Ионообменная смола для умягчения воды: свойства, принцип работы и классификация

Смола для умягчения воды: назначение и применение

Жесткая вода – проблема, с которой сталкивался почти каждый. Накипь на стенках чайника, известковый налет в стиральной машине, внезапная поломка бойлера, скопление большого количества солей на лопастях паровых турбин на крупных производствах. Все это признаки влияния повышенной жесткости воды, которые приводят не только к отказу техники, но и, при длительном воздействии на организм человека, могут негативно сказаться на общем состоянии его здоровья. В настоящее время одним из основных методов решения данной проблемы является применение специальных умягчителей воды, среди которых наиболее известны ионообменные смолы.

1. Ионообменные смолы. Определение

Активное применение в области водоподготовки умягчающие смолы приобрели благодаря своей способности не растворяться в воде, имея при этом возможность вступать в реакции обмена с ионами других жидкостей.

Ионообменные смолы – вещества неорганического происхождения, имеющие множество пор и выпускающиеся в виде гранул. Это класс специальных материалов, для удаления из водных растворов примесей и вредных солей на молекулярном уровне. Представляют собой синтетические однородные светло-желтые и желтые пластиковые шарики размерами около 1 мм, которые обычно называют ионитами. Применяются в водоподготовке для извлечения соединений, образующих жесткость воды, а также нитратов, сульфатов и гидроокислов.

Основной принцип их работы заключается в том, что молекулы ионитов связаны между собой в единую прочную сеть, которая улавливает из растворов различные соли и примеси. Одни смолы имеют кислотные остатки с отрицательными зарядами, другие – щелочные группы с положительными зарядами. В умягчаемой воде также содержатся положительно и отрицательно заряженные ионы. Когда вода проходит через ионитовый фильтр, начинают действовать электрические силы. Положительные группы ионитов притягивают отрицательные ионы, а отрицательные группы ионитов присоединяют положительные ионы.

Умягчающая смола заряжена ионами натрия, в то время как в воде с временной карбонатной жесткостью присутствуют кальций и магний. При кипячении они выпадают в осадок и приводят к появлению известкового налета или как еще говорят – кальциту, известкового шпата.

Жесткая вода, пропускаемая через установку умягчения, насыщается ионами натрия, а ионы кальция и магния поглощаются смолой. После этого вода становится натриевой, т.е. мягкой. Появившиеся в процессе ионного обмена соли натрия не остаются в виде накипи на стенках нагревательных и сантехнических приборов, а также безопасны для человека.

Важно понимать, что данная смола нуждается в периодической промывке, регулярность которой зависит от показателя загрязненности пропускаемой воды и от интенсивности эксплуатации фильтра.

Умягчающую смолу можно подвергнуть регенерации. Когда ресурс фильтрующего элемента установки умягчения подошел к концу, для восстановления его можно просто поместить в раствор соли. Умягчающая смола будет насыщаться ионами натрия, а вредные ионы кальция и магния будут поглощаться раствором. В установках по умягчению воды данный процесс происходит посредством попадания определенного количества жидкости в бак с реагентами, после чего, уже насыщенный солью раствор проходит через гранулированную смолу. После данного контакта с солью иониты смолы восстанавливаются и вновь готовы для ионообменного умягчения воды.

Стандартизация ионообменных смол проводится в соответствии государственным стандартам – ГОСТ 20298-74, ГОСТ 20301-74 «Смолы ионообменные. Катиониты», «Смолы ионообменные. Аниониты». Согласно этим документам, транспортировка и хранение мешков или контейнеров со смолами (25 – 50 кг) обязательно должны производиться раздельно для катионитов и анионитов. Срок службы умягчающей смолы при условии регулярной регенерации составляет не менее трех лет.

2. Классификация ионообменных смол

Смолы для умягчения воды подразделяются:

В зависимости от заряда иона:

а. Катиониты, извлекаемые ионы из воды положительные (+): кальций, марганец, магний, водород, железо, натрий;

б. Аниониты, извлекаемые ионы из воды отрицательные (-): хлориды, сульфаты, нитраты, силикаты, гидроокислы;

В зависимости от структуры матрицы:

а. Гелевая, где смолы не содержат пор, из-за чего они могут обмениваться ионами только в гелеобразном состоянии. Достоинство заключается в том, что смолы с такой структурой могут проводить большее число обменных процессов;

б. Пористая (макропористая), где на поверхности ионообменных смол находится большое количество пор, что способствует процессу умягчения. Достоинство заключается в высокой химической стойкости и в возможности проведения ионного обмена практически при любой температуре воды;

в. Промежуточная – среднее между двумя предыдущими типами.

В зависимости от типа матрицы:

а. Полистирольная, получается в процессе сополимеризации полистирола и дивинилбензола (ДВБ);

б. Полиакриловая, получается в процессе сополимеризации полиакрилата и ДВБ.

Читайте также:  Водопровод на даче из труб ПНД своими руками: выбор типа конструкции, схема разводки

В зависимости от размера частиц:

а. Полидисперсные – частицы размерами от 0,3 до 1,2 мм;

б. Монодисперсные – частицы размерами около 0,5 мм.

Кроме вышеперечисленной классификации, к важным показателям, характеризующим основные свойства ионообменных смол, относятся:

– Селективность. Данная характеристика позволяет выборочно подвергать сорбции определенные ионы из растворов сложного состава. Обычно ионообменные смолы обладают незначительно развитой селективностью, однако, разработаны некоторые образцы, которые обладают этой характеристикой в высокой степени, что позволяет им извлекать только определенные ионы из раствора;

– Влажность. Чем меньше ее содержание в ионообменной смоле, тем лучше. Для этого производители перед упаковкой прогоняют гранулы смолы через специальную центрифугу для удаления остатков влаги;

– Емкость. Данная характеристика позволяет определить какое количество ионов в первоначальной среде приходится на единицу общего объема. Таким образом, смолу относят к одному из трех видов емкостей: рабочей, объемной или весовой;

– Механическая прочность или истираемость. Способность ионитов противостоять различным механическим воздействиям. Для оценки данной характеристики ионообменные смолы проходят проверку в специальной мельнице, после чего определяется число разрушенных или деформированных гранул;

– Осмотическая стабильность. Способность ионита выдерживать строго отведенное число циклов перемены характеристик окружающей его среды. Такую характеристику определяют соотношением числа уцелевших зерен к их первоначальному числу, после многократной смены кислой и щелочной среды (150 раз) с промывкой водой в перерывах между сменами циклов;

– Химическая стойкость. Устойчивость ионообменных смол к различным агрессивным растворам: кислым, щелочным и окислителей. Большей химической стойкостью в отличие от поликонденсационных обладают полимеризационные иониты. Также эта характеристика сильнее проявляется у катионитов, чем у анионитов;

– Термическая устойчивость. Катиониты обладают наибольшей работоспособностью при повышенных температурах (до 130 ˚С), в отличие от анионитов, для которых предельная температура раствора составляет 60-80 ˚С.

3. Назначение и применение

Фильтр для умягчения является лучшим способом смягчения жесткой воды и эффективно используется для избавления от солей жесткости, удаления вредных химических элементов и их соединений, тяжелых металлов, и для получения дистиллированной воды. Поэтому спектр применения умягчающих смол достаточно широк. Они незаменимы в процессах водоочистки и водоподготовке, связанных с использованием воды в промышленных, коммерческих или бытовых целях.

В ежедневном бытовом отношении, после умягчения специальными смолами, воду можно применять в процессе приготовления пищи и даже пить, так как данные смолы безопасны и не токсичны. Благодаря активному действию смол, продляется срок службы бытовой техники: стиральных и посудомоечных машин, сантехники, утюгов, чайников, водонагревателей, увлажнителей, отопительных котлов, очистителей воздуха и многих других устройств, имеющий непосредственный контакт с водой.

Умягченная вода положительно влияет на кожные покровы человека, не вызывая раздражений, сухости, шелушений и стягивания.

Умягчающие воду смолы обеспечивают достаточно высокую степень эффективности деминерализации в различных установках, а также в фильтрах на крупных и небольших производствах. Умягчающую смолу применяют при: очистке и умягчении воды для химической, металлургической и тяжелой промышленностей, очистке водопроводной и с последующим умягчением, удалением железа, марганца, аммония и вредных соединений органики.

Фильтры с умягчающими смолами для удаления солей жесткости из водопроводных систем устанавливают на магистрали холодной воды, где они занимают место сразу после первичного фильтра грубой механической очистки. После действия фильтра жесткость воды уменьшается, что снижает или полностью предотвращает процесс образования накипи.

4. Принцип действия умягчающих смол

Умягчающая смола является основным действующим компонентом фильтра установки смягчения воды. Вредные соли жесткости удерживаются специальными смолами, при этом заменяясь на безопасные соединения натрия.

Умягчающие смолы засыпаются в фильтры различных размеров – от бытовых до промышленных. Сделав анализ воды на входе и выходе фильтра с ионообменными смолами, можно сравнить и убедиться, что ионный состав изменился и вода, как химическое соединение, стала чище. Как же это происходит?

Ионообменные смолы на поверхности каждой гранулы сосредотачивают электрический заряд с отрицательным (-) или положительным (+) знаком. К примеру, катионит имеет на поверхности большое количество отрицательно заряженных точек. Согласно уравнению равновесия ионного обмена, эти отрицательно заряженные точки уравновешиваются положительными ионами раствора воды.

При прохождении воды через гранулы ионообменных смол соли кальция и магния улавливаются ионитом и задерживаются на нем. Положительные ионы на катионите отсоединяются и уступают им место. Этот процесс лимитируется количеством удержанных ионов.

Далее происходит перезарядка ионита – регенерация, основанная на принципе обратимости ионообменного процесса. Вместо воды через ионообменную смолу пропускается регенерирующий насыщенный солевой раствор (NaCl), который снимает ионы с гранул и уносит их. После проведенной процедуры ионообменная смола вновь готова к применению.

Читайте также:  Дренажный насос Хозяин: принцип работы, устройство, модельный ряд и отзывы

5. Достоинства и недостатки

Значительным преимуществом являются малые затраты на эксплуатационные расходы.

Смола обладает низким гидрофильным показателем, вследствие чего наблюдается низкая скорость фильтрации воды

Длительный срок службы ионообменных смол при своевременной регенерации

Со временем ионообменную смолу необходимо заменять на новую, для более быстрого и качественного умягчения воды

Достаточно простой способ регенерации системы, при котором можно использовать насыщенный раствор поваренной соли или таблетированную соль

Экономические расходы, связанные с проведением регенерации смол высоко насыщенными растворами соли

Доступная цена, многообразие выбора для различных нужд и потребностей

Выполнение требований по утилизации использованных умягчающих смол

Высокая степень умягчения жесткой воды и качество ее очистки

Уменьшение в первоначальной воде не только солей жесткости, но и различных вредных веществ, бактерий и микроорганизмов

Ионообменные смолы

В технологии умягчения воды наибольшее применение находят синтетические полимерные ионообменные смолы, содержащие в своей структуре кислотные группы – SO₃Na. Эти иониты относятся к сильнокислотным катионитам.

По структурному строению синтетические иониты разделяют на:

  • гетеропористые,
  • макропористые,
  • изопористые.

Гетеропористые катиониты на основе дивинилбензола (ДВБ) имеют гелевую структуру гетерогенного вида с порами небольшого размера.

Макропористые иониты имеют губчатую структуру с размерами пор больше размера молекул.

Изопористые ионообменные смолы характеризуются однородной структурой и имеют наивысшую обменную способность по сравнению с другими видами смол.

При подборе катионитов с учетом размера зерен наблюдается следующая закономерность: мелкопористый катионит с большей рабочей поверхностью обладает и большей обменной способностью, по сравнению с крупнопористым. Однако дальнейшее уменьшение зерен вызывает рост гидравлического сопротивления и увеличение энергетических затрат на фильтрование воды.

Оптимальные параметры. Рекомендуемые размеры зерен ионита с учетом всех приведенных факторов: 0,3- 1,5 мм. Рекомендуемый коэффициент неоднородности катионита Кн=2.

Характеристики некоторых ионообменных смол

На рынке присутствуют ионообменные смолы как отечественного, так и зарубежного производства. Название и маркировка отечественной ионообменной смолы отражает требования ГОСТа и дает представление о химическом составе ионита. Общепринятой системы обозначения для марок катионитов и анионитов не существует.

Названия зарубежных ионообменных смол чаще всего являются зарегистрированной торговой маркой и не дают представления о свойствах материала.

На современном рынке водоподготовки представлены около 15 производителей ионообменных смол, поставляющих около 100 марок катионита и 90 марок анионита.

Катионит КУ-2-8чС

Среди отечественных катионитов в водоподготовке широко используется КУ-2-8чС (сульфокатионит сильнокислотный). Цифра 2 обозначает порядковый номер марки, 8— процентное содержание сшивающего агента (ДВБ). Катионит с маркировкой чС разрешен к применению для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

КУ–2–8чС по структуре и свойствам близок к зарубежным сульфокатионитам особой степени чистоты: амберлайту IRN-77 (США), зеролиту 325 NG (Англия), дауэксу HCR-S-Н (США), дуолайту ARC-351 (Франция), вофатиту RH (Германия) [4].

По внешнему виду смола КУ–2–8 представляет собой сферические гранулы желто-коричневого цвета размером 0,4–1,25 мм.

Катионит Пьюролайт

Также широко применяются ионообменные смолы Purolite (Пьюролайт), относящиеся к сильнокислотным катионитам. Марки Пьюролайт C100, С100Е, С120Е могут служить аналогами отечественных смол КУ-2–8, КУ–2–8чС.

Отдельная разработка этой марки — смола Пьюролайт С100Е Аg, представляющая собой катионит для умягчения воды с бактерицидными свойствами, обусловленными содержанием серебра. Отечественным аналогом катионита с бактерицидным действием может служить макропористый катионит КУ-23С.

Для бытового и промышленного умягчения воды подходит Пьюрофайн С100ЕF. Этот вид ионообменной смолы отличается повышенной рабочей ёмкостью при обычных, повышенных и меняющихся скоростях водного потока. Еще одно отличительное свойство катионита Пьюрофайн С100ЕF — уменьшенная потребность в объеме и количестве регенерационного раствора NaCl.

Катионит Леватит

Катионит марки Lewatit (Леватит) Ionac С-249 (натриевая катионообменная смола) может применяться для умягчения воды в бытовом, промышленном и общественном использовании, а также для умягчения растворов органических продуктов (сахара, пектина, глицерина и т.д.).

Анионит АВ-17-8чС

Среди анионитов отечественного производства широко распространена марка АВ-17-8чС. Цифры в маркировке обозначают: 17-я разработка, 8% сшивающего агента (ДВБ); буквы чС – особую чистоту ионита. Особо чистые ионообменные смолы разрешены для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Анионит АВ-17-8чС используется в фильтрах ФСД на атомных станциях, приборостроительных и микробиологических предприятиях. Для извлечения металлов и обогащения руд применяются аниониты марок АМ-2Б, АMп и АМП.

Читайте также:  Погружной насос для колодца: виды, принцип работы, устройство и цена

Как работает умягчение воды ионообменными смолами

Ионообменные смолы – это соединения, которые не растворяются на высокомолекулярном уровне и способны выдать реакцию при взаимодействии с ионными элементами раствора. Иониты обладают трехмерной гелевой либо макропористой структурой. Применяются смолы для очищения, умягчения и обессоливания воды.

Классификация смол

Подобные составы подразделяются на катионообменные, анионообменные, биполярные.

Катионообменные соединения могут быть слабокислотными и сильнокислотными. Последние способны обмениваться катионами не зависимо от уровня рН. Первые работают только при показателе не ниже 7.

Анионообменные составы бывают сильноосновными и слабоосновными. Первые аниониты обладают свойством обмена анионами в растворах при любых значениях рН, чего не могут слабоосновные аниониты. Для них показатель должен составлять от одного до шести. Также встречаются аниониты промежуточной и смешанной активности.

Свойства и принцип работы

Ионообменные смолы – нерастворимые полиэлектролиты. Многозарядный ион неподвижен ввиду большой молекулярной массы. Он является основой ионита, связан с малыми подвижными элементами с противоположным значением, и, в свою очередь, может обменивать их в растворе.

При прохождении фильтрации жидкости через смоляной фильтр, она очищается:

  • от опасных химических примесей;
  • от калия и магния, образующих накипь;
  • от солей тяжелых металлов, соединений железа.

Принцип работы фильтрационных устройств с ионообменной смолой направлен на очищение и улучшение качеств жесткой воды. Смоляные полимерные шарики изначально включают в состав «свободные» ионы, которые способны улавливать ионные частицы иных веществ.

Фрагменты ионообменной смолы набухают в процессе взаимодействия с водным потоком. Величина шарообразных полимеров может достигать 4 мм.

Жидкость, отдавая ионы тяжелых металлов и вредных компонентов, взамен получает нейтральные соединения.

Помимо гелиевых, существуют макропористые иониты. Их достоинствами являются незначительное изменение объема, лучшая адсорбция, продолжительность обменных процессов, ускоренная фильтрация.

Сфера применения

Благодаря смягчающему и обессоливающему эффекту ионообменные смолы для очистки технической воды применяют в теплоэнергетической и химической индустрии. В гидрометаллургической отрасли их используют для работы с цветными и редкими металлами. Иониты также способны очищать канализационные водоемы. Нередко используются аниониты в аквариумной водоподготовке – они содействуют созданию комфортных жизненных условий для рыб и растений.

В быту у ионообменных фильтров много полезных свойств:

  • не образуется накипь на сантехнических устройствах и нагревательных узлах бытовых приборов, котле либо газовой колонке;
  • уменьшается ломкость волос и сухость кожного покрова, пропадает перхоть;
  • в три раза снижается расход моющих составов;
  • со смесителей и кранов уходит серый и ржавый налет.

Если на электротэне не образуется накипь, это заметно снижает потребление электричества.

Бытовое использование ионообменных смол не представляет опасности, поскольку эти вещества не токсичны. Они не обладают тенденцией к самовоспламенению, не взрываются. Фильтрующие элементы с такими смолами монтируют перед котлом, бойлером либо водонагревателем проточного типа.

Критерии выбора

Ионообменные смолы можно найти в тех магазинах, где продают товары для водоподготовки, либо во Всемирной сети.

При выборе надо обращать внимание на такие характеристики:

  • Влажность. В составе имеется химически связанная влага. Если от нее избавится, это приведет к разрушению ионообменной смолы.
  • Емкость ионов. Она бывает рабочей, объемной, весовой. Последние два показателя – стандартные, их определяют в лабораторных условиях. Их значения прописаны в сопроводительной документации. Узнать объем рабочей емкости не получится, поскольку ее показатели определяются в зависимости от формы и глубины фильтрующего слоя смолы. Так же немаловажны вводные характеристики очищаемой жидкости.
  • Скорость фильтрации и уровень регенерации, а также величина улавливаемых примесей.

Для бесперебойного очищения и продуктивности фильтров, картриджи рекомендовано заменять как минимум один раз на протяжении четырех-шести месяцев.

Особенности упаковки и хранения

В соответствии с ГОСТом 20301-74 ионообменные смолы пакуют в мешки из полиэтилена. Максимальный вес одной упаковки может доходить до 50 кг. Также эти компоненты разрешено расфасовывать в бидоны либо контейнеры из пропилена.

Средняя стоимость ионообменной смолы в России равняется 120–150 рублям за литр.

В процессе перевозки либо хранения нахождение смоляных катионитов рядом с анионитами, любыми окисляющими веществами либо растворителями недопустимо.

Хранение продукции разрешено лишь в сухих помещениях с хорошей вентиляцией и температурным режимом не менее двух градусов тепла. Складывать упаковки разрешается на расстоянии больше метра от приборов, отапливающих помещение. Срок годности смол – 12 месяцев.

Восстановление ионообменной смолы

Фильтрующие элементы с ионообменной смолой для индустриального либо домашнего умягчения воды требуют систематических замен картриджа. Экономнее регулярно досыпать регенерационную соль. Подобные меры не являются трудозатратными, но при этом их производительность не так высока. К тому же надолго так фильтр не реанимируешь – для эффективного смягчения потребуется полностью заменить наполнитель.

Читайте также:  Выбор насосной станции для частного дома: критерии, обзор популярных моделей и отзывы

Просто засыпать гравийную подушку и фильтрующую загрузку не составляет особого труда, но выгрузка отработанного наполнителя – задача не из легких. Особенно если резервуар фильтрационного устройства выполнен из стеклопластика и не оснащен сливной системой. Отсоединив его от водопровода, и демонтировав управляющий клапан, потребуется приложить серьезные усилия, чтобы перенести массивный фильтр из дома на улицу.

Если это удалось, производят выгрузку. Для этого надо:

  1. Фильтрующий элемент положить на бок на ровную поверхность.
  2. К вводной части трубки для подъема воды хомутом присоединить укрепленный шланг для подачи через него воды под определенным напором.
  3. Промыть потоком воды взрыхленный наполнитель.
  4. После полного освобождения емкости из умягчителя либо фильтрующего элемента удалить водоподъемную трубку.
  5. После этого выполнить вторичную промывку резервуара и занести его обратно в дом.

Существуют организации, специализирующиеся на обслуживании водоочистных систем. Самостоятельный подбор фильтрующего элемента для воды тоже бывает проблематичным. При выборе дорогостоящего оборудования лучше прибегнуть к помощи специалиста.

Оптимальным решением станет обращение в организацию, занимающуюся монтажом фильтрующих устройств, и предоставляющую полный спектр услуг. Это может быть профессиональное консультирование, проведение анализа воды из скважины либо колодца, помощь в выборе подходящего оборудования, доставка и монтаж прибора, а также сервисное обслуживание.

Ионообменная смола для умягчения воды

Существует множество способов сделать питьевую воду максимально безопасной. Когда-то наши бабушки и дедушки не слышали про системы фильтрации. Сегодняшняя экология усложнила ситуацию с питьевой вода. Постоянная очистка нагревательных приборов от налета накипи заставляет познать жесткость воды и задуматься о качестве питьевой воды.

Удаление солей жесткости, которые откладываются на бытовых приборах, возможно с помощью специальных умягчителей. Многие системы фильтрации используют ионообменную смолу для умягчения воды. Рассмотрим более подробно виды смол, их принцип работы и для чего они в системе очистки.

Классификация ионообменных смол

Смола для умягчения воды

В борьбе с солями кальция и магния отличным вариантом будут безреагентные умягчители воды. Большая часть смягчающих фильтров работает с помощью реагентов. Вода получает нужный состав благодаря фильтрующей массе и реагентам. Последние могут так же восстанавливать фильтрующие среды. Основой фильтра-ионообменника является смола.

Ионообменная смола для смягчения воды используется во многих сферах:

  • очистка;
  • деминерализация;
  • удаления кремния;
  • выборочная фильтрация.

Основой смолы являются иониты – нерастворимые полиэлектролиты. Различают искусственные, природные и синтетические смолы.

Ионит имеют форму заряженного каркаса с ионами противоположного знака. При контакте ионов каркаса с ионами другого знака происходит смена ионитов.

Направление заряда приводит к делению ионов на амфолиты. К ним прибавляются отрицательные катиониты с положительными аонитами. Катионы притягиваются к катионитам, а анионы – к аноитам.

Каркас может иметь различную основу: химическую, нехимическую, минерально-органическую. Она является сочетанием органики и синтетических ионитов. Если каркас гелиевый, то в него макропористые или гелиевые иониты. Они активны в набухшим состоянии при увеличении объема до 3 раз. Однако их ресурс иссякаем. При ликвидации всех мостиков-сшивок смола перестает смягчать воду.

Существуют смолы с равномерным распределением мостиков – изопористые иониты. При большем впитывании они увеличиваются сильно в объеме.

Набухание ионитов гелиевой основы вызвано раскрытием гранул подобно бутону цветка. Гелиевая структура не имеет сплошных стенок и не однородна. Минусом гелиевых смол является их неспособность поглощать большие органические вещества и ионы. При фильтрации может произойти «отравление смолы» — закупорка пор.

Сегодня наиболее применяемыми являются макропористые иониты. Их преимуществами являются малое изменение объема, хорошо адсорбируют, имеют продолжительные обменные реакции, большую скорость фильтрации, прочные и жесткие. Поры в микропористых смолах являются результатом искусственного процесса: добавление жирных кислот, спиртов и гептана.

Если сравнить существующие виды ионитов, то видно:

  • макропористые иониты прочнее гелиевых структур;
  • гелиевые аниониты хуже работают гелиевых катионитов;
  • полистирольные аониты слабее акриловых.

Принцип работы ионообменной смолы

ИВ — исходная вода; OS — обработанная вода; Р — реагент

Смолы для умягчения начали применять только во второй половине прошлого века и быстро себя изжили. В XX веке было сделано максимальное число открытий в области очистки воды. Пик популярности ионообменных смол был в 80-90-ые годы. Потом их стали вытеснять мембраны и обратный осмос. Сегодня смолы для смягчения воды популярны в системах очистки, но не занимают лидирующие позиции.

Читайте также:  Фильтр для воды "Фибос": принцип работы, модельный ряд, цена и отзывы

Для большего понимания принципа работы ионообменную смолу можно сравнить с икрой. Неопытный человек может с первого взгляда перепутать ее с белужьей.

Ранее уже говорилось, что смола для умягчения воды может состоять из трех видов ионитов: аниониты, катиониты и аониты. Наиболее распространенные аониты. Суть разделения в том, что каждый вид может замещать исключительно одноименные иониты.

Аниониты могут иметь сильную или слабую основу, а так же промежуточную и смешанную. Катиониты обладают слабой или сильной кислотностью. Сильная основа анионитов позволяет совершать обмен при любом кислотно-щелочном балансе, слабая – только до 6. Катиониты сильной кислотности могут обмениваться при любом рН, а слабокислотные – до 7.

Таким образом, ионообменная смола умягчает воду, но почти не очищает ее от других примесей. Она может полностью устранить жесткость. Возможно несколько раз прогонять воду через фильтр, что бы сделать ее более мягкой. При каждой очистки увеличивается концентрация натрия, большое значение которой является опасным для человеческого организма.

Иониты могут иметь солевую или смешанную форму. Основу солевой составляют натриевые и хлористые соединения, а смешанной – натрий-хлор или гидроксил-хлорид.

Ионообменные смолы используются в фармакологии, пищевой промышленности, на АЭС для очистки конденсата и т.д.

Иногда дополнительно используют таблетированную соль для умягчения воды. Но обычная столовая соль в таблетках вымывает ионообменные смолы из фильтра. Со временем смола потрескается и утратит свои фильтрующие способности.

Таблетированная солью может восстановить ионнообменную смолу. Продают ее в больших пакетах по 25 кг.

Как выбрать?

Традиционные ионообменные смолы

Сегодня во многих магазинах на прилавках легко найти смолу для ионообменного фильтра. Если уже известна марка и зарекомендованной производитель ионообменной смолы, то ее быстро можно найти в интернете.

Основным показателем эффективности работы является влажность, а не поглощение. В смоле присутствует химически связанная влага. Ее удаление ведет к разрушению ионообменной смолы для умягчения воды.

Далее следует обратить внимание на емкость ионов – рабочая, объемная, весовая. Объемная и весовая являются стандартными характеристиками, которые определяются в лабораторных условиях. Они всегда указаны в паспорте продукции.

Рабочую емкость измерить невозможно. Она зависит от формы и глубин фильтрующего слоя смолы. Так же важны и входные параметры очищаемой воды.

Следует обратить внимание на скорость фильтрации, уровень восстановления, размер задерживаемых частиц и т.д.

Умягчение воды. Ионообменные смолы: виды, принцип действия, эффективность

Известно, что важнейшей характеристикой пресной воды является её жесткость. Под жесткостью понимают количество миллиграмм-эквивалентов ионов кальция или магния в 1 л воды. 1 мг÷экв/л жесткости соответствует содержанию 20,04 мг Са2+ или 12,16 мг Mg2+. По степени жесткости питьевую воду делят на очень мягкую (0–1,5 мг÷экв/л), мягкую (1,5–3 мг÷экв/л), средней жесткости (3–6 мг÷экв/л), жесткую (6–9 мг÷экв/л) и очень жесткую (более 9 мг÷экв/л). Наилучшие вкусовые свойства имеет вода с жесткостью 1,6–3,0 мг÷экв/л, а, согласно СанПиН 2.1.4.1116–02, физиологически полноценная вода должна содержать солей жесткости на уровне 1,5–7 мг÷экв/л. Однако при жесткости воды выше 4,5 мг÷экв/л происходит интенсивное накопление осадка в системе водоснабжения и на сантехнике, нарушается работа бытовых приборов. Обычно умягчение проводят до остаточной жесткости 1,0–1,5 мг÷экв/л, что соответствует зарубежным нормативам по эксплуатации бытовой техники. Вода, имеющая жесткость ниже 0,5 мг÷экв/л является коррозионно-активной по отношению к трубам и котлам, способна вымывать отложения в трубах, накапливающиеся при долгом застаивании воды в системе водоснабжения. Это влечет за собой появление неприятных запаха и вкуса воды. Умягчение воды осуществляют методами: термическим, основанным на нагревании воды, её дистилляции или вымораживании; реагентными, при которых находящиеся в воде ионы Са (II) и Mg (II) связывают различными реагентами в практически нерастворимые соединения; ионного обмена, основанного на фильтровании умягчаемой воды через специальные материалы, обменивающие входящие в их состав ионы Na (I) или Н (I) на ионы Са (II) и Mg (II), содержащиеся в воде; диализа; комбинированным, представляющим собой различные сочетания перечисленных методов. Выбор метода умягчения определяется качеством воды, необходимой глубиной умягчения и технико-экономическими соображениями, представленными в таблице снизу. Умягчение воды катионированием основано на явлении ионного обмена, сущность которого состоит в способности ионообменных материалов или ионитов поглощать из воды положительные ионы в обмен на эквивалентное количество ионов катионита. Каждый катионит обладает определенной обменной емкостью, выражающейся количеством катионов, которые катионит может обменять в течение фильтроцикла. Обменную емкость катионита измеряют в грамм-эквивалентах задержанных катионов на 1м3 катионита, находящегося в набухшем (рабочем) состоянии после пребывания в воде, т.е. в таком состоянии, в котором катионит находится в фильтрате. Различают полную и рабочую обменную емкость катионита. Полной обменной емкостью называют то количество катионов кальция и магния, которое может задержать 1 м3 катионита, находящегося в рабочем состоянии, до того момента, когда жесткость фильтрата сравнивается с жесткостью исходной воды. Рабочей обменной емкостью катионита называют то количество катионов Са+2 и Мg+2 , которое задерживает 1м3 катионита до момента «проскока» в фильтрат катионов солей жесткости. Обменную емкость, отнесенную ко всему объему катионита, загруженного в фильтр, называют емкостью поглощения. При пропуске воды сверху вниз через слой катионита происходит её умягчение, заканчивающееся на некоторой глубине. Слой катионита, умягчающий воду, называют работающим слоем или зоной умягчения. При дальнейшем фильтровании воды верхние слои катионита истощаются и теряют обменную способность. В ионный обмен вступают нижние слои катионита и зона умягчения постепенно опускается. Через некоторое время наблюдаются три зоны: работающего, истощенного и свежего катионита. Жесткость фильтрата будет постоянной до момента совмещения нижней границы зоны умягчения с нижним слоем катионита. В момент совмещения начинается «проскок» катионов Са+2 и Мg+2 и увеличение остаточной жесткости, пока она не станет равной жесткости исходной воды, что свидетельствует о полном истощении катионита. Рабочую обменную емкость фильтра Ер г÷экв/ м3, можно выразить так: Ер = QЖи; Ер = ер Vк. Объем загруженного в фильтр катионита в набухшем состоянии Vк = аhк. Формула для определения рабочей обменной емкости катионита, г÷экв/ м3: ер = QЖи /аhк; где Жи — жесткость исходной воды, г÷экв/ м3; Q — количество умягченной воды, м3; а — площадь катионитового фильтра, м2; hк — высота слоя катионита, м. Обозначив скорость фильтрования воды в катионитовом фильтре vк, количество умягченной воды можно найти по формуле: Q = vк aTk = ераhк /Жи; откуда длительность работы катионитового фильтра (межрегенерационный период) находим по формуле: Tk = ерhк /vк Жи. По исчерпании рабочей обменной способности катионита его подвергают регенерации, т.е. восстановлению обменной емкости истощенного ионообменника путем пропуска раствора поваренной соли. В технологии умягчения воды широко применяют ионообменные смолы, которые представляют собой специально синтезированные полимерные нерастворимые в воде вещества, содержащие в своей структуре ионогенные группы кислотного характера –SO3Na (сильнокислотные катиониты). Ионообменные смолы подразделяют на гетеропористые, макропористые и изопористые. Гетеропористые смолы на дивинилбензоловой основе характеризуются гетерогенным характером гелевидной структуры и небольшими размерами пор. Макропористые имеют губчатую структуру и поры свыше молекулярного размера. Изопористые имеют однородную структуру и полностью состоят из смолы, поэтому их обменная способность выше, чем у предыдущих смол. Качество катионитов характеризуется их физическими свойствами, химической и термической стойкостью, рабочей обменной емкостью и др. Физические свойства катионитов зависят от их фракционного состава, механической прочности и насыпной плотности (набухаемости). Фракционный (или зерновой) состав характеризует эксплуатационные свойства катионитов. Он определяется ситовым анализом. При этом учитываются средний размер зерен, степень однородности и количество пылевидных частиц, непригодных к использованию. Мелкозернистый катионит, обладая более развитой поверхностью, имеет несколько большую обменную емкость, чем крупно-зернистый. Однако с уменьшением зерен катионита гидравлическое сопротивление и расход электроэнергии на фильтрование воды увеличиваются. Оптимальные размеры зерен катионита, исходя из этих соображений, принимают в пределах 0,3. 1,5 мм. Рекомендуется применять катиониты с коэффициентом неоднородности Кн = 2. Приведем характеристики некоторых катионоообменников. Среди сильнокислотных катионообменников отечественного производства, разрешенных к применению для хозяйственно-питьевого водоснабжения, можно выделить КУ-2–8чС. Получают его сульфированием гранульного сополимера стирола с 8% дивинилбензола. КУ–2–8чС по структуре и свойствам близок к следующим зарубежным сульфокатионитам особой степени чистоты: амберлайту IRN-77 (США), зеролиту 325 NG (Англия), дауэксу HCR-S-Н (США), дуолайту ARC-351 (Франция), вофатиту RH (Германия). По внешнему виду — сферические зерна от желтого до коричневого цвета, размером 0,4–1,25 мм, удельный объем не более 2,7 см3/г. Полная статическая обменная емкость не менее 1,8 г÷экв/л, мин, динамическая обменная емкость с полной регенерацией не менее 1,6 г÷экв/л. В настоящее время нашли широкое применение сильнокислотные катиониты фирмы Пьюролайт: C100, С100Е, С120Е (аналоги отечественных смол КУ-2–8, КУ–2–8чС). Применяется ионообменная смола фирмы Пьюролайт С100Е Аg (обменная емкость 1,9 г÷экв/л, насыпная масса 800–840 г/л), представляющая собой серебросодержащий катионит для водоумягчения, обладающий бактерицидным действием. Существует отечественный аналог КУ-23С — макропористый катионит бактерицидного действия (статическая обменная емкость 1,25 г÷экв/л, насыпная масса 830–930 г/л). Применяется для умягчения питьевой воды как в промышленности, так и в быту катионит Пьюрофайн С100ЕF — он имеет ряд преимуществ по сравнению с общепринятыми смолами для водоумягчения. Обладает намного большей рабочей емкостью при обычных скоростях потока, повышенной рабочей емкостью при высоких скоростях потока, при меняющемся и прерывающемся потоке. Минимальная общая обменная емкость 2,0 г÷экв/л. Особенность катионита С100ЕF состоит в том, что он требует меньшего объема и количества регенеранта (NaCl). Применяется сильнокислотный катионит IONAС/С 249 для умягчения воды бытового и муниципального применения. Обменная емкость 1,9 г÷экв/л. Умягчение воды натрий-катионитовым методом на указанных смолах (жесткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05. 0,1, при двухступенчатом — до 0,01 мг÷экв/л) описывается следующими реакциями обмена: (cм. печатную версию) После истощения рабочей обменной емкости катионита он теряет способность умягчать воду и его необходимо регенерировать. Процесс умягчения воды на катионитовых фильтрах слагается из следующих последовательных операций: фильтрование воды через слой катионита до момента достижения предельно допускаемой жесткости в фильтрате (скорость фильтрования в пределах 10. 25 м/ч); взрыхление слоя катионита восходящим потоком умягченной воды, отработанного регенерата или отмывных вод (интенсивность потока 3. 4 л/(см2); спуска водяной подушки во избежание разбавления регенерирующего раствора; регенерации катионита посредством фильтрования соответствующего раствора (скорость фильтрования 8. 10 м/ч). На регенерацию обычно затрачивают около 2ч, из них на взрыхление — 10. 15, на фильтрование регенерирующего раствора — 25. 40, на отмывку — 30. 60 мин. Процесс регенерации описывается реакцией: (см. печатную версию) На практике ограничиваются однократным пропуском соли при жесткости умягченной воды до 0,20 мг÷экв/л или двукратным — при жесткости ниже 0,05 мг÷экв/л.

Читайте также:  Топ 13 оригинальных украшений на Новый год 2020 с AliExpress: цены, фото

Ионообменные смолы

Внешний вид ионообменных смол

Ионообменные смолы – общее название синтетических полимерных твердых шариков миллиметрового диаметра, которые содержат отрицательно или положительно заряженные центры, способные притягивать ионы противоположного заряда из воды или раствора.

В подавляющем большинстве состоят из сополимера стирола и дивинилбензола, хотя могут использоваться и другие композиции: метакриловая кислота-дивинилбензол и фенолформальдегидные полимеры.

Ионообменные смолы имеют еще одно сокращенное наименование – иониты и применяются в качестве засыпки в фильтры различных объемов от небольших исследовательских (1 см 3 ) до огромных (25 м 3 ) для очистки воды от ионов примесей в процессах водоподготовки на промышленных и энергетических объектах.

Первое в мире промышленное применение ионитов природного происхождения (цеолита) было в осуществлено в царской России на Московской электрической станции в 1910 году.

Внешний вид ионообменных смол

Ионообменная смола выглядит как полупрозрачные шарики размером от десятых долей до 1,5 миллиметров в диаметре.

Цвет ионообменной смолы может быть белым, желтым и коричневым, но в большинстве случаев это многообразные однотонные комбинации этих цветов. На рисунке отображены лишь некоторые из них.

Если гранулу смолы рассмотреть под микроскопом, то можно найти сходство клубком спагетти, состоящего из чрезвычайно пористой скелетной структуры или матрицы. Сополимер стирола является каркасным материалом, дивинилбензол – сшивающим. Наибольшее распространение получила сшивка 8 или 10%, причем чем он выше – тем прочнее ионообменная смола. На ощупь горсть смолы слегка влажная и не рассыпается.

Ионообменная смола под увеличением

Важно понимать, что ионообменные смолы — это не химический реактив или реагент, а физическая среда в которой происходит ионный обмен.

Классификация ионообменных смол

Ионообменные смолы в зависимости от заряда задерживаемых и отдаваемых ионов делятся на 2 основных вида:

– Катионит (катионообменная смола)

– Анионит (анионообменная смола)

Ограниченное распространение получили другие типы ионитов: амфотерные, хелатные и окислительно-восстановительные иониты, как правило в исследовательских и экспериментальных процессах.

Амфотерные в зависимости от условий могут являться или катионитами, или анионитами.

Хелатные смолы при производстве можно “настроить” на выборочное извлечение одного или двух видов ионов, т.е. они обладают исключительно высокой единичной или групповой селективностью.

Читайте также:  Гудят водопроводные трубы в квартире: причины, способы избавления и профилактика

Окислительно-восстановительные ионообменные смолы способны менять заряды ионов в среде.

Катионит

Катиониты обменивают ионы с положительным зарядом. Наилучший пример: ионы кальция (Ca ++ ) в воде обменивается на ионы натрия (Na + ) на ионите. Делятся на сильнокислотные и слабокислотные.

Сильнокислотный катионит

Является самым распространенным видом ионообменной смолы. Сильнокислотные катиониты включают группу сульфоновой кислоты (HSO3¯). Работают в кислой, нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 0-14. Может нейтрализовать сильные основания и превращать нейтральные соли в их соответствующие кислоты. Максимально эффективен при полном удалении ионов жесткости.

Слабокислотный катионит

Характеризуется очень высокой ионообменной емкостью. Слабокислотные катиониты включают карбоксильные группы (-COOH). Работают в нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 6-14. Способны нейтрализовать сильные основания. Имеет высокую стойкость к окислению и механическую прочность. Максимально эффективен для работы с содержащими воду окислителями, такими как перекись водорода, хлор и т.д.

Более подробно о катионитах на нашем сайте читайте в статье ” Катионит “.

Анионит

Аниониты обменивают ионы с отрицательным зарядом. Например, ион нитрата (NO3-) замещают гидроксид ионом (ОН-). Делятся на высокоосновные и низкоосновные.

Высокоосновной анионит

Высокоосновные аниониты содержат четвертичные аммониевые группы. Работают в кислой, нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 0-14. Могут нейтрализовать сильные кислоты и превращать нейтральные соли в их соответствующие основания. Предназначен для деминерализации, деалкализации и обессоливания, помимо того, что они используются для удаления общего органического углерода (TOC) и других органических веществ. Высокоосновной анионит бывает 2 типов.

Смолы типа I имеет три метильные группы. Смола типа I обладает большей стабильностью, чем смола типа II, и способна удалять больше слабоионизированных кислот.

Смолы типа II одна из метильных групп заменена этанольной группой. Смолы типа II обеспечивают большую эффективность регенерации и большую емкость для того же количества используемого химического реагента.

Низкоосновной анионит

Низкоосновные аниониты содержат первичные, вторичные и третичные аминогруппы. Работают в кислой и нейтральной среде в диапазоне pH 1-7. Способны нейтрализовать сильные кислоты. Максимально эффективен для адсорбции кислоты, для удаления хлорида, сульфата, нитрата и других анионов, связанных с сильной кислотой.

Читайте также:  Фильтр для насосной станции: назначение, виды, устройство и критерии выбора

Подробную информацию об анионитах на нашем сайте узнайте из статьи ” Анионит “.

СМОЛЫ Super Soft

Получить прайс на ионообменные смолы 2022г.

* На эту почту мы отправим наш прайс-лист.

Как ионообменная смола работает

Принцип работы ионообменной смолы основан на законе ионного обмена

Ионный обмен – обратимый процесс, при котором происходит обмен нежелательных ионов с определенным зарядом желаемыми ионами того же заряда в растворе.

Рассмотрим принцип работы ионообменной смолы на примере самой распространенной: сильнокислотного катионита и самого распространенного процесса: умягчения (снижение жесткости) воды.

Этот процесс применим и к остальным типам ионитов, только будут другие целевые ионы. Ионный обмен не является поверхностным явлением – 99 процентов ионного обмена происходит внутри шарика ионита. Минеральные соли разлагаются на ионы в водных растворах и могут свободно обмениваться с ионами аналогичного заряда. Они подвижны и могут свободно перемещаться. Поверхность полистирольных нитей смолы имеет прикрепленные отрицательно заряженные функциональные группы, которые притягивают свободные положительно заряженные ионы.

Ионы жесткости (кальций и магний) поступают в фильтр и проходят через слой ионита, прикрепляясь к функциональным группам и выбивая ионы натрия. Умягчители воды работают, потому что этот процесс обратим. Важно понимать, что пока смола не истощена, все ионы, поступающие с водой, окажутся на смоле, а все ионы на смоле будут выбиты в раствор H 2 O, т.е. обменены.

С помощью небольшого ионообменного фильтра в 1955 году во время проведения ядерных испытаний был открыт 101-ый элемент периодической системы – Менделе́вий.

Что такое регенерация ионообменной смолы

Перезарядка или регенерация ионообменной смолы раствором реагента

Ионообменные смолы имеют конечную обменную емкость и при истощении удерживают конечную массу ионов жесткости в умягчителе. Они больше не могут обменивать ионы, так как истощены и необходимо перезарядить или регенерировать, чтобы восстановить до исходного рабочего состояния.

Вещества, используемые для этого, могут включать хлорид натрия, а также соляную кислоту, серную кислоту или гидроксид натрия и называются регенерирующим раствором.

Чтобы очистить смолу от ионов жесткости, необходимо провести регенерацию – промыть шарики смолы объемом солевого раствора (8-10%). Во время цикла регенерации ионообменная реакция по существу меняется на противоположную за счет применения концентрированного раствора регенерата.

Регенерирующий раствор NaCl поступает в умягчитель до тех пор, пока масса рассола не пройдет через смолу и не вытеснит эквивалентное количество ионов жесткости.

Смола теперь находится в равновесном состоянии. После этого необходимо запустить процесс промывки и ионит вновь готов к работе.

Как получают ионообменные смолы

Ионообменные смолы производятся в основном из сшитого стирола. Мономер стирола (также известный как винилбензол) представляет собой нерастворимую в воде жидкость. Когда его суспендируют в воде и перемешивают, он образует маленькие капельки или сферы, как и привычная заправка для салата маслом в растворе уксуса. Мономерный стирол полимеризуют, то есть превращают в твердое пластичное вещество, нагревая его в присутствии катализатора. Оно является прозрачным для воды и полностью нерастворимым и принимает форму крошечных сфер диаметром примерно от 0,2 до 0,8 мм.

Читайте также:  Неисправности и способы ремонта дренажных насосов с поплавком

Из курса химии известно, что стирол состоит из бензольного кольца и винильной группы. Сшивающий агент имеет реакционноспособную винильную группу с обеих сторон и называется дивинилбензолом (ДВБ). Эта структура дает трехмерную поперечную связь с полистиролом. Уровень ДВБ, прореагировавший в основной цепи полимера, определяет плотность или прочность шарика. Чем выше содержание дивинилбензола, тем ниже будет влажность, когда шарик превращается в смолу.

Теперь необходимо добавить функциональные группы, которые и превращают гранулу полимера в ионообменную смолу. Когда функциональные группы добавляются к стирольной основной цепи полимера, смолы становятся реакционноспособными, и полимерные звенья функционируют так, как если бы они были отдельными ионами, взвешенными в воде. Отдельные единицы связаны между собой ДВБ, что делает гранулу нерастворимой, но сильно набухшей в воде.

Характеристики ионообменной смолы

Ионообменные смолы для водоподготовки имеют ряд физических и химических параметров. Физические параметры характеризуются:

  • размером зерен (гранулометрический состав);
  • насыпной массой;
  • физической прочностью;
  • структурой катионита или анионита;
  • осмотической стабильностью.

К химическим можно отнести:

  • формула привитой функциональной группы для ионного обмена;
  • для катионитов – кислотность;
  • для анионитов – основность;
  • химическая стойкость к растворителям;
  • динамическая или статическая обменная емкость;
  • стойкость к максимальной температуре.

Основной характеристикой ионитов является показатель рабочей обменной емкости. Чем он выше, тем большее количество примесей ионит способен удалить из воды до того момента, когда ему понадобится регенерация.

Где можно заказать

Мировой рынок ионообменных смол в 2019г. составил 1,84 млрд долларов США и к 2025г. будет пройден рубеж в 2 млрд $. Мировые производители ионообменных смол (Dowex, Amberlite, Purolite, Lewatit) перенесли свои производства в Китай, т.к. при больших объемах производства экономическая составляющая себестоимости выходит на первый план контроля иногда в ущерб качеству.

Компания СМОЛЫ обладает более чем 15-летним опытом производства ионообменных смол особо чистого класса в России.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами. Мы можем помочь вам в разработке правильного решения и реалистичной стоимости водоподготовки ионообменными смолами.

Посмотрите видео “Ионообменные смолы” на нашем канале:

Ионообменное умягчение воды

Одной из острейших проблем централизованного водоснабжения является наличие солей жесткости в водопроводной воде. Владельцы коттеджей тоже сталкиваются с этой проблемой. Повышенная жесткость воды приводит в негодность бытовую технику, образуя накипь на стенках, снижает эффективность отопительных приборов и негативно действует на здоровье человека. Для решения этой проблемы используют специализированные фильтры – ионообменные умягчители. Ионный обмен как метод умягчения воды появился в 20 веке и пользуется большой популярностью.

Что такое ионообменное умягчение и где оно применяется

Ионообменное умягчение

Снижение жесткости воды при помощи ионообменных процессов происходит по принципу замещения ионов растворенных солей более безвредными ионами натрия. Они не образуют твердых отложений и не вызывают проблем с кожей у пользователей. Подобные ионообменные фильтры для умягчения воды используются в энергетике, цветной металлургии, пищевой и электронной промышленности. Население применяет преимущественно в частных домах и коттеджах, в которых отсутствует централизованное водоснабжение. Так как вода в них подается из скважины и не подвергается никакой предварительной очистке, то часто нуждается в умягчении ионным обменом.

Ионообменный метод умягчения воды

Одним из самых эффективных методов водоподготовки (фильтрации) считается ионный обмен. Умягчение методом ионного обмена заключается в замене ионов солей жесткости (кальций и магний) из раствора на ионы, находящиеся на поверхности ионитов. Обмен регулирует концентрацию минеральных солей и снижает жесткость воды. Иониты находятся в составе ионообменного материала, который засыпается в емкость фильтра.

При данном методе ионного обмена для умягчения воды изменяется химическая структура очищаемой жидкости и ионитов из фильтрующего материала (смолы). Следует знать, что смола при работе в фильтре постепенно утрачивает свои очищающие свойства. Правда, используемые материалы можно восстанавливать, но своего первоначального состояния после регенерации они не достигают. В зависимости от интенсивности использования и вида смолы срок её службы колеблется от трех до восьми лет.

Читайте также:  Абиссинская скважина: стоимость бурения, отзывы владельцев, плюсы и минусы

Ионообменные системы умягчения воды имеют неоспоримые преимущества перед другими методами фильтрации:

  • умягчение воды ионным обменом не образует осадка, который необходимо удалять при помощи дополнительных устройств;
  • технология ионообменного умягчения используется при высоких уровнях жесткости (100-200 мг/л), обеспечивая очистку от минеральных солей и умягчение воды;
  • ионообменный метод умягчения устраняет не только соли жесткости, но и другие вредные соединения;
  • эффективное функционирование в автоматическом режиме и простое обслуживание ионообменных умягчителей воды.

Ионообменные фильтры для умягчения воды

Не стоит забывать и про имеющиеся недостатки ионообменных установок для умягчения воды:

  • периодические затраты на регенерацию химических реагентов;
  • жесткие требования экологов к утилизации отработанной смолы.

Ионообменные умягчители для воды

Выделяют два вида ионообменных фильтров умягчения:

  1. Стандартные ионообменные фильтры для смягчения воды. Используемый в фильтрах умягчения натрий-катионный метод очистки воды считается доступным, недорогим в обслуживании и имеющим простую утилизацию регенерируемых химикатов;
  2. Ионообменные фильтры с многокомпонентной смолой для обезжелезивания и умягчения. Фильтры с комплексной загрузкой способны удалять из жидкости растворенное железо, марганец и органические вещества, но весьма дороги в обслуживании.

Из чего состоят умягчители воды ионообменного типа

Основанные на одинаковом принципе работы, ионообменные фильтры умягчения воды имеют существенные различия в габаритах, которые зависят от качества и объема фильтруемой воды. Если для умягчения воды ионообменные колонны делают большого размера, то бытовые устройства для частного дома весьма компакты и практически бесшумны. Чаще всего они представляют собой небольшие стационарные устройства с заменяемыми картриджами.

В состав стандартного ионообменного фильтра-умягчителя входят:

  • пластиковые баллоны/колонны с фильтрующим материалом (ионообменной смолой);
  • клапан с электронным управлением, регулирующий подачу воды;
  • солевой бак, выполняющий функции емкости для восстановительного материала.

Ионообменный умягчитель купить

Промышленные ионообменные установки умягчения воды работают в автоматическом режиме. Клапан, управляемый процессором, пропускает очищаемую воду в колонну, наполненную ионообменной смолой. Там происходит замена ионов солей жесткости на ионы смолы. После этого, чистая воды по шлангу направляется к потребителям (точкам водоразбора). Когда реагент (смола) истощает свои очищающие свойства, клапан направляет немного воды в солевой бак, где она насыщается солью. Направленная в колонну, эта жидкость частично восстанавливает очищающие свойства ионообменного материала. Эта циркуляция продолжается до тех пор, пока реагент не будет готов снова фильтровать и умягчать воду.

Ионообменный умягчитель воды для коттеджа

В отличие от габаритных промышленных ионообменных колонн на умягчение, компактные бытовые устройства располагаются прямо в доме и умягчают воду на всех точках водоразбора. Умягчение воды в ионообменных фильтрах производительностью 1,5 – 2 м 3 /ч – наилучшее решение для загородного дома.

Также на рынке вы можете купить ионообменные умягчители воды картриджного типа. Они снабжены картриджами, в которых восстановление очищающих и умягчающих свойств происходит в ручном режиме. Сначала перекрывается вода и открытием крана сбрасывается имеющееся в трубах давление. Следом отсоединяется картридж и промывается проточной водой. Смола из него высыпается (при возможности) в подходящую по размеру емкость и покрывается раствором соли (0,1 кг на 1 литр воды).

При не разборном картридже, он целиком погружается в соляной раствор на 7-8 часов. После этого, смола/картридж несколько раз промываются чистой водой. Затем в пустой картридж засыпается восстановленная смола и он устанавливается на свое место в фильтре. Система снова готова к умягчению воды ионообменным способом.

Метод ионного обмена для умягчения воды от компании Diasel

Жесткая вода из скважины или из водопровода наносит вред бытовой технике и здоровью человека. Чтобы решить этот вопрос, используют ионообменный фильтры-умягчители воды. Наиболее рекомендуемыми являются ионообменные установки. Они отлично очищают воду от минеральных солей, подлежат частичной регенерации и недороги в обслуживании.

Наша компания предлагает широкий выбор ионообменных фильтров. У нас вы можете купить отдельно ионообменные материалы для умягчения воды: баллоны разного типоразмера, клапаны управления, ионообменные смолы Lewatit, Pure Resin, Экотар. Специалисты помогут с выбором модели под конкретную ситуацию, учитывая и уровень жесткости воды, и имеющийся бюджет. Получить консультацию и купить ионообменный фильтр для умягчения воды вы можете по телефону, электронной почте или заполнив заявку на сайте.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.