Ионообменные технологии

Жесткость воды объясняется повышенным содержанием магниевых и кальциевых солей. Проблема актуальна как при подключении к частным индивидуальным скважинам, так и к общегородским водопроводам, а оптимальный способ ее решения – использование технологий ионного обмена. В чем их необходимость и особенности?

Актуальность проблемы

Использование воды с высоким содержанием солей жесткости в пищевых, хозяйственных, производственных, технических целях чревато множеством негативных последствий:

1. Нанесение ущерба организму. Насыщенность жидкости солями жесткости приводит к тому, что их своевременный вывод естественным путем оказывается невозможным, происходит накопление в тканях, развиваются патологические состояния, вплоть до тяжелых поражений почек, суставов. Сказывается такая вода и на внешности, пересушивает кожу и волосы;
2. Порча белья. Стирка одежды в жесткой воде провоцирует изменение свойств материала, он становится более грубым, сильно мнется, теряет эластичность и привлекательность;
3. Повреждение сантехники и трубопроводных коммуникаций. Трубы забиваются минеральными отложениями, их пропускная способность сильно снижается, на сантехнических приборах появляется характерный ржавый или белесый налет;
4. Повреждение бытового оборудования. В первую очередь, речь идет о технике, укомплектованной нагревательными элементами, бойлерах, чайниках, котлах отопления, стиральных и посудомоечных машинах. ТЭН, покрытый толстым слоем накипи, потребляет больше энергии, его КПД и срок службы резко снижаются, увеличивается риск поломки, устранить которую можно только заменой, что сложно и дорого;
5. Увеличение бытовых расходов. Стиральные порошки, гели для душа и другие моющие средства очень плохо пенятся в жесткой воде, их эффективность оказывается минимальной, приходится увеличивать дозировку и, следовательно, тратить на покупку больше средств.

Признаки жесткой воды

Самый надежный способ определить степень содержания в жидкости солей жесткости – лабораторный анализ, однако, соответствующие выводы можно сделать и по некоторым другим признакам:

• Выраженный осадок, появляющийся после кипячения или отстаивания;
• Ощутимая горечь. Она говорит об очень высоких концентрациях кальциевых и магниевых солей;
• Быстрый выход из строя бытовых фильтров, например, кувшинных, потеря ими изначальной пропускной способности;
• Слабое вспенивание моющих средств;
• Появление выраженного налета в чайнике, посуде, использующейся для кипячения воды.

Ионообменная очистка: общий принцип

Вне зависимости от типа, принцип действия фильтров, использующих метод ионного обмена, построен на замещении кальциевых, магниевых ионов полностью безопасными формами, к примеру, водородными или натриевыми. Состав воды после такой обработки становится на 100% безопасным, а замещение натриевыми ионами, вдобавок, положительно сказывается на минерализации.

Алгоритм фильтрации выглядит следующим образом:

1. Подача воды в фильтр, где начинается ее взаимодействие с засыпкой, ионообменной смолой в гранулированной форме;
2. Замещение солей жесткости безопасными водородными, натриевыми ионами;
3. Вывод очищенной воды, ее подача к устройствам-потребителям, точкам забора, сантехническим устройствам.

Ионообменные смолы: характеристики и особенности

Как правило, засыпки имеют гранулированную форму, близкую к идеальной сферической, шарообразной, либо неправильной, овальной. Принципиального значения конфигурация не имеет, не сказывается на эффективности, определяется производственной технологией.

Важнейшие характеристики ионообменных смол, которые нужно принимать во внимание при подборе, выглядят следующим образом:

1. Обменная емкость. Наиболее значимый показатель. С его увеличением возрастает и объем солей жесткости, который способна поглотить, заместить засыпка;
2. Фракция гранул. В компактных фильтрах используются мелкие гранулы, фракция которых зачастую не доходит и до половины миллиметра, в массивных – более крупные, вплоть до 2;
3. Селективность. Она определяет “спецификацию” смолы. Например, засыпка с расширенной селективностью справляется не только с солями жесткости, но и с растворенным железом;
4. Стабильность. Свойство, определяющее способность засыпки сохранять базовые характеристики и эффективность при воздействии воды, насыщенной загрязняющими веществами, очень холодной или очень горячей;
5. Механическая прочность. Несмотря на то, что засыпка находится внутри металлического или пластикового корпуса, она должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать напор воды, скачки гидравлического давления.

Преимущества технологии ионного обмена

Сильные стороны данной методики, обеспечивающие ей высокую популярность, выглядят следующим образом:

• Бесшумность работы системы. Непосредственно процесс фильтрации не сопряжен с посторонними звуками, некоторый гул может создаваться исключительно движением воды по трубопроводу, но выраженность его незначительна;
• Высокое качество фильтрации, очищенная вода соответствует жестким санитарно-гигиеническим и другим нормативам, может использоваться не только в технических, но и питьевых целях;
• Универсальность. Методики ионного обмена востребованы в различных производственных отраслях, от тяжелой металлургии и нефтепереработки до микроэлектроники и пищевой промышленности;
• Эксплуатационная простота. Это особенно актуально для автоматизированных установок ионного обмена, не нуждающихся в дополнительном обслуживании;
• Сохранение содержания минеральных веществ и даже улучшение минерального состава при условии замещения опасных ионов натриевыми.

Нужно учитывать, что смола постепенно насыщается солями жесткости и теряет эффективность. Устранить эту проблему можно не заменой, а промывкой специальным раствором. Эта особенность обеспечивает экономическую эффективность использования ионообменных очистных комплексов.