:

• предварительную очистку от органических веществ;
• умягчение или деминерализацию;
• удаление агрессивных газов;
• коррекционную обработку.

Водоподготовка для паровых котлов позволяет качественно решить основные задачи. В противном случае это приводит к перерасходу ресурсов, реагентам и сбоям в работе оборудования. Автоматизированный комплекс, который включает обессоливание, дегазацию, введение химических веществ, требует трудоемких и квалифицированных ручных измерений. Это позволяет продлить срок эксплуатации оснащения и обеспечивает эффективную работу котельных.

Умягчитель – что это такое и зачем он нужен?

Умягчитель – это автоматизированное устройство, которое путем фильтрации очищает воду и доводит содержание в ней солей жесткости до комфортного и безопасного для человека уровня.

Современные очистительные системы позволяют решить все основные проблемы, с которыми сталкиваются жители как загородных домов, так и квартир.  К ним относятся:

1. Нехарактерная твердость белья после стирки;
2. Горький привкус питья и еды;
3. Белые пятна на поверхности ткани;
4. Большой расход моющих средств, которые к тому же плохо пенятся;
5. Быстро теряющие яркость цветные вещи;
6. Стянуть кожи, ломкость волос, болезни суставов, проблемы с пищеварением и желудком, камни в почках и желчном пузыре;
7. Известковый налет на кухонных приборах и кранах;
8. Проблемы с трубопроводом и теплообменным оборудованием;
9. Накипь на котлах.

Все перечисленные признаки являются признаками жесткой воды, что обуславливается высоким содержанием солей щелочноземельных металлов – бериллия, магния, кальция, стронция, бария и радия. Их также еще называют солями жесткости.

В России единицей измерения степени жесткости воды официально признан моль на кубический метр. Однако на практике чаще всего концентрация положительно заряженных ионов (катионов) кальция и магния как наиболее часто встречающихся солей определяется в градусах жесткости и миллиграмм эквивалентах на литр (мг-экв/л.).

Требования к жесткости регулируются государственными стандартами (ГОСТ) и санитарно-эпидемиологическими правилами и нормами (СанПиН), в которых закреплено, что жесткость питьевой воды должна быть не выше 7 мг-экв/л.

Если показатели используемой воды выше данного обозначения, то её рекомендуется умягчать, что поможет избежать определенных проблем со здоровьем, а также продлить срок службы домашней техники.

Как подобрать бытовой фильтр для жесткой воды

Учитывают ряд параметров, главным из которых при выборе фильтра для смягчения воды из скважины считается состав. Рекомендуется предварительно определить, какие вещества и включения содержатся в жидкости. Для этого можно отнести образцы в лабораторию. На основании результатов подбирают вариант умягчителя: узкоспециальное устройство, контролирующее уровень жесткости, или универсальная система, обеспечивающая дополнительную очистку.

Учитывают и место установки. Агрегаты для умягчения воды под мойку выбираются, если планируется применять многоступенчатую очистку. Для сравнения, магистральный фильтр для жесткой воды обязательно располагается на трубопроводе, при этом выполняется врезка в трубу.

Играет роль и стоимость устройств. Она зависит от функциональности, эффективности фильтрационной системы. Нужно учитывать, что цены в Москве и регионах могут несколько отличаться.

Кувшинные фильтры

Это универсальная разновидность устройства. Главная функция заключается в очистке жидкости. По мере удаления механических частиц и органических веществ отмечается задержка в структуре картриджа и некоторого количества минералов.

В результате жидкость не только очищается, но и становится мягче. Кувшинные фильтры отличаются компактностью. Для оптимальной работы необходимо вовремя производить замену картриджа.

Ионообменные стационарные установки

Различают варианты:

• модель, предназначенная для замены содержимого (при этом сама колба может долго находиться в эксплуатации);
• фильтры в виде картриджей, они не открываются, поэтому по окончании некоторого периода нужно заменить расходный материал;
• устройства в виде баллонов, в данном случае используется метод регенерации ионосодержащей смолы.

В бытовых условиях легче применять первые 2 варианта. Однако длительным сроком службы и высокой эффективностью отличается последний из видов. Его целесообразно устанавливать, если расход воды большой.

Магнитные и электромагнитные устройства

Такие модели фильтров монтируют на трубопровод, благодаря чему обеспечивается очистка всей поступающей к потребителю жидкости от солей. Устройства рекомендуется комбинировать с осмотическими системами. Причем последние улучшают качество воды для пищевых целей (их устанавливают под мойкой), а магнитные и электромагнитные — для стирки, водных процедур.

Обратноосмотические фильтры

Такой вариант постепенно набирает популярность. Устанавливается под мойкой. Жидкость при этом проходит несколько этапов очистки, в результате чего лишается вредных компонентов, приобретает улучшенный вкус и запах. Однако эта модель проигрывает аналогам по стоимости, ее покупка повлечет за собой существенные затраты.

Способы умягчения воды

Чтобы избежать негативного влияния минерализации на технику и людей, воду умягчают следующими способами:

• фильтрованием;
• глубокой очисткой (устройства на принципе обратного осмоса);
• реагентным, с последующим фильтрованием;
• магнитным полем;
• комбинированным.

С помощью фильтрования воду очищают от примесей, размер которых превышает 50 микрометров для фильтров тонкой очистки и 300-400 микрометров для фильтров грубой очистки. Использование 3-5 фильтров тонкой очистки, которые смонтировали параллельно, позволяет обеспечить подачу воды в объеме 1-2 кубометра в час. Такой способ умягчения воды снижает жесткость на 1-2 градуса.

Схема умягчения воды

Установки обратного осмоса удаляют до 95 процентов веществ, растворенных в воде. В том числе тех, чей размер меньше 50 микрометров. Производительность таких установок не превышает 200 литров в час. Это универсальный способ, который применяют для любого состава воды.

Реагентный способ применяют, чтобы снизить содержание в воде определенного типа веществ. В качестве реагента используют катионные смолы, соду, поташ и другие вещества.

Этот метод не является универсальным. Прежде, чем использовать его, необходимо провести анализ воды, чтобы определить тип реагентов, которые необходимы для умягчения. После реагентной обработки растворенные вещества превращаются в трудно растворимые, которые удаляют фильтрами.

Магнитное поле применяют для удаления из воды растворенного железа и его производных. Поэтому данный способ применяют только для воды с высоким содержанием железа.

Комбинированный способ – это комбинация двух или более способов умягчения воды. Верный подбор способов, устройств и реагентов повысит производительность и качество очистки воды.

Что такое жесткость воды и какая она бывает?

Под жесткостью воды подразумевается совокупность ее химико-физических свойств, уровень содержания растворенных солей, преимущественно кальция и магния (т. наз. “щелочноземельных металлов”). Различают такие степени жесткости:

• временная (карбонатная), при которой в воде присутствуют соли магния и гидрокарбонатов кальция;
• постоянная (некарбонатная), для которой характерны другие примеси, не выделяющиеся при кипячении воды — сульфатные, хлоридные и нитратные анионы.

Для определения жесткости чаще всего используется такая единица, как миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л). Существует такая классификация воды:

• жесткая – от 6,0 мг-экв/л;
• средней жесткости – в диапазоне от 3,0 до 6,0 мг-экв/л;
• мягкая – до 3,0 мг-экв/л.

Советы

Если для использования фильтра в домашних условиях куплены магнитные устройства, нужно учесть тот факт, что со временем жидкость к ним привыкает. Чтобы восстановить эффективность такого прибора, нужно снять его на некоторое время

Кроме того, важно учесть, что их выбор зависит и от химического состава воды. Если игнорировать процесс восстановления, прибор будет малоэффективным через некоторые время после работы

Магистральные и проточные модели выполнять свои функции при очистке очень жесткой воды (до 20 мг-экв/л). Они не имеют сложных механических узлов и движущихся деталей. Однако такие устройства требуют подключения к сети, что должен знать покупатель. Они хороши там, где необходима большая дальность действия (до 2 км в длину водопровода от места монтирования). Эти изделия подходят тем, кому важна автоматизированная настройка работы системы. Для удаления вредных примесей можно сделать выбор между устройствами обратного осмоса и наборами из картриджей.

Интересным нюансом является тот факт, что, помимо блокировки вредных взвесей, полифосфаты в виде крупных кристаллов активизируют рост водорослей. Если такой реагент попадет на кожу, он вызовет раздражение тканей. Покупать для очистки питьевой воды этот фильтр нельзя. Зато он подходит для обработки воды средней жесткости. Однако при покупке не исключен риск приобретения поддельной продукции. Выбирать изделие такого типа нужно особенно основательно.

О том, как выбрать фильтр для воды, смотрите в следующем видео.

Расчет потенциальной мощности установок по очищенной воде на ионообменных сорбентах

Наиболее удобно описывать процессы сорбции загрязняющих катионов трехмерными уравнениями. Это значит, что функция отклика варьируется в трехмерном пространстве переменных термодинамических координат. Так, степень очистки воды ?С (разница между концентрациями загрязняющего катиона на входе и выходе из сорбционной колонны) при фильтрации через насыпной слой специфического сорбента практически полностью описывается следующим уравнением:

?С = f(L,W,V), (1)

где: L – высота насыпного слоя;

W – количество активных центров сорбента;

V– скорость фильтрации.

Математическое моделирование процессов фильтрации дает возможность найти общий вид уравнения (1):

?С=/(3-L) (2)

Итоговое уравнение (2) учитывает влияние на процесс сорбции загрязняющих катионов трех переменных факторов и содержит постоянных коэффициентов 12 коэффициентов.

Решение уравнения ?С = f(L, W, V) было найдено для катионитов, для которых известно, что при скорости фильтрации V, превышающей оптимальную (Vopt=20 м/ч) в 3 раза степень умягчения воды составляет 1/10 от степени умягчения, наблюдающейся при оптимальной скорости фильтрации. Таким образом, уравнение (2) имеет решение в интервале .

Далее найдем уравнение для расчета приращения скорости ионного обмена ?U при изменении скорости фильтрации на ?V. Приращение скорости ионного обмена определяется площадью, ограниченной кривой ?С = f(V) и осью абсцисс. Таким образом, в области варьирования скорости фильтрации (?V) от Vopt до V, приращение скорости ионного обмена может быть найдено по формуле:

V /(3-L)

?U = ? ? dV d(?C) = ? dV ? d (?C) (3)

?V Vopt 0

Уравнение (3) решается численно и величина приращения скорости ионного обмена выражается в мг/ч. Для этого, скорость фильтрации следует выразить в л/ч, а степень очистки ?С – в мг/л:

= [л/ч]·[ мг/л] = [мг/ч]

Зная значение ?U, можно найти полную скорость ионного обмена U. Скорость ионного обмена – это количество загрязняющих ионов (в мг), которое сорбировалось на сорбенте за 1 час. Величина ?U существенно отличается от 0 только при значениях скорости фильтрации выше некоторой оптимальной Vopt. Кроме того, ?U <0, так как с увеличением скорости фильтрации полная скорость ионного обмена снижается. Скорость ионного обмена при V< Vopt находится по формуле: U = V · ?C

В приведенной формуле степень очистки ?C находится по уравнению (2). При высоких скоростях фильтрации (V> Vopt) полная скорость ионного обмена выражается следующим образом:

U = V · ?C + ?U (4)

Зная скорость U, потенциальную мощность установки Р водоподготовки при повышенных скоростях фильтрации. Мощность Р – это объем воды, который может быть очищен на данной установки при соблюдении условия неизменности заданной степени очистки ?Cs. Для вычисления мощности необходимо знать динамическую обменную емкость ионообменного сорбента. Пусть обменная емкость равна E (в мг-экв/л), тогда общее количество активных центров (ионообменных групп) сорбента Wо равно:

Wо = E · Vs, (5)

где: Vs – объем сорбента.

Общее время Ts, в течение которого данная колонна может эксплуатироваться между двумя регенерациями, определяется отношением параметра Wo к полной скорости ионного обмена U при заданной скорости фильтрации:

Ts = Wo/U = E · Vs /( V · ?C + ?U) (6)

При расчетах по уравнению (6) следует перевести скорость ионного обмена в мг-экв/ч. Полученное время Ts (в часах) выражает запас эксплуатационной мощности установки водоподготовки в межрегенерационный период. Мощность установки может быть также выражена в объеме воды, который может быть очищен в межрегенерационный период Qs:

Qs = V / Ts (7)

Для удобства объем Qs выражается в м3, поэтому скорость фильтрации V должна быть переведена в м3/ч. Нахождение параметров Qs и Ts является конечной целью математического моделирования водоподготовительных установок.

Чем опасна жесткая вода

В состав входят минеральные соли, например, соединения кальция и магния. Вода отличается по уровню жесткости:

• мягкая;
• средняя;
• жесткая;
• супержесткая.

Первую можно получить из скважин, которые характеризуются наибольшей глубиной. Вода средней жесткости проходит по водопроводу городских квартир. Ее характеристики удовлетворительные, металлы, которые входят в состав, действуют щадяще ввиду сравнительно небольшой концентрации. Жесткая и супержесткая — подается из колодцев, скважин средней и небольшой глубины; содержит наибольшее количество минеральных солей, что меняет ее вкус и свойства.

Признаки повышенной жесткости

Повышенная жёсткость в воде.

• появление накипи на нагревательных элементах электроприборов;
• на раковине, окружающих ее предметах, поверхностях, а также смесителе регулярно появляются известковые образования;
• на посуде можно увидеть белый налет после мытья;
• чай покрывается пленкой в чашке после заваривания;
• увеличивается расход моющих средств, т. к. компоненты, которые входят в их состав, не обеспечивают достаточное количество мыльной пены;
• одежда вскоре теряет цвет после регулярной стирки в жесткой воде;
• высокое содержание минеральных солей способствует быстрому образованию налета внутри коммуникаций, его толщина увеличивается, из-за чего просвет труб сужается, в результате затрудняется ток жидкости по водопроводу;
• ухудшаются вкусовые качества пищи, напитков;
• бобовые нецелесообразно замачивать в воде с повышенной жесткостью, т. к. они не размягчатся даже после длительного пребывания в наполненной жидкостью емкости;
• продукты намного дольше варятся.

Кроме того, низкое качество воды в коттедже или квартире негативно влияет на состояние здоровья людей.

Возможные осложнения:

• образование конкрементов в почках, мочевом пузыре — следствие отложения минеральных солей в организме;
• избыточное содержание соединений кальция и магния может стать причиной нарушения работы сердца;
• кожа после водных процедур теряет свойства, эластичность, становится более сухой, появляется ощущение стянутости; при повышенной чувствительности возникает раздражение, зуд;
• ухудшается состояние волос: они становятся ломкими, теряют блеск, пропадает гладкость, что часто сопровождается проблемами с расчесыванием;
• у детей может развиться атопический дерматит.

Мембранное умягчение воды

Этот метод предполагает продавливание жестких примесей под давлением. Для этого используется показатель давления в 3-4 атм. и полупроницаемая мембрана, на которой оседают все вредные элементы.

Преимущества:

1. Установка такого фильтра для умягчения воды позволяет получить воду высокой степени очистки — практически дистиллированную.
2. Удаление всех нежелательных примесей, а не только тех, что влияют непосредственно на жесткость.

Недостатки:

1. Необходимость создания в водопроводе избыточного давления не меньше указанной нормы.
2. Требуется дополнительная минерализация, чтобы сделать воду пригодной для питья.
3. Высокая стоимость системы и заменяемых расходных деталей.

2.2 Умягчение воды методом ионного обмена

Метод ионного обмена для умягчения воды – наиболее эффективен и широко применяется в промышленных масштабах, поскольку позволяет фильтровать значительное количество воды за короткие сроки. Основные показания для применения метода ионного обмена:

– содержание минеральных солей составляет 100-200 мг/л,

– высокий уровень жесткости.

Суть ионного обмена основана на свойстве ионообменных веществ или ионитов заменять положительные или отрицательные ионы в воде на соответствующее число ионов ионита. Бывает анионный и катионный обмен, а иониты соответственно могут быть анионами и катионами.

Иониты представляют собой неорганические либо высокомолекулярные органические  соединения, труднорастворимые в воде, в составе которых присутствует подвижный катион или анион. Катионы поглощают положительные ионы солей, а анионы – отрицательные. Количество содержащихся в ионите противоинов определяет его емкость (чем значение емкости больше, тем выше эффективность умягчения).

Рис. 2 – Технологическая схема установки умягчения воды

В промышленности в качестве ионитов используют синтетические ионообменные смолы, а также сульфированные угли.

Процесс умягчения воды в установке с последовательным катионированием и анионированием: вода, проходя через гранулы катионитового фильтра избавляется от ионов магния и кальция, после чего поступает в анионитовый фильтр и освобождается от анионов. Затем с помощью дегазатора из воды удаляются диоксид углерода и кислород. Далее очищенная вода направляется потребителям.

Поскольку реакции ионного обмена обратимы, возможно осуществлять регенерацию отработанной смолы путем обработки соответствующими кислотными или щелочными растворами.

Преимущества технологии ионного обмена:

– максимально высокий уровень очистки и умягчения воды по сравнению с любыми другими методами,

– универсальность – может применяться как для подготовки питьевой воды в небольших масштабах, так и для очистки сточных вод в промышленных условиях,

– снижает концентрацию не только солей магния и кальция, но и других элементов, отрицательно влияющих на качество воды и имеющих способность к ионному обмену,

– легкость использования, так как фильтрующая установка не включает в себя сложные устройства, и эксплуатация сводится к простой регулярной замене картриджей, содержащих ионообменную смолу.

К недостаткам можно отнести следующие факторы:

– использованные реагенты требуют утилизации,

– регулярные расходы на регенерацию ионообменной смолы (для средних показателей жесткости воды, это необходимо осуществлять каждые три месяца) и замену после полной выработки,

– маленькая скорость умягчения воды, так как ионообменный материал отличается низким показателем гидрофильности, и медленно обменивается ионами.

Тем не менее, все вышеперечисленные минусы практически сводятся к минимуму, благодаря современным разработкам фильтров, которые позволяют снижать расходование реагентов, а использование катализаторов значительно ускоряет процесс умягчения.

Конструкционно ионообменные фильтры на сегодняшний день производятся двух типов:

– стационарные фильтры относительно компактных размеров, укомплектованные сменным картриджем,

– крупногабаритные ионообменные колонны, включаемые в водопроводную схему, и обладающие автоматизированной регенерацией наполнителя.

Ионообменные колонны состоят из следующих комплектующих:

– герметичная рабочая емкость, наполненная ионообменной смолой, в виде баллона или бака.

– клапан для управления подачей воды, оснащенный электронным процессором,

– резервуар для восстанавливающего реагента.

Фильтрующие установки для применения в бытовых нуждах и в промышленных областях одинаковы по устройству и принципу работы и отличаются только габаритами рабочей емкости, а также составом применяемых реагентов.

Способы умягчения воды

Как правило, вода в системе центрального водоснабжения проходит предварительную очистку от солей, но практика показывает, что нужна дополнительная очистка и умягчение воды. Для смягчения воды можно использовать как химические, так и физические способы.

Схема очищения воды от жесткости через ионообменные смолы

Рассмотрим следующие виды:

• Способ № 1 – заключается в кипячении воды, который является самым доступным способом. Но таким методом можно умягчать только природную воду, в которой после кипячения остается осадок (карбонат кальция). После удаления осадка вода мягкая и пригодна к употреблению.
  • Плюс этого метода в его простоте,
  • Минус заключается в том, что такую воду не зальешь в стиральную машину, а для обеспечения семьи мягкой водой понадобится много времени.
• Способ № 2 — реагентный или химический способ, который заключается в использовании химических средств (ингибиторы накипи), связывающих ионы кальция и магния в нерастворимые комплексы.
  • Минус метода – в его дороговизне, так как на 1 л воды добавляют 10 мл реагента, и кроме этого, страдает экология. Применяют преимущественно в промышленных целях.
  • Плюс метода в том, что он удаляет накипь с труб и паровых котлов.
• Способ № 3 — метод ионного обмена, который заключается в том, что жесткую воду пропускают через фильтр из ионообменной смолы. В этом случае происходит замена ионов жесткости кальция и магния на ионы натрия. Это наиболее распространенный и популярный метод, используемый в мире для умягчения воды.
  • Минус способа в том, что приходится обогащать картридж ионами натрия, которые истощаются.
  • Плюсом является отсутствие необходимости водоподготовки.
• Способ № 4 – безреагентный способ умягчения воды с помощью электромагнитного поля, катализаторов, электромагнитного импульса, низковольтного тока.Под действием электромагнитного поля происходит кристаллизация ионов кальция и магния, изменяется структура воды и ускоряется коагуляция.
  • Недостаток метода в том, что все соли остаются в воде, что требует дополнительного удаления.
  • Использование катализаторов требует дополнительных затрат, так как они истираются, что требует их восполнения и загрузок.
  • Использование электромагнитных импульсов и низковольтного тока не нашло широкого применения из-за дороговизны способа.
• Способ № 5 – метод обратного осмоса, который заключается в том, что вода поступает в бак, разделенный обратноосмотической мембраной, где полностью удаляются соли из воды.
  • Плюс метода в том, что удаляются все вредные вещества, бактерии и вирусы.
  • Минус метода в том, что возникает проблема утилизации отходов и потеря большого количества воды при очистке.