У яких установках відбувається пом'якшення води. Пом'якшення води для дому оптимальним способом із мінімальними вкладеннями. Хімічний спосіб пом'якшення води

Станція очищення води від солей жорсткості
Показник «жорсткість води» відображає кількісне вміст у ній лужноземельних металів. У зв'язку з тим, що основний внесок роблять кальцій і магній, іншими іонами лужноземельних металів нехтують. Сам термін має побутове походження: тканина, випрана у воді з високим вмістом кальцію та магнію, стає жорсткою на дотик. Жорсткість води поділяють на карбонатну (тимчасову) та некарбонатну (постійну). Тимчасова – обумовлена ​​гідрокарбонатами кальцію та магнію, постійна – в основному хлоридами та сульфатами. Тимчасова жорсткість знижується при кип'ятінні за рахунок утворення нерозчинних карбонатів. Провисокої жорсткості води, як і про перевищення заліза, можна судити по слідах, що залишаються у вигляді накипуна нагрівальних елементах, сірих нальотах на висихаючих поверхнях, сухій стягнутій шкірі, жорсткій білизні після прання.Процес видалення іонів жорсткості з води називається пом'якшення. Залежно від призначення води вимоги до жорсткості води різні. Для питної водиСанПіН 2.1.4.1074-01 встановлено граничну концентрацію 7 мг-екв/л, а за рекомендацією ВООЗ кальцію в питній воді має міститися 20-80 мг/л, магнію - 10-30 мг/л, що відповідає жорсткості 1,8-6 5 мг-екв/л. Для побутових приладів(пральних та посудомийних машин, бойлери) виробники рекомендують використовувати воду з жорсткістю не більше 1,5 мг-екв/л. Найкращі високі вимогипо жорсткості пред'являються до води для жорсткість підготовленої води не повинна перевищувати 5 мкг-екв/л.

Пом'якшення води - терміни

  • Термічний . При нагріванні води гідрокарбонати кальцію та магнію переходять у нерозчинні карбонати та осідають на стінках водонагрівача, чайника тощо. Даний метод застосовується за малої потреби у воді, наприклад, для дачі, і за умови, що більша частинажорсткість тимчасова (гідрокарбонатна). Мінус цього способу також у складності очищення нагріваючої поверхні від накипу.
  • Реагентне пом'якшення . Метод заснований на введенні у воду гашеного вапна Ca(OH)2 - вапнування, або гашеного вапна Ca(OH)2 і соди Na2CO3 - содо-вапнування, для переведення солей жорсткості в нерозчинні карбонати, з подальшим осадженням або освітленням. Додатково можуть вводитися коагулянти та флокулянти. Метод застосовується в промисловості для великих обсягів споживання води за високої карбонатної жорсткості. При застосуванні вапнування та содо-вапнування одночасно з жорсткістю знижується лужність, при відстоюванні та освітленні видаляються зважені частинки, у тому числі колоїди, на пластівцях осаду можуть також сорбуватися органічні забруднення. Мінуси даного методу - велика витратареагентів, необхідність реагентного господарства, великі габарити обладнання при використанні відстійників, утворення шламу, що важко утилізується. Даний метод не застосовується для приготування питної води, оскільки пом'якшена вода має високий водневий показник рН.
  • Іонний обмін (Na-катіонування) . Найпоширеніший і доступний метод, застосовується як для промислових, так і для приватних систем водопідготовки . Метод заснований на заміні іонів кальцію та магнію на іони натрію при проходженні води через сильнокислотний катіоніт у Na-формі. У процесі очищення іонообмінний ресурс завантаження вичерпується і її регенерація. Відновлення проводиться 6-10% розчином хлориду натрію ( кухонної солі), в ході регенерації іони кальцію і магнію знову заміщаються на іони натрію, і готове завантаження подальшої роботи. Періодичність регенерацій визначається твердістю вихідної води.
  • Зворотний осмос та нанофільтрація . Ці методи відносяться до мембранних методів очищення. В основі зворотного осмосу та нанофільтрації лежить принцип фільтрації через напівпроникну мембрану. У процесі очищення видаляються також інші іони та забруднення, знижується загальна мінералізація води. Установки виготовляються як промислового, і побутового масштабу. Установки зворотного осмосу незамінні при очищенні дуже жорсткої води з перевищенням мінералізації або натрію. До мінусів методу можна віднести високе, порівняно з іонним обміном, енергоспоживання.

Окремо можна вказати метод зв'язування солей жорсткості поліфосфатними реагентами, магнітну та імпульсну обробку, зміни структури солей жорсткості - всі ці методи не видаляють іони кальцію та магнію з води, а лише запобігають утворенню накипу.

Установки водоочисних серій - Станція пом'якшення води
Призначення:
Пом'якшення води- Вилучення з води іонів кальцію Ca2+ і магнію Mg2+, що зумовлюють її жорсткість. Солі жорсткості є причиною утворення накипу на нагрівальних елементах та внутрішніх поверхнях труб, збільшення споживання. миючих засобів, помутніння води.
Опис:
Станція пом'якшення води складається зі скловолоконного корпусу з внутрішнім поліетиленовим лейнером, автоматичного клапана керування Autotrol (Pentair Water, США), дренажно-розподільної системи, іонообмінного завантаження, гравійної підкладки та сольового бака для регенерації.
Принцип дії:
Пом'якшення води відбувається за механізмом іонного обміну, при цьому іони кальцію та магнію замінюються еквівалентною кількістю іонів натрію. При вичерпанні ресурсу іонообмінної смоли потрібна її регенерація 8-10% розчином кухонної солі (NaCl). Для цього використовується спеціальна таблетована сіль, що не підлягає спостереженню. Розчин готується у сольовому баку, заповнення бака водою відбувається у автоматичному режимі.До обов'язків обслуговуючого персоналу входить засипка солі та контроль її рівня.

«Lewatit» S1567 (Німеччина) – сильнокислотний гелієвий катіоніт у натрієвій формі на основі кополімеру стиролу-дивінілбензолу. Монодисперсні гранули мають надзвичайну хімічну і механічну стабільність і високу осмотичну стійкість. Робоча обмінна ємність – вище, ніж у більшості смол (з урахуванням старіння) – приймається 1200-1400 мг-екв/л смоли. Регенерація – розчином кухонної солі (NaCl).

Вимоги до вихідної води:

  • Жорсткість загальна – до 15 мг-екв/л, загальний солевміст не більше 1000 мг/л;
  • Відсутність тривалентного заліза у воді;
  • Максимальний вміст розчиненого заліза у воді – не більше 0,5 мг/л;
  • Окислюваність перманганатна – не більше 3,0 мг О2/л;
  • Кольоровість – не більше 30 градусів;
  • Відсутність суспензій, нафтопродуктів, сірководню та сульфідів;
  • Вміст вільного активного хлору - трохи більше 1 мг/л.

Технічні умови:

  • Тиск води на вході у фільтр: мінімум – 2,5 атм, максимум – 6,0 атм.;
  • Насосне обладнаннямає забезпечувати витрату води не менше необхідного під час промивання (залежно від моделі фільтра);
  • У приміщення монтажу установки повинні бути вхідна та дренажна магістраль;
  • Наявність стабілізованого електроживлення 220В (±5%) ~50Гц;
  • Температура у приміщенні: від +5 до +35˚С, вологість – не більше 70%, температура оброблюваної води від +2 до +45˚С.

Станції пом'якшення води у котеджі

Жорсткою називають воду, що містить велика кількістьсолей жорсткості, а саме кальцію та магнію.

Чим погана жорстка вода

Жорстка вода не підходить для багатьох технологічних процесів. Вона неприємна на смак, в ній погано прати і митися, так як для прання потрібна підвищена витрата миючих засобів, а при миття на волоссі та шкірі залишається наліт. Жорстка вода не підходить для потреб харчової промисловостічерез гіркий присмак і через те, що в процесі зберігання продуктів солі випадають в осад. Та й якість продуктів страждає при використанні поганої питної води.

Жорстка вода завдає неприємностей усім промисловим підприємствам, оскільки швидко забиває труби водопроводів опадами та накипом.

Сольові відкладення - бич нагрівального обладнання, яке безнадійно виходить з ладу, а також вимагає істотного перевитрати палива, так як ефективність теплообмінних процесів різко падає, коли на поверхні теплообмінників відкладається сольовий шар, що погано проводить тепло.

Пом'якшена вода потрібна в котельному обладнанні, в чайниках та пральних машинах, у теплонасосах та теплоцентралях комунальних служб. Для котлів високого тиску не підходить навіть вода з невеликою кількістю солей жорсткості, оскільки вихід з експлуатації цих установок може призвести до серйозної аварії. На практиці виявляється набагато дешевше провести комплекс заходів із видалення з води солей жорсткості, ніж ремонтувати та замінювати трубне, нагрівальне та котельне обладнання.

Пом'якшення води потрібне і для отримання надчистої води для лабораторних та аналітичних потреб, для фармацевтичних та медичних підприємств. Пом'якшення – перший етап очищення води для цих цілей.

Методи пом'якшення води

Основними методами пом'якшення води на сьогоднішній день є:

Пом'якшення за допомогою іонообмінних смол;
- Використання мембран;
- Реагентний (хімічний);
- магнітне оброблення води;
- Термічний;
- електрохімічний;
- Комбінування кількох методів в одній установці.

Пом'якшення води за допомогою іонообмінних смол- найбільш популярний на Наразіспосіб потреб комунальних служб і харчової промисловості. Принцип очищення заснований на фільтрації води через іонообмінні смоли, проходячи через які іони кальцію та магнію заміщуються на іони натрію та водню. Регенерація смол здійснюється за допомогою розчину кухонної солі - дешевого та доступного реактиву. Сам процес очищення легко автоматизується. Іонообмінний метод часто застосовується в комбінованих установкахдля глибокого очищення води.

Мембранний методпом'якшення води є найбільш технологічним, хоч і дорогим. Він дозволяє не тільки пом'якшувати воду, а й очищати від більшості хімічних, органічних домішок, іонів важких металів, хлору та хлорорганічних сполук, бактерій, суспензій. Принцип очищення - воду пропускають через спеціальні мембранні матеріали. певним розміромпір.

Пом'якшення води за допомогою реагентівзасноване на додаванні у воду спеціальних реактивів, які утворюють з катіонами кальцію та магнію нерозчинні або малорозчинні сполуки. Найчастіше в промислових масштабахвикористовується гашене вапно та сода. Недоліками цього є висока засоленість стічних вод, які вимагають додаткового очищення; необхідність ретельного, найчастіше ручного контролю процесу та висока лужна реакція отриманої води. Хімічні методине підходять для пом'якшення питної води. Як правило, ці методи є першим ступенем для комбінованого очищення води.

Магнітний спосібпом'якшення води заснований на перекладі солей жорсткості модифікований стан, при якому вони кристалізуються не в щільний кальцит, а в нестійкий арагоніт, який не відкладається на поверхнях труб і теплообмінників, а виводиться з водою.

Термічнепом'якшення води засноване на тому, що при підвищенні температури жорсткої води понад 120 ° С солі кальцію та магнію випадають в осад. Очистити воду можна також виморожуванням та дистиляцією. У промисловості дистиляція застосовується рідко і тільки тоді, коли доступ до дешевої енергії для нагрівання, а ось в лабораторіях дистилятори часто використовуються для глибокого очищення води.

Електрохімічний методпом'якшення води заснований на декількох одночасно процесах, що відбуваються в момент проходу води між електродами (електрофорез, електроліз, поляризація та ін), які призводять до утворення нерозчинних солеймагнію та кальцію.

Конкретний метод пом'якшення води зазвичай визначається залежно від якості вихідної води, необхідної якості води, необхідної продуктивності установки і допустимих фінансових витрат.

Ми можемо запропонувати нашим покупцям, які мають потребу в пом'якшенні води, купити Аквадистилятор PHS AQUA 10 , мембранні фільтри Владипор і

Чому так необхідне пом'якшення води?

Напевно, проживаючи в квартирі або заміському будинку і користуючись водою з міського водопроводу, свердловини, колодязя або іншого джерела водозабору, вам доводилося стикатися з неприємними наслідками використання жорсткої води. Сухість шкіри після душу, жорсткість речей і тканин після прання, погане піноутворення мила та миючих засобів, а також білі нальоти на сантехнічному устаткуванні та поява накипу при кип'ятінні - все це найбільше видимі ознакиперевищення концентрації солей твердості у воді. Не можна не відзначити і шкідливі наслідки впливу жорсткої води на організм людини: проблеми із серцево-судинною системою, порушення моторики шлунка, захворювання суглобів та небажані відкладення у нирках або жовчних шляхах. Крім всього перерахованого, що утворюється накип у процесі експлуатації водонагрівальної техніки (бойлерів, котлів, пральних машин, посудомийок і т.д.), сприяє передчасному виходу їх з ладу.

Також є неприпустимим використання води з високим солевмістом і в промисловості, викликаючи при цьому порушення технологічно та хімічних процесів виробництва харчових продуктів, напоїв, товарів загального споживання тощо. Необхідність усунення жорсткості води відіграє важливу роль і в енергетиці, де утворення накипу порушує працездатність дорогого теплообмінного обладнаннята систем опалення, різко знижуючи при цьому їх теплообмінні характеристики (згодом збільшення витрат на паливо), та викликаючи повний вихід із ладу.

Поняття "жорстка вода". Чим викликана жорсткість води?

Жорсткість води характеризує концентрація (наявність) у ній іонів кальцію (Ca 2+), магнію (Mg 2+), стронцію (Sr 2+), барію (Ba 2+), заліза (Fe 2+) та марганцю (Mn 2+ ). Але наявність у природних водах безпосередньо іонів кальцію і магнію значно вища за загальну наявність інших перерахованих іонів. З цієї причини, під жорсткістю води мається на увазі сумарна кількість іонів кальцію та магнію. Розрізняється жорсткість на тимчасовий (карбонатний), що утворює накип, викликаний наявністю гідрокарбонатів кальцію і магнію, а також постійну (некарбонатну), обумовлену найчастіше наявністю сульфатів і хлоридів і не виділяється при кип'ятінні.

На сьогоднішній день, щодо жорсткості води існує низка вимог і нормативних документів, складених різними відомствами та орієнтованих на різного типуспоживачів. Нормативи загального солевмісту, незалежно поверхневих або підземних вод, для систем господарсько-питних та комунально-побутових систем більшою мірою зводиться до вимог СанПіН «Питна вода», де ГДК (гранично допустима концентрація) солей жорсткості не повинна перевищувати понад 7 мг/л. Однак при цьому варто приділяти належну увагу нормативам якості води до систем гарячого водопостачання, теплопостачання, парових та водогрійних котлів, де правила експлуатації пристроїв вимагають ГДК жорсткості значно нижче за норми СанПіН (менше 2 мг/л). Не можна не відзначити і порівняно менший рівень концентрації іонів кальцію та магнію, встановлений у нормах якості Європейського Союзу, Світової організації охорони здоров'я та національних норм США, що не перевищує 5 мг/л. Істотно відрізняються вимоги до солевмісту води та в системах промислового призначення (іноді до повної відсутності), де необхідні концентрації регламентують технічні та хімічні процеси виробництва. Увага ГДК солей жорсткості води в енергетиці обґрунтовано технологічною та економічною ефективністю обладнання (складаючи менше 1 мг/л), та більшою міроюспрямовано запобігання основний проблеми-накипеобразования.

Методи пом'якшення води

1. Пом'якшення води методом іонного обмінунайбільш популярний і широко використовується метод пом'якшення води зі свердловини або водопроводу в господарсько-питних та комунально-побутових системах. Даний метод полягає у здатності іонообмінних матеріалів (смол) обмінювати іони солей жорсткості (кальцію, магнію і т.д.) на іони інших молекул, що не викликають утворення накипу. Також цей метод, залежно від типу смол, що використовується, дозволяє витягувати з'єднання заліза і знижувати при необхідності мінералізацію води. Таким чином, пом'якшення води методом іонного обміну на відміну від інших методів (крім зворотного осмосу) забезпечує усунення жорсткості води, а не перетворює їх (не видаляючи) форму, що не викликає накип.

У господарсько-питних цілях для пом'якшення води із свердловини, колодязя або водопроводу найчастіше використовуються фільтри з катіона-обмінними смолами харчового класу в Na-формі. Дані смоли призначені для усунення жорсткості води шляхом видалення іонів кальцію та магнію, обмінюючи їх на іони натрію (не значно підвищуючи мінералізацію води). До таких фільтрів відносяться:

  • Пом'якшувачі води серії WS (Lewatit S1567). Автоматичні та механічні фільтри усунення жорсткості води з матеріалом німецького виробництва Lewatit S 1567 .
  • Кабінетні пом'якшувачі води: North Star, BWT, Atoll Excellece L, Atoll Excellece R. Компактні автоматичні фільтри усунення жорсткості води американського та європейського виробництва.
  • Встановлення пом'якшення безперервної дії WS TWIN (Lewatit S1567). Автоматичні фільтри усунення жорсткості води, що забезпечують безперервне пом'якшення водибез догляду на регенерацію. Фільтруюча завантаження - Lewatit S 1567 .

Для використання катіона-обмінних фільтрів в умовах підвищеної концентрації у воді заліза, марганцю, сірководню або органічних сполук, потрібне їхнє попереднє видалення. З цієї причини, в комплексах систем водопідготовки, вони встановлюються після попередньої грубої очистки, систем дозування, аерації води, станцій знезалізнення води і т.д., в залежності від використовуваних технологій.

В іншому випадку, для одноразового усунення жорсткості води, заліза, марганцю або їх органічних сполук, без застосування попередніх «окислювачів» (дозації або аерації) та знезалізників, застосовуються комбіновані смоли, що складаються із суміші катіону-обмінних, аніонообмінних та інертних матеріалів. До цих фільтрів відносяться:

  • фільтри пом'якшення води та знезалізнення Гейзер Aquachief(Екотар B) або станції знезалізнення води та пом'якшення ECO A (Ecomix A) . Автоматичні та механічні фільтри усунення жорсткості води, розчиненого заліза та марганцю з окремо винесеним баком для солі. Фільтруючі матеріали Еокар В та Екософт Мікс А.
  • кабінетні пом'якшувачі води ATOLL серій: EcoLife SM, Excellece LM. Автоматичні фільтри усунення жорсткості води, розчиненого заліза та марганцю американського виробництва в одному композиційному корпусі фільтра разом із баком для солі.
  • установки пом'якшення води ECO (Екомікс С). Автоматичні та механічні фільтри усунення жорсткості води, розчиненого заліза, марганцю з підвищеною концентрацією органічних сполук (перевищена перманганатна окислюваність) з окремо винесеним баком для солі.

Як для промислових, енергетичних, комунально-побутових (особливо парових та водогрійних котлів), так і господарсько-питних об'єктів (у тому числі гарячого та холодного водопостачання) заміських будинків), не менш важливим поряд з жорсткістю води є і загальна мінералізація. При підвищеній мінералізації, пом'якшення водиметодом іонного обміну також дозволяє ефективно знизити вміст мінеральних солей. Проте проведення демінералізації води є дещо складнішим ніж пом'якшення. Основується цей процес на використанні після попереднього катіонування смол аніону-обмінних властивостей. Для цього у водопідготовці існують різні одно-і кілька-ступінчасті схеми катіонування та аніонування.

Найбільш популярними марками іонообмінних смол є: Lewatit, Екософт Мікс, Dowex, Purolite, Екотар, Пюрезін і т.д. Варто відзначити існуючі різноманітність смол однієї марки, що відрізняються між собою властивостями, складом, характеристиками та цілями їх застосування. З цієї причини, перед вибором і придбанням необхідного пом'якшувача або зміни засипки в фільтрі, рекомендуємо проконсультуватися з фахівцем.

2. Метод пом'якшення води за допомогою зворотного осмосупередбачає використання напівпроникних мембран, виготовлених з ацетилцелюлози або ароматичного поліаміду. Затримуючи практично всі іони даний методпом'якшення забезпечує максимально глибоку демінералізацію та усунення солей жорсткості. Ступінь очищення систем зворотного осмосу становить до 99%. Конструкція їх у порівнянні з іонообмінними фільтрами менш габаритна і є металевим каркасом з мембранами (кількість і типорозмір яких залежить від необхідної продуктивності станції водопідготовки), насосом підвищуючого тиску, системного блоку, насоса дозатора, дрібних комплектуючих і т.д. При попаданні води, що очищається на мембрану, відфільтрована практично до дистиляту частина її надходить на споживача, а решта з усіма домішками йде в дренажну системуабо надходить ще раз на фільтрацію.

Крім малогабаритності та простоти конструкції (щодо пом'якшення водиметодом іонного обміну систем зворотного осмосу, також варто відзначити такі переваги як: невелика енерговитратність, порівняно невеликі експлуатаційні витрати і можливість скидання концентрату в каналізацію. Однак при всьому цьому варто враховувати і необхідність передпідготовки води, що очищається, для тривалого терміну служби мембран. Допустима концентрація домішок води, що очищається, регламентується експлуатаційними характеристикамимембран. Слід ще враховувати висока витратаводи (отримуючи у своїй лише 20-25% чистої, інше на слив), великі витрати на момент придбання і рекомендований безперервний режим роботи.

На сьогоднішній день метод пом'якшення водиза допомогою зворотного осмосу є одним із самих перспективних методівусунення жорсткості води та очищення її в цілому. Пом'якшення води за допомогою зворотного осмосу широко використовується при розливі питної води, виробництві алкогольних і безалкогольних напоїв, у харчовій промисловості, у котеджах, заміських будинках, квартири і т.д. Серед наших товарів ви знайдете системи зворотного осмосу таких виробників як: Atoll, Aquapro, Гейзер, Осмос RO і т.д.

3. Реагентний метод пом'якшення водиявляє собою обробку (шляхом дозування) води, що очищається різноманітними реагентами і коагулянтами, що зв'язують кальцій і магній в малорозчинні сполуки, які згодом разом з іншими зваженими домішками затримуються в різних відстійниках або освітлювальних фільтрах. Як реагенти при цьому використовуються вапно, кальцинована сода, гідроксид натрію, кислоти, фосфонати і т. д. За часто реагентний метод пом'якшення води застосовується для пом'якшення, або інакше кажучи «стабілізації», що надходить на теплоенергетичні системи промислових об'єктів, будівель ЖКГ, котельних споруд централізованого опалення та ін.

Основною метою реагентної обробки є запобігання накипу-освіті, корозії та мікробіологічного обростання теплообмінного обладнання, у тому числі трубопроводу, в умовах малих та високих температур. Широко застосовується у водопідготовці поверхневих вод, де велика ймовірність високого вмісту несучих продуктів метаболізму живих організмів, водоростей, бактерій та інших мінеральних чи органічних забруднюючих речовин. Для глибшого пом'якшення води може використовуватися в системах водопідготовки разом з наступними катіона-обмінними фільтрами.

На відміну від закритих системтеплопостачання (опалення), реагентний спосіб пом'якшення води відкритих системах практично не застосовується, тому що вимоги до якості мережевої води відкритих систем мають відповідати вимогам до «якості питної води».

4. Магнітний та електромагнітний метод пом'якшення водизастосовується для запобігання утворенню накипу в теплових системах, парогенераторах, систем холодного та гарячого водопостачання в промисловості, заміських будинках, котеджах, квартирах і т.д., і є процесом пропускання потоку води в трубопроводі через магнітне поле. Під впливом магнітного полянакипи-утворюючі домішки карбонатної жорсткості (кальцію, магнію і заліза) кристалізуються в не розчинний і не утворює твердий накип на стінках труб або водонагрівачів пухку форму, залишаючись при цьому в товщі води. Відкладення, що раніше утворилися, при цьому з часом так само руйнуються і разом з потоком води легко виводяться з водопровідної системи.

Для створення в трубопроводі даних магнітних полів у водопідготовці застосовуються спеціальні апарати постійними магнітамичи електромагнітами. На відміну від пом'якшення водиметодом іонного обміну та систем зворотного осмосу, магнітні установки пом'якшення найбільш малогабаритні, прості в монтажі, експлуатації та економічні. Установки з електромагнітним впливомскладаються з електронного блоку, що подає сигнали на намотаний на водопровідну трубупровід із ізоляцією. Завдяки вступникам із заданою чистотою сигналам дані дроти випромінюють електромагнітне поле, проходячи через яке вода, що очищається, пом'якшується.

Види твердості. Способи пом'якшення води

Катіони Ca 2+ обумовлюють кальцієву жорсткість, а катіони Mg 2+ - Магнієву жорсткість. Загальна жорсткість складається з кальцієвої та магнієвої, тобто. із сумарної концентрації у воді катіонів Ca 2+ та Mg 2+ .

Під пом'якшенням води розуміють або усунення або зменшення її жорсткості. Головним чином воно полягає у повному або частковому видаленні з неї катіонів Ca 2+ , Mg 2+ та Fe 2+ . Існує три основні способи пом'якшення води: термічна обробка, хімічна обробка, Іонний обмін.

1. Термічна обробка

Суть способу полягає у попередньому нагріванні води до 70-80° З або її кип'ятінні. При цьому катіони Ca 2+ , Mg 2+ осаджуються як малорозчинних сполук.

По відношенню до процесів пом'якшення води розрізняють жорсткість карбонатну та некарбонатну .

Карбонатної називають жорсткість, спричинену присутністю у воді гідрокарбонатів кальцію Ca (HCO 3 ) 2 і магнію Mg (HCO 3 ) 2 . При кип'ятінні гідрокарбонати руйнуються, а малорозчинні карбонати, що утворюються, випадають в осад, і загальна жорсткість води зменшується на величину карбонатної жорсткості. Тому карбонатну жорсткість також називають тимчасовий .

При кип'ятінні катіони кальцію осаджуються у вигляді карбонату кальцію :

Ca 2+ + 2HCO 3 2- = CaCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2 ,

а катіони магнію - у вигляді основного карбонату або у вигляді гідроксиду магнію (при рН>10.3):

2Mg 2+ + 2HCO 3 - + 2OH - = (MgOH) 2 CO 3 ↓ + H 2 O + CO 2

гідроксид-іони OH - утворюються за рахунок взаємодії іонів HCO 3 - з водою:

HCO 3 - + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + OH -

Решта жорсткості, що зберігається після кип'ятіння води, називається некарбонатної . Вона визначається вмістом у воді кальцієвих та магнієвих солей сильних кислот: сульфатів, хлоридів, нітратів . При кип'ятінні ці солі не видаляються, тому некарбонатну жорсткість також називають постійною .

2. Хімічна обробка.

Пом'якшення води також можна досягти обробкою різними хімічними речовинами. Так, карбонатну жорсткість можна усунути додаванням гашеного вапна

Ca 2+ + 2 HCO 3 - + Ca 2+ + 2 OH - = 2 CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O

Mg 2+ + 2HCO 3 2- + 2Ca 2+ + 4OH - = Mg(OH) 2 ↓ + 2CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O

При одночасному додаванні вапна і соди можна позбутися карбонатної і некарбонатної жорсткості ( вапняно-содовий спосіб ). Карбонатна жорсткість при цьому усувається вапном, а некарбонатна - содою:

Ca 2+ + CO 3 2-+ = CaCO 3 ↓;

Mg 2+ + CO 3 2-+ = MgCO 3

MgCO 3 + Ca 2+ + 2 OH - = Mg (OH ) 2 ↓ + CaCO 3 ↓

Ефективним засобом для пом'якшення води є поліфосфат натрію. Na 5 P 3 O 10 . У цьому випадку зв'язування іонів Ca 2+ та Mg 2+ здійснюється за рахунок утворення добре розчинних у воді хелатних комплексних сполук:

P 3 O 10 5- + Ca 2+ = 3-

P 3 O 10 5- + Mg 2+ = 3-

3. Іоннийобмін

Застосовуються й інші способи усунення жорсткості води, серед яких один із найсучасніших заснований на застосуванні катіонітів - катіонітний спосіб . Є тверді речовини, які містять у собі рухливі іони, здатні обмінюватися на іони довкілля. Вони отримали назву іонітів .

Іоніти поділяються на дві групи. Одні з них обмінюють свої катіони на катіони середовища та називаються катіонітами , інші обмінюють свої аніони та називаються аніонітами . Іоніти не розчиняються в розчинах солей, кислот та лугів.

З неорганічних іонітів найбільше значеннямають цеоліти - алюмосилікати складного складу, що мають кристалічну будову. Наприклад, алюмосилікат складу Na 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙4 SiO 2 ∙ m H 2 O має просторову решітку, утворену атомами Al, Si та O . Ґрати пронизані порожнинами, в яких розміщуються молекули води та іони Na + . Останні, маючи певну свободу переміщення, заміщуються на іони Ca 2+ та Mg 2+ під час пропускання води через шар зерен (гранул) цеоліту.

Більш досконалі іонообмінні смоли , одержувані на основі синтетичних полімерів Вони володіють одночасно високими експлуатаційно-технічними характеристиками та різноманітними фізико-хімічними властивостями.

Для усунення жорсткості води застосовують катіоніти . Їхній склад умовно можна висловити загальною формулою Na 2 R де Na + - дуже рухливий катіон, а R 2- - Частина катіоніту, що несе негативний заряд.

Якщо пропускати воду через шари катіоніту, то іони натрію обмінюватимуться на іони кальцію та магнію:

Ca 2+ + Na 2 R = 2Na++ CaR;

Mg 2+ + Na 2 R = 2 Na + + MgR

Таким чином, іони кальцію та магнію переходять з розчину в катіоніт, жорсткість при цьому усувається.

Коли процес іонного обміну сягає рівноваги, іоніт перестає працювати - втрачає здатність пом'якшувати воду. Однак будь-який іоніт легко піддається регенерації. Для цього через катіоніт пропускають концентрований розчин NaCl (Na 2 SO 4) або HCl (H 2 SO 4). При цьому іони Ca 2+ та Mg 2+ виходять у розчин, а катіоніт знову насичується іонами Na + або H +.

4. Фізичні методи усунення жорсткості

Для пом'якшення води використовуються також способи, засновані на фізичних явищах.

Метод електродіалізу заснований на явищі спрямованого руху іонів електроліту до електродів, що підключені до мережі постійного струму. Таким чином, іони металів, що зумовлюють жорсткість води, затримуються у електродів і відокремлюються від води, що виходить з апарату очищення.

Магнітно-іонізаційний метод також використовує явище спрямованого руху іонів, але під дією магнітного поля. Для збільшення у воді кількості іонів її попередньо опромінюють іонізуючим випромінюванням.

Магнітне оброблення води полягає у пропущенні води через систему магнітних полів протилежної спрямованості. В результаті цього відбувається зменшення ступеня гідратації розчинених речовин та їх об'єднання у великі частки, які випадають в осад.

Ультразвукова обробка води також призводить до утворення більших частинок розчинених речовин із утворенням осаду.

Є.А. Нуднова, І.М. Аржaнова


В одному фільтрі одночасно видаляються з води: механічні домішки, розчинене, колоїдне та органічне залізо, марганець, природні органічні сполуки (гумінові та фульвокислоти та їх солі), солі жорсткості та важких металів.

Ціна: від 32900 руб.

Ми підберемо рішення для Вас!

За статистикою 90% водонагрівальної та сантехнічної техніки ламається через жорстку воду. Утворюється накип, забиваються трубопроводи, водонагрівачі втрачають потужність, побутова технікавиходить із ладу. Небезпечна висока твердість і для людей. В органах утворюється пісок та каміння, страждають судини та серце, шкіра стає сухою, виникають дерматити. Щоб удома не було аварій, і здоров'я не погіршувалося, виробляють пом'якшення водиза допомогою фільтрів.

Жорсткість - властивість води, що залежить від вмісту в розчиненій формі солей кальцію (Ca) та у меншій концентрації кремнію (Si лат. Silicium), магнію (Mg).

  • Карбонатна
  • Некарбонатна
  • Загальна

Карбонатна має тимчасовий характер. Легко забирається кип'ятінням. Визначається наявністю у рідині гідрокарбонатів кальцію (Calcium), магнію. Хімічна формула- Ca(НСО3)2; Mg(НСО3)2. Утворює накип у трубопроводах гарячого водопостачання, чайнику, на водонагрівальних елементах котлів, бойлерів.

Некарбонатна постійна. Кип'ятінням не видаляється. Обумовлена ​​наявністю солей, що відрізняються за властивостями від карбонатних. В основному це хлориди (CaCl2, MgCl2), сульфати (CaSO4, MgSO4).

Загальна жорсткість - сума 1-ї та 2-ї жорсткості. Підсумковий показник вмісту в рідині всіх присутніх іонів та сполук магнію, кальцію. З 2014 року з'явилися оновлені стандарти, за якими цей параметр вимірюють у градусах жорсткості — °Ж=1 мг-екв на літр. За загальною твердістю вода:

  • Жорстка – більше 10°Ж
  • Середній жорсткості - 2-10
  • М'яка - до 2

У Європі норма концентрації – 2,5; в РФ - 7.

В свердловинну воду«жорсткі» хімічні сполуки потрапляють із розчинних гірських порід, які з доломіту, вапна, гіпсу. Якщо регіон багатий на ці мінерали, у воді вони точно будуть. Потрібен фільтр для пом'якшення води.

Навіщо пом'якшують домашню воду

"Жорсткі" солі поступово накопичуються в організмі. Закупорюються судини. Страждає серце. У нирках та інших органах та порожнинах тіла з'являються камені. Виникає мочекам'яна хвороба. Вживання води підвищеної жорсткості завдає серйозної шкоди здоров'ю. Крім цього:

  • Накип, що утворюється на нагрівачах і всередині радіаторів опалення, зменшує тепловіддачу.
  • Миючі засоби дають мало піни. Витрата побутової хіміїпідвищується на 60%
  • Страви готуються довше. М'ясо після варіння залишається жорстким
  • 1 міліметр накипу збільшує електроспоживання на 10%
  • Приводить до перегріву нагрівальних ТЕНів. Спричиняє 90% поломок водних нагрівачів.

Жорстка вода погіршує зовнішній вигляд. Шкіра висихає, лущиться. З'являються дерматити, прищі, почервоніння. Волосся не промивається, виглядає неохайно, стає неслухняним. На зубах утворюється наліт.

Жорстка вода є небезпечною для новонароджених. Збільшує ймовірність появи екземи та атопічного дерматиту при постійному вживанні, купанні. Симптоми з'являються вже 3 місяці. Екзема стає причиною появи аутоімунних алергій і далі харчових алергій, астми.

Найкращий захист — купити та встановити фільтр пом'якшення води. Пристрої водопідготовки та очищення добре пом'якшують, роблять побутову воду придатною для пиття, господарського застосування.

Сильні магніти також використовують у водоочищенні. Рідина пропускають через потужне магнітне поле. В результаті вода змінює Фізичні характеристики, Розчинені домішки втрачають здатність утворювати солі, а, отже, і накип. Крім цього, намагнічена вода руйнує і видаляє шари накипу, що вже відклалися. Технологія ефективна при малому вмісті іонів кальцію, кремнію, магнію.

На рідину впливають електричним полем високої зарядженості з допомогою спеціальних мембран. Видаляються іони жорсткості та деякі інші речовини. Технологію застосовують для опріснення морської водиу промислових обсягах, на виробництвах кухонної солі та для підготовки води в теплоенергетичних установках.

Роблять за допомогою реагентів. Використовують гашене вапно Ca(OH)2, ортофосфат натрію Na3PO4 або кальциновану соду Na2CO3. При взаємодії з реагентом солі жорсткості набувають нерозчинного вигляду, осідають на дно і легко відфільтровуються. Ця технологія виправдана під час очищення великих обсягів рідини. При застосуванні виникає низка специфічних технологічних проблем. Потрібне точне дозування хімічного реагенту.

Технологія відноситься до реагентних методик пом'якшення. Для водоочищення застосовують гранульовані фільтруючі засипки, переважно іонообмінні смоли, які завантажують у фільтри пом'якшення води. При взаємодії з гранулами смоли з рідини вловлюються іони «жорстких» сполук, і навіть залізо, марганець. Залежно від типу фільтруючого матеріалу у процесі іонного обміну утворюються іони натрію, калію або водень. При грамотно обраному завантаженні вдається зменшити жорсткість до 0,1-0,01°Ж навіть за надвисокої мінералізації.

Переваги іонообмінних фільтрів:

  • Ціна на 20-50% нижча
  • Універсальні. Підходять для котеджів, заміських будинків, міських квартир. Ставляться на свердловини, колодязі, врізаються у трубопроводи міського водопостачання
  • Виробничі. Одним балоном видаляють жорсткість, залізо, зайві мінерали, марганець, органічні сполуки та інші забруднювачі
  • Усувають надвисокі концентрації заліза – до 30 мг

Згодом смоли забиваються забруднювачами, які утримуються. хімічними зв'язкамиі перестають пом'якшувати воду. Проте реакція іонного обміну оборотна. Якщо пропустити через смолу розчин кухонної солі, домішки відокремляться, а натрій, що міститься в солі, займе утворені порожнечі. Забруднювачі, що відокремилися, змиваються в дренаж. Оновлена ​​смола знову якісно очищає та пом'якшує воду.

Завантаження...
Top