Особенности и принцип работы ионообменных фильтров

Ионообменный фильтр

Все об ионообменном фильтре можно узнать здесь, если информация покажется недостаточно полной, то всегда можно задать уточняющий вопрос нашим инженерам. Просто связаться с ними по электронной почте: smoly.engineering@inbox.ru

Ионообменный фильтр — корпусное устройство для удаления нежелательных ионов из водных растворов. Как и любой фильтр — извлекает и очищает нежелательное от действительного. Проходящая сквозь него, вода освобождается от ионов различных соединений, загрязняющих воду и являющимися нежелательными примесями. Умягчение и очистка воды — это основные задачи, которые решает ионообменный фильтр.

Устройство ионообменного фильтра

Ионообменный фильтр устроен достаточно просто. Достаточно сказать, что составных частей его гораздо меньше, чем гласных букв в слове ионообменный.

На рисунке Устройство ионообменного фильтра нужно указать на следующие части и конструктивные особенности:

1. корпус;
2. ионообменная смола — фильтрующая загрузка;
3. подвод | отвод воды;
4. распределители потоков.

Корпус ионообменного фильтра на современном этапе — это углепластиковые армированные колбы, с внутренней и внешней обвязкой водо-подводящих трубок, отверстием для засыпки фильтрующей загрузки и монтажа управляющей автоматики если есть в этом необходимость.

Фильтрующая загрузка — ионообменная смола со специальными подобранными характеристиками. Более подробно об этом можно прочитать здесь:  http://smoly.ru/filtrujushhaja-zagruzka.html

Подводы | отводы воды и регенерирующих растворов представляют собой набор трубок, клапанов и реле, обеспечивающих автоматическую работу всей системы водоподготовки.

Это касалось больших ионообменников, используемых в водоочистке в теплоэнергетике и промышленности.

Что касается бытовых и коттеджных ионообменных фильтров, то там еще проще. Количество составных частей равно количеству букв в словосочетании «ионообменный фильтр»: всего 2: корпус и ионообменная смола. Как видим, система довольно несложная. Сложность представляет только автоматика и ее настройки.

Ионообменный фильтр — принцип действия

Абсолютно чистой воды в природе не бывает.  Питьевой Воды сколько угодно. Но вот так, чтобы в стакане были молекулы H2O и ничего более — это утопия. Всегда будут присутствовать растворы, газы, соли.

Мы, специалисты ООО «Смолы», авторитетно заявляем, что абсолютно чистая вода бывает только в теории. Это как антиматерия, вроде и есть предположительно и есть попытки получить, но существование их в чистом виде ограничено малыми долями секунды.

За этим временным промежутком, да, все исчезает. Абсолютно чистая вода превращается в раствор. Антиматерия превращается в материю.

Чистая H2O впитывает в себя из окружающей среды и воздуха все соединения, которые может впитать, они имеют различное влияние на нас и определенные концентрации не только желательны, но и полезны. Превышение же концентрации их относительно нормы продолжительное время губительно для здоровья человека.

Суть работы ионообменного фильтра сводится не к удалению ВСЕХ ионов, а в частичном удалении ионов, находящихся в опасной для нас концентрации. Таким образом задача сводится к не столько очищению воды, сколько НОРМАЛИЗАЦИИ (т.е. доведения до нужной степени мягкости, цветности, вкуса). Перечень показателей воды тут.

Сделать анализ воды и посмотреть, чем она отличается от нормальной сейчас достаточно просто. Заказать анализ воды можно и на нашем сайте.

Кстати, бытовые фильтры для воды могут быть опасными по ряду причин, это можно узнать из статьи по предшествующей ссылке.

Самой распространенной засыпкой для ионообменных фильтров являются катиониты. Это не потому что они единственные, а потому что проблемы, которые они закрывают — самы типичные. Популярное решение для популярных проблем.

Самыми распространенными отечественными катионитами являются КУ-2-8 для фильтров технической воды и катионит КУ-2-8чС для фильтров с питьевой водой.

Но не все так просто, целый ворох проблем, которые одни только катиониты все же не решают.

Обслуживание ионообменного фильтра

Ионообменный фильтр,  несмотря на всю простоту конструкции и понятным принципом действия, нуждается в обслуживании. Ионообменная смола достаточно капризное вещество. При решении основных вопросов в водоподготовке — умягчение воды путем удаления солей жесткости (магний, кальций и др.

) смола (катиониты и аниониты)  уязвимы влиянию других веществ из водного раствора. Например, железо.

Да, ионообменные смолы удерживают железо, кальций и магний на своей поверхности, но в процессе регенерации (реагентного восстановления свойств) от кальция и магния смола очищается хорошо, но вот железо удаляется с трудом и постепенно «забивается» железом.

Это то состояние, когда соли кальция и магния удерживаться смолой не могут из за того, что вакантное место занято железом. Смола перестает работать как нужно. Есть еще несколько соединений влияющих на срок эксплуатации катионита и чуть меньше этот список для анионита. В этом разделе можно найти более подробную информацию.

Увеличить срок службы ионообменного фильтра можно путем соблюдения необходимых требований к качеству исходной воды. Подбор фильтрующей загрузки ионообменной смолой можно поручить нашим специалистам: smoly.engineering@inbox.ru

В 2015 году сервисное подразделение ООО «Смолы» произвело несколько замен ионообменных смол на 11 объектах водоподготовки, в т.ч. на умягчителях, ФСД, деминерализаторе, установки водоподготовки загородного дома и предоставили по заводским ценам ионообменные смолы собственного производства для этих потребителей.

Оставьте заявку на замену ионообменных смол на Вашем объекте на нашем сайте и специалисты подготовят комплексное решение, доставят и произведут замену засыпки в Вашем ионообменном фильтре с гарантией результата.

Источник: https://smoly.ru/ionoobmennyj-fil-tr.html

Ионообменная очистка воды – советы по устройству

материалом в социальных сетях и мессенджерах:

Воду, поступающая в наши квартиры и дома, нельзя назвать идеальной. Проходящая по магистралям централизованного водоснабжения, она имеет определенную степень очистки, но все же это вода невысокого качества. Вода из скважины вообще никак не очищается и содержит многочисленные примеси.

Одной из серьезных проблем качества питьевой воды является наличие в ней солей жесткости (кальциевая и магниевая соли). Об их пагубном воздействии на организм вы можете судить по осадку на поверхности труб, на стенках приборов и элементах бытовой техники.

Из-за такого осадка электрочайник, бойлер, стиральная машина могут раньше времени выйти из строя. Все потому, что при нагревании из-за солей жесткости образуется накипь, создающий заторы в трубах. Для решения это проблемы используется ионообменная очистка воды.

Что такое ионообменная очистка воды

Кальциевая и магниевая соли не зря называются солями жесткости. Они делают воду жесткой. Эта вода крайне неблагоприятная для эксплуатации нагревательных приборов. А о том, как такие соли откладываются в организме человека, говорить и вовсе не приходится. На помощь приходят ионообменные фильтры.

Принцип их действия состоит в том, что специализированные материалы совершают химическую реакцию с водой. И в результате количество жестких солей уменьшается путем преобразования их в соли натрия.

Ионообменный материал находится в картридже фильтра, и именно он забирает магний с кальцием из воды, отдавая результат химической трансформации – натрий. Вода становится более мягкой и полезной.

Эти фильтры являются обязательными элементами предварительной очистки воды на многих промышленных предприятиях. В частности, ионообменная очистка воды производится в атомной и теплоэнергетике.

Ионообменная очистка воды имеет еще один неоспоримый плюс: она позволяет выборочно чистить воду, то есть удалять ненужные примеси, оставляя все остальные.

Ионообменная очистка воды осуществляется с помощью таких материалов:

• ионообменные смолы;
• специализированные волокнистые материалы;
• полимер на основе резорцина для комплексного удаления из воды вредных примесей – арагон.

Каждый из перечисленных материалов работает за счет ионитов – твердых веществ, не способных растворяться в воде. В растворах они осуществляют ионный обмен. Ионообменная очистка воды возможна при наличии двух видов ионов.

Первые – содержатся в материале (ионы) и не переходят в раствор, а другие (противоионы) имеют противоположный знак и переходят в раствор, заменяя то же самое количество ионов другого вещества с тем же знаком.

Таким образом происходит очищение раствора от тех ионов, которые были замещены процессом ионизации.

Выделим основные группы ионитов:

• амфолиты;
• катиониты;
• аниониты;
• селективные иониты.

Все иониты бывают органическими или неорганическими – все зависит от материала, который применяется для фиксации функциональных групп.

Амфолитами называют иониты, которые имеют два типа функциональных групп, потому они удаляют и катионы, и анионы.

Катиониты – это группа ионитов, которые содержат жестко зафиксированные анионы, а обмениваются свободными катионами. Как только ресурс катионов закончится, катиониты станут бесполезными.

Аниониты – в этой группе, напротив, обмен производится незакрепленными анионами. А катионы фиксированы и в обмене не участвуют. Когда анионы закончатся, анионитам нечем будет меняться с анионами, которые содержатся в растворе.

Значит, для фильтрации они станут непригодными.

В силу того, что производитель знает о емкости используемого для ионообменной очистки воды материала, он указывает период времени, в течение которого фильтр считается пригодным и будет успешно справляться со своей задачей.

Селективные иониты – это группа ионитов, которые действуют целенаправленно, удаляя из воды конкретные вещества. То есть их функциональные группы обмениваются только с ионами определенного вещества. Подобные иониты позволяют удалять из воды даже такие вещества, как бор, радионуклиды и некоторые тяжелые металлы.

Все иониты отличаются друг от друга набором характеристик. По этим характеристикам мы и узнаем, как будет работать фильтр, который использует их в качестве очистительного материала. В конечном итоге, по характеристикам мы узнаем, как будет проходить ионообменная очистка воды. Вот наиболее показательные характеристики:

• Фракционный состав – по гранулометрическим характеристикам ионообменные смолы имеют предел 0,3–2,0 мм.
• Обменная емкость – показатель, отображающий количество мг-экв (единица измерения) примеси, которое фильтрующий материал способен удалить до окончания своего ресурса. Емкость фильтра для ионообменной очистки воды указывается в паспорте. Но при регулярном использовании материал стареет и загрязняется, поэтому надо учитывать, что обменная емкость ионита со временем падает. Показатель обменной емкости имеет большое значение, если речь идет об очистке сильно загрязненной воды (например, сточных вод).
• Селективность – направленность ионита на удаление конкретных веществ. Ионообменные смолы обычно не обладают высоким показателем селективности.
• Прочность к механическим воздействиям – к ним можно отнести и скачки давления в трубах, и истирание материала. Существует зависимость: чем выше прочность ионита, тем меньше его обменная емкость.
• Осмотическая стабильность – показатель, говорящий об устойчивости ионита к изменениям в составе воды и воздействию различных веществ. Чем более спокойно ионит реагирует на постоянные изменения состава воды, тем выше считается его осмотическая стабильность.
• Химическая устойчивость – отсутствие влияния изменений химических показателей воды на работу ионита по ионообменной очистке воды (ровно реагирует на резко изменяющиеся условия кислотности и щелочности).
• Температурная стабильность – способность не изменять своих характеристик при резких изменениях температур воды. В основном многосоставные смолы работают на полную обменную емкость, заявленную в паспорте, при условии, что температура раствора не более 40° С, но часть смол прекрасно функционируют и при температуре до 150 °С.

Ионообменная очистка воды по праву завоевала свою популярность в сфере водоподготовки и фильтрации благодаря своей простоте и умеренным финансовым затратам.

Ионообменные фильтры для очистки воды

Размер фильтра ионообменной очистки воды подбирают в соответствии со степенью загрязненности воды, которая нуждается в фильтрации. Чем грязнее вода, тем больше фильтр. Так, ионообменные фильтры промышленного назначения имеют огромные габариты, тогда как бытовые фильтры успешно умещаются под мойкой.

Устройство для ионообменной очистки воды состоит из корпуса с фланцами для поступления и выхода потока газа. Материал корпуса должен иметь антикоррозийные свойства. В центре корпуса помещен сам блок фильтрации, содержащий ионообменный волокнистый сорбент «Фибан».

Фильтры для ионообменной очистки воды, как правило, реализованы в двух видах:

• компактные модели со сменным картриджем;
• объемные колонны с ионообменным материалом, взаимодействующие с другими компонентами фильтра, обычно имеют систему автоматической регенерации фильтрующего наполнителя.

Рассмотрим, какие составляющие входят в обычный компактный фильтр:

1. Элемент для первоначальной грубой очистки. Обычно это сетка. Она освобождает воду от крупных примесей, механически задерживая нерастворимые частицы.

2. Материал для ионообменной очистки воды, направленный на ее умягчение. Этот этап состоит в удалении из воды солей жесткости, тяжелых металлов, которые причиняют серьезный вред организму.

3. Ионообменные смолы для окончательной тонкой очистки.

Габаритные колонные фильтры состоят из:

• рабочего бака, заполненного ионообменной смолой;
• управляющего подачей воды клапана, оснащенного электронным процессором;
• емкости для восстановительного материала, в качестве которого обычно используют соль.

Все функции такого фильтра осуществляются на автомате. Сначала клапан, приводимый в действие процессором, подает воду в колонну. А там за свою работу принимается ионообменный фильтр, избавляя воду от лишних солей жесткости. Далее очищенная вода подается через шланг в водопроводный кран.

Автоматическая регенерация состоит в следующем. Истощенная смола промывается соляным раствором. Небольшое количество воды поступает в бак для реагентов, а потом, насыщенная солью, жидкость возвращается к смоле. Контакт с такой соленой водой восстанавливает смолу, и она снова становится пригодной для ионообменной очистки воды.

Фильтры для ионообменной очистки воды выполняют много важных задач в области водоподготовки. Но они, как и любое оборудование, не лишены недостатков. Сначала поговорим о плюсах:

• практически бесшумная работа;
• не требует частой смены фильтрующих компонентов;
• высокая степень очистки и умягчения воды;
• стандартизация сопутствующего оборудования.

К недостаткам можно отнести:

• громоздкость конструкции, дополняемой регенерирующей емкостью;
• использование солевых растворов высокой концентрации;
• требование по утилизации отработанных регенерируемых компонентов;
• потемнение воды вследствие неправильной эксплуатации фильтра (данный пункт к недостаткам можно отнести весьма условно).

Для фильтра ионообменной очистки воды большое значение имеют регенерирующие промывки. Если не делать их с указанной в инструкции периодичностью, эффективность фильтрации значительно снизится.

Но функция автоматической регенерации содержится далеко не во всех устройствах по ионообменной очистке воды. Картриджные фильтры обычно подразумевают ручное восстановление смолы. Для этого нужно:

1. Перекрыть воду и сбросить внутреннее давление.

2. Достать картридж и промыть от загрязнений смолу.

3. В приготовленный заранее соляной раствор (100 грамм соли на один литр воды) опустить либо картридж целиком, либо отдельно смолу (в некоторых моделях ее можно высыпать). Достаточно двух-четырех литров воды для раствора.

4. Далее следует оставить смолу на шесть-восемь часов в растворе, а потом слить его и промыть смолу фильтрованной водой не менее трех раз.

5. Остается установить картридж на место.

Даже несмотря на тщательную промывку, первая вода все же будет содержать соль. Но соленый привкус исчезнет достаточно быстро.

Минимальная цена бытового фильтра для ионообменной очистки воды составляет 300 долларов. Наилучший результат фильтрации устройство гарантирует при следующих условиях:

• фильтруемая вода не заражена микробами, не содержит активный хлор и сероводород;
• температура очищаемой воды находится в пределах 5–40 градусов по Цельсию;
• давление потока не превышает 2–7 кгс\см2;
• вода должна быть очищена от грубых частиц, количество механических примесей не выше 1 мг\л.

Ионообменные фильтры отличаются друг от друга, и подбирать их следует с учетом характеристик воды и тех задач, которые ставит потребитель. Так, при выборе фильтра учитываются:

• изначальная степень жесткости воды;
• заданная производителем продуктивность системы умягчения;
• требования к периодичности регенерации;
• допустимый объем дренажных вод;
• требования к резервированию;
• наличие загрязнителей в фильтруемой воде (марганец, нефтепродукты, хлор, органика, железо и т. д.);
• ожидаемая степень умягчения.

Компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

• подключить систему фильтрации самостоятельно;
• разобраться с процессом выбора фильтров для воды;
• подобрать сменные материалы;
• устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;
• найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Источник: https://biokit.ru/video-instructions/ionoobmennaya-ochistka-vody/

Ионообменный фильтр для воды: выбор смолы, регенерация, особенности эксплуатации

Если надо снизить уровень жесткости, используют ионообменный фильтр для воды Гейзер или аналог.

Это специализированное оборудование применяют для оснащения кафе и ресторанов, офисов и производственных предприятий, домов или квартир. С его помощью обеспечивают надежную защиту от накипи.

Чтобы правильно подобрать оптимальный комплект (установку) данного класса, надо подробнее изучить имеющиеся на рынке предложения.

Главным действующим компонентом технологии является особая смола. Для увеличения рабочей поверхности ее выпускают в виде гранул. Такую засыпку помещают в бак. На первом этапе ее насыщают ионами натрия.

Далее – пропускают через образованный слой воду. Вредные соли жесткости задерживаются смолами с заменой на безопасные соединения натрия.

Для удаления накопленных загрязнений и возвращения утраченных полезных свойств используют промывку в обратном направлении, насыщенный раствор поваренной соли.

Такое оборудование устанавливают на входе, в магистраль холодной воды, непосредственно за первичным механическим фильтром. После обработки жесткость снижается, что замедляет или полностью блокирует процесс образования накипи.

Аналоги

Главным аналогом и конкурентом ионообменных фильтров для воды являются безреагентные (не химические) фильтры, например, электромагнитные или магнитные, из-за их экологической безопасности, низкой стоимости, простоты монтажа и эксплуатации.

На фото устройство электромагнитной обработки воды «АкваЩит» и магнитные устройства от накипи «MWS».

Общие сведения

На рынке можно купить разнообразные виды фильтров для воды с ионообменной смолой для умягчения, созданные на основе технологии ионного обмена. Тут рассмотрены только мощные установки ионообменного умягчения воды, обеспечивающие комплексную защиту объекта недвижимости от накипи.

Типовой ионообменный фильтр для воды Гейзер состоит из следующих компонентов:

• бак с основной засыпкой;
• емкость с раствором для регенерации;
• блок автоматики с клапанами;
• соединительные трубы, запорная арматура.

Некоторые современные установки («кабинетного» типа) делают компактными. Все узлы заключают в одном корпусе для улучшения внешнего вида и снижения требований к свободному пространству. Но надо понимать, что в любом случае производительность такого оборудования зависит от количества ионообменной смолы. По этой причине уменьшение основного бака не имеет практического смысла.

Для выяснения необходимой производительности надо узнать будущие потребности. При напоре 2,5-3,5 атм. можно взять следующие цифры расхода в м куб. за час:

• душевая кабина: 0,9-1,2;
• наполнение ванной при максимально открытом кране: до 1,3;
• типовой смеситель: 0,2-0,4;
• стиральная машина: 0,3-0,6.

Более точные цифры можно получить с учетом особенностей реальной эксплуатации, взяв данные по расходу из паспорта на подключенную бытовую технику. Но в среднем для семьи из 3 человек надо обеспечить производительность не менее 2 м. куб. Лучше увеличить это значение на 20-25%. Для удовлетворения таких потребностей подойдет установка со следующими параметрами:

Некоторые параметры надо уточнять. Вес металлического бака, например, больше по сравнению с полимерным аналогом. Однако даже эти примерные данные позволяют выяснить требования к прочности напольного покрытия.

Следует понимать, что лучше устанавливать две емкости параллельно. Это позволит не прерывать водоснабжение при выполнении промывки и регенерации ионообменного фильтра Гейзер и смолы.

Общий вес снаряженного комплекта составит 350-400 кг.

Следует учитывать возможности оборудования, которые указывает производитель в сопроводительной документации. Как правило, если купить ионообменный фильтр для очистки воды, он способен выполнять свои функции при жесткости воды не более 15-18 мг-экв/литр.

Дополнительные требования к ионообменному фильтру для воды Гейзер

По приведенной выше методике можно определить собственные критерии выбора подходящего набора оборудования. Но надо не забывать об ограничениях, установленных производителем. Кроме уровня жесткости контролируют:

• механические примеси, взвеси;
• общее содержание солей;
• железо в разных формах;
• примеси хлора;
• цветность;
• перманганатную окисляемость.

Полностью надо удалить сульфидные соединения, сероводород, абразивные загрязнения. Понятно, что в некоторых случаях простейших фильтров для умягчения воды для котла или механических фильтров недостаточно.

Состав оборудования для предварительной водоподготовки подбирают с учетом реальных параметров источника. Для предотвращения ошибок, делают анализ проб в специализированной лаборатории.

Следует помнить, что при небольшой глубине (колодцы, скважины «на песок») состав примесей сильно изменяется при сильном дожде, в период паводков.

В следующей таблице приведены другие типовые требования. Их выполнение поможет поддерживать номинальную производительность ионообменного фильтра для воды Гейзер в течение длительного срока службы:

Подключение, регенерация и начало эксплуатации

Площадь помещения должна быть достаточной для размещения комплекта ионообменного фильтра для очистки воды Гейзер, дополнительных устройств.

Оставляют широкие проходы, чтобы не затруднять осмотр, ремонт, регулярное пополнение запасов поваренной соли. Расстояние до отопительных приборов от бака с основной ионообменной смолой делают большим, 2-3 метра.

Это исключит перегрев смол, элементов управляющего клапана. Пол выравнивают, укрепляют конструкцию при необходимости с учетом общего веса.

Ее лучше подсоединять к цепи питания отдельной линией. Устанавливают необходимое количество УЗО, автоматические выключатели. Обязательно используют заземление.

Хороший уровень безопасности обеспечит применение схемы выравнивания потенциалов.

Чтобы сохранить в жилой зоне комфорт, технологическое помещение изолируют. Следует помнить, что общая продолжительность цикла регенерации может превышать 60 мин. Такая процедура выполняется с интервалом в 5-7 дней.

Сборку основного бака выполняют по следующему алгоритму:

• Выкручивают транспортную пробку, убеждаются в отсутствии загрязнений.
• Устанавливают бак на определенное для него место вертикально. Перемещать его легче в пустом состоянии.
• Проверяют размер распределительной трубы. Ее верхняя часть должна на 2-4 мм выступать над уровнем бака после завершения монтажных операций. Аккуратно подсоединяют к ней нижнюю часть, вставляют в емкость.
• Отверстие распределительной трубы закрывают крышкой, чтобы предотвратить попадание внутрь засыпки. Далее – устанавливают воронку, наполняют бак гранулами ионообменных смол.
• Высоту загрузки (соли) делают в соответствии с рекомендациями производителя. Типовое значение – от 60% до 70% объема бака. Иногда дополняют ее слоем песка для задержания механических примесей.
• Удаляют крышку с трубы, очищают резьбу от соринок, покрывают ее силиконовой смазкой. Иные составы в этом узле не используют, чтобы не повредить резиновые уплотнители.
• Осторожно устанавливают клапан в сборе с блоком управления так, чтобы создать надежное умягчения воды и соединение с распределительной трубой. Закручивают его до упора без применения излишних усилий.

Основные баки подключают к системе водоснабжения по схеме с типовым трехходовым байпасом. Этот запасной путь используют при ремонте, поломках. Кран для поливки растений устанавливают до ионообменного фильтра.

Нет смысла тратить ресурс оборудование на выполнение таких и других технологических операций при уходе за земельным участком. За установкой в магистраль врезают кран для оперативного отбора проб.

С помощью полученных данных о качестве очистки оптимизируют настройки.

При монтаже такого оборудования применяют напорный дренаж. Однако лучше установить бак выше уровня трубы канализации, подсоединение делают через гидрозатвор. Длину этого участка ограничивают пятью метрами. В емкости для раствора поваренной соли монтируют фитинг, который гибким шлангом также подсоединяют к дренажной системе.

После проверки всех соединений, устранения выявленных недостатков, выполняют пуск и настройку ионообменного фильтра для воды и его картриджа. Эту часть надо делать в точном соответствии с официальными инструкциями для конкретного блока управления.

Но в любом случае надо будет настроить оборудование правильно. Следует установить временные интервалы для регенерации фильтра таким образом, чтобы они соответствовали реальной работоспособности загрузки.

Дополнительно устанавливают подачу нужного количества поваренной соли (на цикл регенерации).

Правильное использование ионообменного фильтра для умягчения воды

Кроме выполнения настроек, обязанностью пользователя является своевременное пополнение запасов регенерационной соли (загрузки). При нехватке этих реагентов установка не сможет полноценно выполнять свои функции, а смолы быстро испортятся.

Ионообменные фильтры для умягчения воды часто устанавливают на загородных участках, где отсутствует централизованное обеззараживание.

Необходимо удалять колонии микроорганизмов и другую органику с применением качественных специализированных препаратов.

Источник: https://ruvoda.com/content/ionoobmennyy-filtr-dlya-vody-vybor-smoly-regeneraciya-osobennosti-ekspluatacii

Ионообменная очистка воды: преимущества и особенности метода

Ионный обмен – процесс обмена между теми ионами, которые находится в растворе, и ионами, находящимися на поверхностях твердой фазы материалов (ионитов). Сущность метода ионообменной очистки воды определяется областью его применения.

Ионообменный метод – особенности очистки воды данным способом

Самым эффективным способом водоподготовки и умягчения воды сегодня считается именно ионный обмен. Данная методика широко применяется и в промышленности, и в быту.

Жесткость воде придают растворенные в ней соли магния и кальция, а ионный обмен регулирует их содержание и, соответственно, нормализует состав. В итоге минеральные соли жесткости заменяются на другие химические структуры, и вода сохраняет нужные свойства.

Для проведения водоподготовки путем ионного обмена используются специальные фильтрующие устройства – сначала их заполняют ионитами, а потом запускают воду.

Вода просачивается сквозь ионообменный материал, в результате чего в ней большая часть ионов электролитов заменяется на иониты, изменяется химическая структура и жидкости, и реагента, уходит жесткость. В отличие от аэрации, ионная очистка не приводит к выпадению солей жесткости в осадок, а значит, устанавливать дополнительные фильтрующие устройства не требуется.

Принципы и технология работы ионных умягчителей

Самый популярный химический реагент, используемый для водоподготовки ионным способом – это специальная смола. Она представляет собой твердое вещество неорганического происхождения с пористой структурой.

В состав смолы входят различные функциональные добавки, которые и отвечают за протекание реакций ионного обмена. Форма выпуска – гранулы разных размеров (они являются произвольными).

Если смола была получена в ходе полимеризации, она будет шаровидной, а если путем поликонденсации, то неправильной формы. При взаимодействии с водой смола набухает.

Смола в процессе замены ионов солей жесткости постепенно утрачивает первоначальный состав, рабочие характеристики в ходе эксплуатации безвозвратно изменяются.

Чтобы восстановить работоспособность реагента, обычно используется раствор обычной поваренной соли, реже, но тоже может применяться лимонная кислота.

Учтите, что восстановление солью не вернет смоле все первоначальные качества, поэтому со временем ионные фильтры меняют. Если все делать правильно и регулярно очищать вещество, оно прослужит вам около трех лет.

Ионообменный метод очистки воды: плюсы и минусы

К очистке ионообменным способом обычно прибегают в том случае, если нужно подготовить воду с высокой минерализацией – то есть около 100-200 мг солей на один литр.

Ионообменные умягчители могут эффективно работать с очень высоким уровнем жесткости.

Есть у них минусы? Да, как и у любых других систем, поэтому давайте рассмотрим преимущества и недостатки ионообменной технологии водоподготовки более подробно.

• Очень высокое качество очистки и умягчения воды.
• Снижение содержания в жидкости не только солей жесткости, но и других вредных веществ.
• Простота эксплуатации и обслуживания.

• Высокие расходы на восстановление химических реагентов.
• Необходимость правильной утилизации использованных реагентов.
• Низкий показатель гидрофильности смолы.

Впрочем, в передовых системах все минусы являются практически незаметными – расход реагентов в них медленный, а за счет специальных катализаторов процесс обработки воды возрастает в разы.

Технология умягчения воды с помощью ионов: необходимое для работы оборудование

Технические особенности оборудования и его стоимость определяются с учетом сферы применения – фильтры для стоков бывают очень габаритными, в то время как бытовые устройства максимально компактные и малошумные. Минимальный ценник на домашнюю систему подготовки воды составляет 300 долларов. Основные форм-факторы:

1. Маленькие стационарные устройства со сменными картриджами.
2. Ионообменные колонны – габаритные устройства, которые подключаются непосредственно к водопроводу.

Бытовая система ионного обмена оснащается несколькими баллонами и насосом. Фильтры колонного типа состоят из:

• рабочей емкости – имеет вид герметичного бака или баллона, заполненного ионообменной смолой.
• клапана с электронным процессором, управляющим подачей воды.
• емкости для восстановительного материала – имеет вид бака, куда засыпается соль.

Работа умягчителей является полностью автоматизированной – процессор подает воду в колонну, та попадает в ионообменную среду и отдает смоле ионы солей жесткости, после чего очищенная вода через шланг вывода подается к устройствам водопотребления.

Когда реагент истощается, устройство направляет немного жидкости в специальный бак, и после насыщения соляным раствором она снова возвращается в смоле. Циркуляция продолжается до тех пор, пока система не будет восстановлена.

В принципе бытовые и промышленные системы между собой различаются только размерами рабочих емкостей и типами используемых реагентов – принцип действия у них один.

Очистка воды методом ионного обмена и правила восстановления смолы

В фильтрационных установках с картриджами восстановление смолы осуществляется строго вручную. Порядок действий:

1. Для начала нужно перекрыть подачу воды в фильтр, а затем сбросить внутреннее давление.
2. Достаньте картридж со смолой и промойте его под проточной водой.
3. Высыпьте смолу в отдельную посудину и покройте соляным раствором (если картридж разбирается) или опустите в раствор картридж целиком. Раствор готовьте из расчета 100 г соли на литр воды, воды нужно в среднем 2-4 л.
4. Оставьте смолу в растворе примерно на 6-8 часов, затем слейте раствор и промойте смолу предварительно отфильтрованной чистой водой 2-3 раза.
5. Установите картридж в исходное положение.

В первых литрах воды, пропущенных через только что очищенный фильтр, может ощущаться легкий вкус соли – это нормально.

Умягчение воды катионированием

Кроме ионной водоподготовки, процесс умягчения воды часто называется как катионирование. Под катионированием подразумевается процесс обработки жидкости с применением методики ионного обмена, в результате чего происходят процессы катионного обмена. С учетом типа ионов (Н+ или Na+), которые находятся объеме катионита, выделяют два вида катионирования – Н и Na.

Натрий-катионитовый метод

Натрий-катионитовый метод применяется для умягчения воды с процентным содержанием взвешенных веществ до 8 мг/л и цветностью воды не больше 30 град. Жесткость снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 мг-экв/л, а при двухступенчатом до 0,01 мг-экв/л. Преимущества способа – доступность, низкая цена, простая утилизация продуктов регенерации.

Водород-катионитовый метод

Водород-катионитовый метод используется для глубокого умягчения воды. Он основывается на фильтровании жидкости через слой катионита. При Н-катионировании рН фильтрата снижается в значительной мере, происходит это за счет образующихся в ходе процесса кислот. Углекислый газ уделяется дегазацией. Регенерация Н-катионита в этом случае производится 4 – 6% раствором кислоты (HCl, H2SO4).

Другие физико-химические методы очистки воды

Все физико-химические способы очистки воды направлены на удаление растворенных в ней примесей, а в ряде случаев и взвешенных частиц. Многие методики физико-химической очистки также требуют глубокого предварительного выделения из стоков взвешенных включений, для чего применяется процесс коагуляции. Основные методики физико-химической очистки воды:

• флотация;
• сорбция;
• электрохимическая и ионообменная очистка;
• нейтрализация;
• гиперфильтрация;
• экстракция;
• эвапорация;
• выпаривание, испарение, кристаллизация.

При этом самым востребованным способом является именно метод флотации, направленный на извлечение из водных масс нефтепродуктов и других гидрофобных частиц с помощью газовых пузырьков.

В основе процесса очистки лежит молекулярное слипание частичек масла и пузырьков тонкодиспергированного газа.

Образование пузырьков зависит от интенсивности их столкновения, а также химического взаимодействия веществ в воде, избыточного давления газа, прочих факторов.

Почему полезно умягчать воду методом ионного обмена? Перспективы применения метода

Ионный обмен – это, пожалуй, одна из самых популярных сегодня методик умягчения, опреснения и обессоливания воды, а также практичный способ рекуперации ионных компонентов.

Он позволяет извлекать, а затем утилизировать ценные примеси, поэтому широко применяется в промышленности, аналитической химии.

Посредством ионного обмена концентрируются следовые количества определяемых веществ, рассчитывается суммарное солесодержание растворов, удаляются мешающие анализу ионы, разделяют компоненты сложных смесей.

(3 , оценка: 5,00 из 5)
Загрузка…

Источник: http://global-aqua.ru/metody-i-tekhnologii/ionoobmennaya-ochistka-vody-preimushhes.html

Принцип работы и преимущества ионообменного фильтра для воды

Вода из-под крана не всегда имеет высокое качество. Это относится, прежде всего, к центральному водопроводу. Из скважины получают более чистую воду, но и она содержит примеси. Чаще всего присутствуют кальциевые и магниевые соли, которые называются солями жесткости. Они способны образовывать осадок и откладываться на поверхностях труб и приборов.

Особенно страдают водонагревательные приборы, например, бойлеры, стиральные машины. Во время нагревания воды соли быстрее оседают и появляется накипь. Этот осадок создает заторы в трубах, забивает сантехнику, выводит из строя бытовые приборы. Для очищения воды от таких компонентов используют ионообменный фильтр для воды.

Способ ионного обмена один из самых эффективных методов смягчения.

Рис. 1 Накипь на приборах

Достоинства и недостатки ионообменной очистки воды

Метод ионного обмена используют в тех случаях, когда минерализация воды довольно высокая, т.е. составляет более ста миллиграммов солее на один литр воды. Ионообменные установки способны справиться со значительной жесткостью.

Рис. 2 Процесс очистки воды ионообменными смолами

У ионообменного метода умягчения воды имеется немало преимуществ. Благодаря этому она получила широкое распространение в промышленности, а также в быту. Но не всегда способ очистки с применением ионного обмена является оптимальным. Имеются у него и минусы, которые делают неоправданным использование такого метода водоподготовки.

К положительным характеристикам относятся следующие.

1. Ионообменные фильтры обеспечивают максимальный уровень очистки. Они могут применяться не только для подготовки питьевой воды, но и для очистки промышленных стоков. Прочие методы не способны обеспечить достаточный уровень очистки.
2. Этот способ устраняет не только соли жесткости, но и другие растворенные загрязнения, которые способны к ионному обмену.
3. Прибор прост в устройстве и использовании. В нем нет сложных частей. Процесс обслуживания включает замену картриджей или восстановление ионообменной смолы.

К недостаткам относят:

• Необходимость восстанавливать или заменять реагирующий компонент, что приводит к дополнительным затратам.
• Использованную ионообменную смолу требуется утилизировать.
• Скорость фильтрации низкая, поскольку ионообменная смола не гидрофильный материал и медленно обменивается ионами.

Стоит отметить, что в современных фильтрах недостатки учтены и уменьшены. Для ускорения ионного обмена используют катализаторы, реагенты расходуются в минимальных количествах.

Все показатели в совокупности делают ионообменный фильтр оптимальным оборудованием для очистки воды от солей жесткости и некоторых других загрязнителей.

Особенности процесса ионного обмена

В основе метода ионного обмена лежит способность определенных веществ изменять ионный состав воды. Такие вещества называются ионообменными смолами.

При просачивании воды с растворенными веществами через фильтрующий наполнитель происходит замена одних ионов на другие. При умягчении воды ионообменная смола задерживает ионы магния и кальция, отдавая взамен ионы натрия.

В результате химический состав воды изменяется. При этом получившиеся соли не оказывают негативного воздействия. Они не откладываются в виде накипи и не вредны для человека.

Также действует смола и на другие растворенные вещества, задерживая опасные компоненты.

Рис. 3 Технология ионного обмена

Ионообменные смолы – неорганическое вещество с множеством пор. В них вносят различные добавки, улучшающие процесс водоподготовки. Выпускается вещество в виде гранул. Форма и размеры у них бывают самыми различными.

В процессе работы фильтра происходит изменение ионного состава смолы. Скорость процесса зависит от степени загрязненности воды. Через некоторое время ионообменную смолу требуется восстанавливать. Для этого используют поваренную соль или лимонную кислоту.

Восстановление происходит не полностью. Часть замещенных ионов остается на месте, поэтому постепенно ресурс наполнителя вырабатывается. После нескольких циклов смолу в фильтре требуется заменять. Примерный срок службы при правильном восстановлении, которое проводится регулярно, составляет около трех лет.

Оборудование для ионообменной фильтрации

Поскольку сферы применения ионообменных фильтров разнообразны, то и технические характеристики приборов существенно отличаются. Для очистки сточных вод, отличающихся сильной загрязненностью, используют фильтры большого размера, а для бытовых целей подойдут небольшие модели.

В настоящее время фильтры, работающие на основе ионного обмена, представлены приборами из двух групп. Первая группа – модели относительно небольшие, имеющие сменный картридж. Ко второй группе относятся ионообменные колонны. Агрегаты габаритные, состоящие из нескольких взаимосвязанных частей. Обычно в них имеется система автоматической регенерации фильтрующего наполнителя.

Рис. 4 Внешний вид ионообменных фильтров для очистки воды

Ионообменные колонны состоят из трех блоков. В рабочей емкости осуществляется процесс фильтрации, в нем находится ионообменный наполнитель. Выглядит она как герметичный баллон или бак.

Поток воды регулируется клапаном. На нем находится электронный процессор.

Помимо этого, устанавливают восстановительную емкость. В нее засыпают соль. Когда смола истощается и требуется регенерация, то вода подается в восстановительную емкость. Получается насыщенный солевой раствор, которым промывают наполнитель. Промывка осуществляется до максимального восстановления.

В случае картриджных фильтров после истощения наполнителя существует два варианта. В первом случае картридж просто заменяют, т.к. он не восстанавливается. Во втором случае, при использовании регенерирующих картриджей, их вручную промывают в насыщенном растворе поваренной соли, а затем в чистой отфильтрованной воде.

Советуем почитать: Фильтры Гейзер

Возможно вам также будет интересно почитать: Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Источник: http://oburenie.ru/ochistka/ionoobmennye-filtry-dlja-ochistki-vody.html