Ионный обмен в водоподготовке

 

Так же, как быт и здоровье человека нуждаются в качественной очищенной и умягченной воде, так и производственные процессы требуют от воды качества. Потому сегодня в быт многих предприятий вошло такое понятие, как водоподготовка. Очищать воду, как известно можно разными способами. Одним из самых известных и старых на сегодня является ионный обмен в водоподготовке.

 

Сферы применения водоподготовки и их актуальность

 

Не каждая отрасль нуждается в качественной воде. Но таких меньшинство. Все-таки вода из первичных источников, сегодня на столько загрязненная, что к очистке прибегать придется в любом случае. Что касается умягчения, то есть несколько отраслей, особенно остро ощущающих его нехватку. В таблице представлены все возможные отрасли, где могут применяться умягчители. Так же расписаны разные варианты приборов для разных отраслей.

Виды приборов	Потребляющие отрасли
Электромагниты, магниты, ультразвук	Теплоэнергетика Водоснабжение Бытовое использование
Ионообменные приборы	Металлургия Теплоэнергетика Быт Производство питьевой воды
Мембранные устройства	Микроэлектроника Абразивное производство Фармацевтика Пищевая отрасль

Применение любого умягчителя достаточно обширно. О причинах такой популярности, вряд ли кто-то задумывался. Так же, впрочем, как и природе необходимости применения водоподготовки на предприятиях.

Использование воды в оборудовании приводит к образованию коррозии. Бороться с коррозией можно с помощью добавления в воду специальных ингибиторов, тормозящих ее. Но кроме таких проблем, есть еще жесткость воды. Именно она приносит больше всего неприятностей и из-за нее так актуален ионный обмен в водоподготовке и не только.

Умягчение воды дает возможность, прежде всего, значительно сэкономить на очистительных процедурах. Накипь нельзя ни в коем случае оставлять на стенках оборудования. Они способствуют значительному перегреву стенок и нагревательных элементов. Из-за этого трубы могут лопаться, бытовые приборы выходят из строя из-за перегоревших нагревателей.

В теплоэнергетике данные явления чреваты намного худшими последствиями. Все-таки там вода с трубами и оборудованием работает постоянно. Даже при наличии водоподготовки, оборудование приходиться периодически чистить. Остатки коррозии, осадок старой накипи, все это нужно вымывать из оборудования.

В отношении пищевой промышленности все более или менее понятно. Химическая промышленность в обязательном порядке требует высочайшей степени очистки для чистоты опытов и экспериментов. Ионный обмен в водоподготовке является большим подспорьем. Ведь часто вода нужна очень мягкая. Другие очистные сооружения такой степени устранения жестковатых солей не дают.

Очень часто на предприятиях водоподготовка может быть многоступенчатой. И вот тогда может применяться не только ионный обмен, но и другие варианты очистителей. Такая схема часто применяется на предприятиях по производству питьевой воды. Мембранные фильтры идут последними в схеме водной подготовки, а перед ними в обязательном порядке применяют ионообменные.

 

Сила обмена ионов

 

Обмен намного эффективнее в умягчении, чем другие способы. У него есть свои нюансы, делающие его не таким привлекательным, как безреагентные приборы, например, но, тем не менее, ионный обмен в водоподготовке вещь необходимая.

Сегодня очень многие потребители выбирают ионообменные умягчители, в том числе и в быту. Что дает такой прибор, в чем его преимущества?

• Дешевизна (первоначальная);
• Высокая степень умягчения;
• Возможность купить прибор электролиза хоть для магистральной очистки, хоть для бытовой;
• Возможность устранять не только жесткость

Обмен – это новое слово в умягчении. В свое время, когда существовали только механическая фильтрация да адсорбция, то применение такого устройства и вправду было прогрессивным. Это сегодня ионный обмен в водоподготовке до сих пор актуален, как и много лет назад.

Смысл работы обмена сводиться не к отфильтровыванию. На этих принципах работает механика. Там твердые частицы примесей удерживаются сетками, засыпками, то есть примеси удерживают преграды. В ионном обмене происходят другие процессы. В нем происходит взаимопроникновение одного вещества в другое. То есть материя такой чистки более тонкая и чувствительная.

Ионообменные процессы хороши тем, что помогают устранить не только жесткость, но и соли других металлов. Ионы солей кальция и магния имеют очень малый размер для того, чтобы отфильтроваться в порах синтетики или механических, даже самых мелких сеток. Вот тогда то и вспомнили о возможностях смол.

Основу любого обменного фильтра составляет смола. Она нерастворима, имеет форму гелевых шариков. Козырь умягчения воды методом ионного обмена состоит в содержании большого количества натрия в структуре. Это вещество и способно к обмену. Внутри смолы натрий держится, практически на честном слове. Потому заменить его не составит труда.

При контакте таких смол с водой высокой степени жесткости происходит реакция – кальций и магний замещают натрий в смоле. Получается, что количество солей в воде остается прежней, только меняется их вид. Натрий накипь не образует и даже полезен для здоровья.

Благодаря таким сменных особенностям, смола может устранить и другие примеси, в том числе и более тяжелых металлов. Потому применение обменных смол очень распространено. Часто адсорбирующие засыпки мешают с ними для достижения большего очищающего эффекта.

Ионный обмен в водоподготовке может подразумевать использование специальных хелатирующих смол. Их особенность состоит в том, что они могут отфильтровывать несколько видов примесей, в обмен на тот же натрий. Так же следует отметить, что ионообменная смола может работать как катионит, и как анионит. Восстанавливать ее можно тоже разными веществами. Катионит восстанавливается кислотой (хлор+водород), анионит специально очищенной солью, на крайний случай солью «Экстра».

Ионы смолы нужно постоянно восстанавливать, хоть и в течение определенных периодов. В этом заключен главный минус данного метода. Во-первых, восстановление подразумевает расходы других материалов. Причем расходы постоянные. Во-вторых, восстанавливать постоянно не получится, со временем придется поменять смолу. И в – третьих, после восстановления получаются очень вредные отходы. И их тоже надо куда-то девать, получать разрешения на утилизацию.

В быту этих проблем избежали, путем простой постоянной замены картриджей со смолой. Там и восстанавливать нельзя, т.к. используются химикаты. Питьевую воду после этого не получишь. Потому актуальность и нужность такого метода как ионный обмен для быта и производства даже не обсуждается.