Умягчители

Одной из самых главных проблем воды является жесткость. Жесткость - это присутствие в воде гидрокарбонатов - нерастворимых соединений солей кальция и магния  с основанием угольной кислоты. Жесткая вода чаще всего увеличивает эксплуатационные  расходы технологического оборудования и влияет на снижение эффективности работы отопительного оборудования, котлов, теплообменников.  К примеру – нарастание известковых отложений в теплообменнике толщиной 1-1.5 мм приводит к уменьшению теплопроводности на 15%. Вода с повышенной жесткостью требует на 15-20% больше тепловой энергии на нагрев. Помимо этого жёсткая вода наносит вред здоровью человека, если вода используется в питьевых целях. Как правило жесткость измеряется в мг-экв/л. Один мг-экв/л соответствует содержанию в литре воды 20,04 миллиграмм Ca2+ или 12,16 миллиграмм Mg2+.

Жесткость по составу различают на карбонатную и некарбонатную.

• Карбонатная жесткость образуется гидрокарбонатами, которые разлагаются при нагреве на карбонаты, воду и углекислый газ.
• Некарбонатная жесткость образуется сульфатами, хлоридами кальция и магния.

Методы умягчения воды:

• Система обратного осмоса – суть метода заключается в том, что через полупроницаемую мембрану проходят молекулы воды, а соли жесткости (как впрочем и другие соли и ионы) из-за своих размеров через мембрану пройти не могут и сбрасываются в итоге в канализацию.  
• Термический способ – основан на том, что при нагреве воды соли кальция и магния выпадают в осадок и карбонатная жесткость снижается. Применяется на объектах, потребляющих большие объемы воды.
• Реагентное умягчение – в воду дозируются реагенты, которые связывают соли жесткости в нерастворимый осадок.
• Ионообменный метод. Самый распространенный ввиду своей эффективности и простоты.

Основа метода  заключается в ионообменном процессе, при котором растворенные жесткие соли в воде  заменяются на ионы натрия, другими словами  происходит ионный обмен, в результате из воды удаляются соли жесткости и она становится  в наиболее “мягкой”. Регенерация ионообменной смолы (загрузки) производится раствором таблетированной соли NaCL. В процессе регенерации смола отдает воде ионы кальция и магния (сбрасываются в канализацию) и забирает из раствора соли ионы натрия.

 Устройство умягчителя

Автоматический умягчитель имеет пластиковый корпус, который содержит управляющий клапан и бак для хранения  и приготовления регенерирующего раствора. Вода, являющаяся жесткой, поступает в умягчитель и проходит через определенный слой засыпки из качественной ионообменной смолы. Таким образом, в данном процессе происходит полное изменение химического состава растворенных в воде солей за счет того, что происходит замена ионов кальция и магния на имеющиеся в смоле ионы натрия. В период, когда поглощающая способность смолы снизится до минимального уровня, имеющийся на умягчителе блок управления начинает цикл регенерации, который происходит автоматически.
Периоды регенерации определяются количеством воды, которая сможет пройти через умягчитель до полного истощения, а также просчитывается с учетом множества других факторов, например, качество воды, величины ее расхода, параметры смолы и т.д. На начало регенерации подается сигнал специальным устройством (расходомером) в управляющий блок. Таким образом, восстановление свойств ионообменной смолы происходит когда идет подача в умягчитель водного раствора с высокоочищенной поваренной солью за счет замещения имеющихся в смоле ионов магния и кальция на ионы натрия. В последствие накопленные загрязнения вымываются в дренаж. Промывка может продолжаться 2-3 часа, это зависит от размеров умягчителя. Когда происходит  регенерация, не рекомендуется производить разбор воды, потому что на выход начнет поступать не умягченная вода. Из-за этого цикл регенерации программируют на  ночное время суток. Современные синтетические смолы являются очень надежными и долговечны, это позволяет умягчителям работать на высоких скоростях. Срок службы смолы 4 - 6 лет в зависимости от качества исходной  воды.

Детали умягчителей:

• Корпус из пластика или металла. В корпусе происходит процесс умягчения  исходной воды  и регенерации смолы в соответствующих циклах.
• Клапан управления.  Клапан автоматически перераспределяет потоки воды в зависимости от цикла.
• Распределительная система Данная система состоит из водоподъемной трубы, верхнего и нижнего дистрибьюторов.
• Солевой бак (бак для реагента) В  баке  приготавливается раствор поваренной соли для регенерации наполнителя, т.е смолы. Размер солевого бака выбирается в зависимости от расхода соли на регенерацию и количества ионообменной смолы.

По режиму эксплуатации умягчители делятся на 2 вида:

• Умягчители периодического действия, такие, когда процесс фильтрации чередуется с процессом регенерации. Данные  установки чаще всего применяются в частных системах водоснабжения либо небольших производствах, где нет большого объема суточного водопотребления и в таких, где не требуется непрерывный режим работы.
• Умягчители непрерывного действия, такие, когда установка позволяет пользоваться умягченной водой круглосуточно, где не требуются перерывы на регенерацию. Подобные установки чаще всего используются в промышленности.

Условия эксплуатации:

• Температура воды    +2 … +49 град С.
• Минимальное давление воды на входе в фильтр 2,5 атм., максимальное давление – 8 атм.
• Помещение оборудовано дренажной магистралью.
• Электропроводка должна обеспечивать бесперебойное питание 220В.
• Температура в помещении: от +5 до +35 град С, влажность – не более 70%.

Особенности применения:

• Есть потребность в персонале который будет следить за уровнем соли в баке.
• Есть ограничения по применению в зависимости от химического состава исходной воды.
• Для снижения жесткости воды экономически эффективно применять  до объема  30-40  м3/час.

Достоинства умягчителей:

• Можно создавать системы умягчения воды в две ступени.
• В одну ступень возможно снизить жесткость с 6-8 мг-экв/л до 0,1 мг-экв/л.
• Система надежна и проста в эксплуатации.