Ионный обмен (умягчение воды)

Ионный обмен – совершенно другой принцип водоочистки. Если на сетках механических фильтров и в порах угля и синтетических волокон частицы попросту физически задерживаются, застревают, то при ионном обмене они встраиваются в структуру фильтрующего вещества химическим образом, если так можно выразиться. И если механическую очистку и адсорбцию – самые прямые и незатейливые принципы фильтрации, то ионный обмен по сравнению с ними весьма изящен.

Этот принцип предназначен для извлечения из воды ионов многих металлов. Прежде всего – кальция и магния. Их карбонаты представляют собой соли жесткости, они приносят множество неудобств, отлагаясь наростами на всех поверхностях, с которыми соприкасается насыщенная ими вода. Соли жесткости не только отрицательно влияют на кожу и волосы при мытье, но и разрушают бытовую приборы и сантехнику, выводят из строя трубы. Однако, ионы металлов – чрезвычайно мелкие частицы. Их невозможно уловить в порах угля или синтетических волокон: поры слишком крупны для них. Что делать? На помощь приходят ионообменные смолы.

Ионообменная смола – это нерастворимое высокомолекулярное соединение. Оно замечательно тем, что содержит в себе ионы натрия. Жесткая вода, проходя через ионообменную смолу, отдает ей свои двухвалентные ионы – кальция и магния. То есть даже лучше сказать так: смола с удовольствием их поглощает, отдавая воде взамен свои одновалентные ионы натрия, два из один. Таким образом, концентрация солей в воде не уменьшается, но изменяется их состав. Вместо солей жесткости (карбонатов кальция и магния) в воде теперь будут присутствовать карбонаты натрия, которые нигде не откладываются и поэтому практически совершенно безобидны. Таким образом происходит умягчение воды.

Понятно, что ионообменные смолы задерживают не только ионы кальция и магния, но и других металлов, в том числе тяжелых, если их концентрации не слишком велики. Поэтому помимо угля в картриджи многих бытовых фильтров засыпают ионообменные смолы. Но главное их применение – в умягчителях воды, которые используются в быту и в промышленности. Например, для умягчения воды в коттедже требуется целое ведро ионообменной смолы. Она представляет собой достаточно мелкие шарики полимера, внешне похожие на икру минтая или лосося. Кстати, многие ионообменные смолы обладают также способностью физической сорбции целого ряда веществ, которые могут осаждаться в объеме смолы. Это попутное фильтрующее свойство иногда бывает весьма полезным. Но встречаются и так называемые хелатирующие ионообменные волокна. Они хороши тем, что обладают высокой ионообменной емкостью и удаляют ионы тяжелых металлов даже при высоких концентрациях солей жесткости, успешно работая "на два фронта".

Ионный обмен Принцип ионного обмена используется во многих имеющихся сегодня на рынке бытовых системах очистки воды от жестких минералов. Оборудование р аботающее по принципу ионного обмена, состоит из гранулированных компонентов умягчения воды через который и проходит поток воды. По мере того как вода протекает через слой умягчающих воду гранул (ионообменную смолу), происходит удаление жесткости и в результате вода становится мягкой и абсолютно пригодной для использования в быту. Проходя сквозь ионообменную смолу, жесткая вода, насыщенная ионами кальция и магния, отдает их смоле и забирает из нее ионы натрия, которые не образуют отложений. Ионообменная смола со временем утрачивает свою емкость - расходуя ионы натрия. Смола стоит дорого (ее замена накладно обходится) поэтому для восстановлений функций умягчителя, экономичнее проводить ее многократную регенирацию. Для этого смола промывается раствором поваренной соли NaCl, в результате чего происходит процесс обратный умягчению воды: смола отдает воде ионы кальция и магния и забирает из нее ионы натрия, после этого вода с высоким содержанием солей жесткости смывается в дренаж, а смола обогащенная натрием вновь готова к работе. Однако со временем смола теряет способность к регенерации…. Чем лучше смола тем большее количество циклов регенерации она выдерживает. Такие системы в основном программируемы и автоматически по заданным параметрам (по периоду или расходу) сами производят регенерацию.