Обессоливание воды методом ионного обмена

 

Эту технологию часто применяют для снижения уровня жесткости. После соответствующей обработки обеспечивается надежная защита оборудования, подключенного к общей магистрали. Предотвращаются поломки нагревательных котлов, уменьшается расход стиральных и моющих средств, снижаются затраты на электроэнергию. Совокупный экономический эффект достаточно велик, чтобы внимательно ознакомиться с практическим применением обессоливания воды методом ионного обмена.

 

Основные принципы

 

Основную функцию в обессоливании воды выполняют желтоватые шарики, созданные из специальных смол. Это – молекулярные соединения с микроскопическими отростками, которые обладают электрическим зарядом. Они способны удерживать ионы соединений натрия.

При прохождении загрязненной воды такая засыпка извлекает и удерживает соли кальция и магния. Одновременно освобождаются молекулярные натриевые компоненты. Они вымываются в пропорции 2 к 1.

Постепенно будет удален весь исходный наполнитель. Длительность процесса зависит от начального значения жесткости, реального объема потребления. Определенное влияние оказывают посторонние примеси, уровень температуры. В любом случае гранулы перестают работать.

На этой стадии допустимы два варианта действий. Первый – замена действующего вещества! Примером являются типовые установки обессоливания воды, которые утилизируют после исчерпания определенного ресурса. Новый блок устанавливают в старый корпус, продолжают обработку в обычном режиме.

Второй вариант – регенерация. Засыпку промывают чистой водой, удаляют механические загрязнения. Далее через нее пропускают раствор поваренной соли. Процесс обратного замещения ионов восстанавливает утраченные функции.

 

Комплекты оборудования для обессоливания воды методом ионного обмена

 

Фильтры с картриджами устанавливают в головку душа, применяют для подготовки жидкости. В любом случае подобные комплекты пригодны только для малой производительности при сравнительно небольшом уровне жесткости. Некоторые модели можно регенерировать по инструкции производителя. Иногда требуется промывка ионным обменом, либо раствором слабой кислоты. Но подобные процедуры допустимо выполнять не более 3-4 раз.

Для комплексной защиты квартиры или частного дома применяют иное решение. Основную засыпку вместе с опорной подушкой из гравия или других гранул помещают в крупную емкость. Ее устанавливают вертикально. Воду подают по направлению сверху вниз с забором через сетчатый сепаратор. Его закрепляют на трубе, которую монтируют в центральной части колонны.

Рядом ставят бак с раствором для регенерации. Его создают из очищенной натриевой соли, которую выпускают в форме крупных таблеток. Заполнение жидкостью до нужного уровня контролируют поплавковым клапаном. Соединяют емкости трубами, подключают блок управления, магистраль водоснабжения, сеть питания, канализацию.

Через установленный интервал времени таймер подает напряжение на обмотки привода определенных электромагнитных клапанов. Обычный выход перекрывается, последовательно выполняется промывка чистой водой и регенерационным раствором. Эта операция одновременно разрыхляет засыпку для устранения уплотнений и формирования равномерного слоя. По завершении процедуры ионообменная система переключается на обычный рабочий цикл.

В этом варианте пользователю надо только пополнять запас таблетированной соли. Современные комплекты оснащают функцией самостоятельной диагностики. Они сигнализируют при выявлении неисправностей, прекращают подачу электропитания и воды в аварийных ситуациях.

 

Как сделать расчет системы умягчения?

 

Сначала уточняют имеющиеся потребности. По санитарным и строительным нормам одному человеку в день надо около 220 литров чистой воды для приготовления пищи, гигиенических процедур, мытья посуды, решения других бытовых задач. Разумеется, делают коррекции с учетом личных предпочтений. Расход увеличивается заметно, если принимать ванну вместо душа. Определенное количество жидкости необходимо для работы автономной системы отопления. Рекомендуется сделать запас, чтобы исключить дефицит. В городской квартире можно взять данные из показаний магистрального счетчика.

Выбор смолы, типа корпуса и оценку первичного состава примесей лучше поручить квалифицированным специалистам. При необходимости они посоветуют дополнительные степени фильтрации, которые удалят вредные загрязнения. Особенно опасны для смол органические составляющие, блокирующие ионный обмен. Песок способен повредить гранулы механически. Хлор – разрушает их структуру! Самостоятельно можно сделать расчет количества засыпки с учетом измеренного уровня жесткости. Допустим, что в результатах лабораторных исследований указано: 8 мг-экв/литр. 

В сопроводительной документации производителя приведена рабочая емкость одного литра смолы 1,5 г-экв. Последняя цифра обозначает накопительную емкость. Ниже приведен пример типовых вычислений:

• 50 кг гранул обладают общей емкостью 75 г-экв/литр (50*1,5);
• 1 литр такой засыпки способен обессолить 187,5 л воды (1500/8);
• при отмеченном объеме наполнителя суммарное количество обработанной жидкости составит 9375 л;
• потребности семьи из трех человек с запасом составляют 825 л (220*3*1,25);
• регенерацию, а также химический метод очистки воды надо выполнять через каждые 12 дней (9375/825=11,3).

 

Кроме округления в большую сторону специалисты советуют уменьшить полученный результат на 30-50%. Жесткость существенно изменяется при сильных дождях, во время паводков. Такая «страховка» поможет компенсировать данные колебания.

Для расчета количества регенерационной соли берут значения в диапазоне от 110 до 170 г на литр. Приблизительные типовые значения важнейших параметров приведены в сводной таблице:

Производительность (куб. м за час)	Габариты основной колонны (Диаметр/высота в см)	Масса в заполненном состоянии	Общая обменная емкость при расходе поваренной соли 110 г на литр	Доза солей натрия на одну фильтрацию, кг	Расход воды на один восстановительный цикл, м куб.
1,25-1,6	250/1400	50-55	30-32	3,5-3,7	0,4-0,43
1,6-1,9	250/1700	58-64	40-43	4,5-4,9	0,44-0,46
1,9-2,3	300/1400	75-82	51-54	5,7-6,2	0,58-0,61
2,3-2,6	320/1600	88-93	66-69	7,7-7,9	0,65-0,71
2,8-3,3	370/1800	98-105	78-82	8,7-9,1	0,78-0,83

 

Выбор оборудования, особенности монтажа и правильная эксплуатация

 

Изучая ассортимент магазинов, следует обратить внимание на актуальные предложения профильных производителей. «Кабинетные» модели отличаются компактными размерами и ионным обменом, в качестве промывки. Составные части установки монтируют в едином корпусе. Его хорошие эстетические характеристики не исключают возможность размещения на видном месте. Однако следует помнить о высоком шуме в процессе регенерации, так что лучше пользоваться отдельным помещением.

Из новинок надо отметить интеграцию обессоливания воды с комплексными системами категории умный дом. В рамках таких проектов объединяют информационные потоки используют удобные средства передачи и обработки данных. Ниже перечислены некоторые типовые решения:

• Контроль влажности и температуры с автоматизированным поддержанием параметров снижает расходы на теплоснабжение, вентиляцию.
• Данные с датчиков по беспроводным линиям связи передают не только в границах объекта недвижимости, но и на дальнее расстояние с применением технологий сети Интернет.
• Пользователь в дистанционном режиме контролирует протечки, исправность оборудования.
• При необходимости он может отключить электропитание, вызвать аварийную службу.

 

Классический набор для обессоливания воды методом ионного обмена составляют из отдельных функциональных блоков. Такой вариант не только дешевле. В этом случае не сложно подобрать компоненты в точном соответствии с имеющимися потребностями по производительности и другим важным параметрам. Как правило, производители приводят список официальных ограничений:

• Давление устанавливают от 2 до 8 атмосфер. В городских условиях монтируют во входной группе редукционный клапан для ограничения максимального напора безопасным уровнем.
• Объем подачи воды определяется техническими особенностями установки. Для промывки 100 л. катионита требуется обеспечить скорость не менее 1,4 м куб. за час.
• Если штатного оборудования для создания оптимального давления недостаточно, добавляют к в комплект насосное оборудование.
• Дренаж должен быть рассчитан на определенный поток стоков. Подбирают место установки обессоливания воды ионным обменном на расстоянии не более 5-6 метров от магистральной канализационной трубы. Подводку делают с уклоном для передвижения жидкости самотеком.
• Площадь и конфигурацию помещения подбирают с учетом свободного перемещения пользователей.
• В комнате устанавливают радиаторы отопления, ионообменную смолу, вентиляционные устройства, поддерживают рабочий температурный режим и определенную влажность воздуха.
• Нагреватели располагают на достаточном расстоянии от основной колонны, чтобы не допустить перегрев более +50°C.

 

Предварительной подготовкой контролируют перманганатную окисляемость. Убирают полностью, или обеспечивают допустимую концентрацию следующих примесей:

• свободного хлора;
• солей;
• соединений железа, сульфитов и сероводорода;
• механических загрязнений с абразивными свойствами;
• продуктов нефтехимии.

 

Для каждого метода опреснения воды производители устанавливают предельный уровень жесткости, при котором сохраняется плановая эффективность обработки. Как правило, он не превышает 14-16 мг-экв/литр.

 

Выводы и рекомендации

 

Масса крупного комплекта в сборе превышает 150 кг, поэтому нужна достаточно надежная опора. При необходимости – укрепляют фундамент. Для звуковой изоляции стен пользуются ионным обменом, а также специализированными материалами с рельефной поверхностью. Уплотняют дверные и оконные блоки. Устанавливают проводку и компоненты сети в исполнении с улучшенной защитой по стандарту IP не менее класса 54 (защищенность от пыли и влаги).

Если собственных способностей и знаний недостаточно – монтаж и настройку поручают специалистам! Для своевременного пополнения запасов регенерационной соли пользуются напоминаниями электронных календарей. Обслуживание выполняют в соответствии с установленным временным графиком. При соблюдении официальных инструкций ионообменную засыпку меняют через каждые 8 лет и реже.