Очищення води від солей жорсткості Са++ і Mg++
.
Жорсткість води (Ж.В.) - властивість природної води. Залежна від присутності в ній розчинених солей кальцію і магнію.
Розрізняють жорсткість кальцієву, пов'язану з присутністю солей кальцію, і магнієву, що залежить від вмісту у воді солей магнію. Сумарна концентрація тих і інших солей у воді - називається загальною Ж.В.
Вона розпадається на карбонатну жорсткість - концентрація у воді кальцієвих і магнієвих солей сильних кислот. При тривалому кип'ятінні води з неї виділяється вуглекислий газ і випадає осад, що складається переважно з карбонату кальцію, внаслідок чого Ж.В. зменшується. Тому іноді вживають термін «устранима або тимчасова жорстка», розуміючи під цим терміном концентрацію двовуглекислого солей, що видаляються з води при кип'ятінні її протягом 1 години. Що залишилася після кип'ятіння Ж.В. називається постійною твердістю.
У Росії висловлюють Ж.В. в міліграмів - еквівалентах на 1 літр (1 мг-екв / л). Са++= 20,04 мг або 1 мг-екв, Mg++= 12,16 мг або 1 мг-екв. В інших країнах Ж.В. вимірюється в градусах жорсткості, наприклад у Німеччині 10 жорсткості висловлює зміст СаО в сотих частках грами на 1 л води. В Англії Ж.В. вимірюють у градусах жорсткості, що виражають зміст СаСО3 в граніт (1 гран - 0,0648 г) у 1 галоні води (4,546 л). У Франції 10 жорсткості - 1г СаСО3 в 100 000 г води.
Загальну Ж.В. зазвичай визначають:
1) Розрахунком, при відомому вмісті в воді Са++ і Mg++, за формулою:
Ж мг-экв = (Са++) / 20,04 + (Mg++) / 12,16,
У якій Ж мг-экв - загальна жорсткість води в мг-екв / л, (Са++) і (Mg++) - концентрація іонів кальцію і магнію в досліджуваній воді в мг / л;
2) Тітрірованіем спиртово - гліцериновим розчином пальмітівокіслого калію і загальної Ж.В., більше 1 мг-екв / л;
3) Тітрірованіем спиртовим розчином оленновокіслого калію при загальній Ж.В. менше 1 мг-екв / л.
При відсутності вказаних реактивів загальну Ж.В. можна визначити тетрірованіем спиртовим розчином звичайного ядрового мила. Останнім часом для визначення жорсткості води запропонований новий реактив - двунатріевая сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти.
Жорсткість природної води коливається в широких межах; вона різна в різних водах: в одному й тому ж вододжерела величина її змінюється за порами року.
Вода з жорсткістю менше 4 мг-екв / л характеризується як м'яка, від 4 до 8 мг-екв / л - середньої жорсткості, від 8 до 12 мг-екв / л - середньої жорсткості, вище 12 мг-екв / л - дуже жорстка .
У поверхневих вододжерела Ж.В. досягає найбільшого значення в кінці зими, а найменшого в період паводку. Так, у річці Волга у Нижнього Новгорода - максимальна Ж.В., буває в березні (4,3 мг-екв / л), мінімальна - у паводок у травні (0,5 мг-екв / л). У поверхневих вододжерела звичайно переважає карбонатна жорсткість Ж.В. (70-80% загальної Ж.В.). Магнієва Ж.В. рідко перевищує 30% загальної Ж.В., однак у деяких районах (Донбас, Кривий Ріг) магнієва Ж.В. досягає 60% загальної Ж.В. Жорсткість підземних вод, особливо артезіанських колодязів, більш постійна, а в меншій мірі змінюється на протязі року.
Жорсткість морської води:
• Чорного моря - Са 12 мг-екв / л, Mg 53,5 мг-екв / л;
• Каспійського моря - Са 30,4 мг-екв / л, Mg 30,0 мг-екв / л, загальна 66,4 мг-екв / л;
• Океанів - Са 22,5 мг-екв / л, Mg 108,0 мг-екв / л, загальна 130,5 мг-екв / л
Застосування твердої води в промисловості, комунальному господарстві та побуті призводить до перевитрати палива, мила і лугів, а в ряді випадків погіршує якість продукції. При живлені жорсткою водою котлів на їх поверхнях нагріву відкладається накип, що зменшує їх теплопровідність і призводить до перевитрати палива і перегріву котельного металу, що може спричинити аварію. Користування жорсткою водою в текстильній промисловості в пралень і в побуті для прання білизни призводить до перевитрати мила і погіршення якості тканин.
Класифікація
води по жорсткості | |||
Одиниці
виміру жорсткості води | Грейн
на галон GPG | Міліграм
на літр мг/л | Міліграм-еквівалент
на літр, мг-экв/л |
М'яка | <
1,0 gpg | <
17,1 | <
0,35 мг-экв/л |
Жорстковата | 1,0
- 3,5 gpg | 17,1
- 60 мг/л | 0,35
- 1,2 мг-экв/л |
Средньої
жорсткості | 3,5
- 7,0 gpg | 60
- 120 мг/л | 1,2
- 2,4мг-экв/л |
Жорстка | 7,0
- 10,5 gpg | 120
- 180 мг/л | 2,4
- 3,6 мг-экв/л |
Дуже
жорстка | >
10,5 gpg | >
180 мг/л | >
3,6 мг-экв/л |
Яким методом можна боротися зі жорсткістю води? Зниження концентрації жорсткості відбувається за допомогою іонного обміну, в ході якого іони в солі жорсткості (кальцію, магнію) заміщуються іонами натрію.
В основі методу іонообмінного пом'якшення лежить фільтрація води через шар полімерної катіонообмінної смоли (катіоніту). В пом'якшувальних установках застосовуються катіоніти провідних світових виробників DOW CHEMICAL або PUROLIT, які забезпечують відмінну якість води і мають довгий термін служби - до 6 років.
Принцип дії та склад установок 
Процес іонообмінного пом'якшення можна описати як "обмін" іонів кальцію і магнію з води на іон натрію, які знаходяться в зернах катіоніту. Ця реакція триває до тих пір, поки в зернах катіоніту не закінчиться натрій. Відновлення властивостей (регенерація) натрій катіонітової іонообмінної смоли відбувається при пропущенні розчину хлориду натрію (кухонна сіль) через шар смоли.
Ефективна технологія пом'якшення на іонообмінних смолах реалізована в автоматичних фільтрах-пом'якшувачах:
Жорстка вода, вступаючи до фільтр-пом'якшувач, проходить через шар іонообмінної смоли засипаної в фільтруючий резервуар (1) і звільняється від солей жорсткості. Відбувається іонний обмін: іони кальцію і магнію, що визначають жорсткість води, заміщуються на іони натрію, якими насичена смола. При виснаженні смоли, автоматичний керуючий клапан (2) переводить фільтр в режим регенерації, і смола відновлюється водним розчином високоочищенної кухонної солі (NaCl), автоматично що подається з бака-солерозчинника (3). Відбувається зворотний процес заміщення накопичених іонів жорсткості на іони натрію з сольового розчину. І пом'якшувач знову готовий до роботи! Всі ці процеси відбуваються автоматично і єдине, що від Вас буде потрібно це періодично засипати таблетованну сіль в бак-солерозчинник і звичайно ж черговий раз помилуватися на високотехнологічне обладнання. Таблетованну сіль для пом'якшувача продають практично всі фірми, що спеціалізуються на водоочищення.
Для одного і того ж типорозміру пом'якшування води і класу автоматизації є 9 (дев'ять!) різних варіантів залежно від компонентів фільтруючого завантаження. Усередину кожного пом'ягшувача води засипається фільтруючі матеріали в певних пропорціях (виходячи з доданого аналізу води з поправкою на можливі коливання у складі води).
Система такого типу називається MONEX.
Так само широке застосування має компактна система типу CABINET, особливість цих моделей в тому, що корпус фільтра в них поміщений безпосередньо в сольовий бак спеціальної форми. Завдяки цьому істотно скорочується місце монтажу установки.
• Корпус фільтра виконаний з армованого композитного пластику, його діаметр і висота, а також обсяг завантаження підбираються відповідно до даних про погодинну та добове споживання очищеної води.
• Сольовий бак пластиковий, циліндричної або прямокутної форми, обладнаний гратами солерозчиннику і поплавковим краном, що запобігає перелив.
• Управляючий клапан виробництва CLACK з вбудованим контролером і витратоміром, управляє процесом регенерації і забезпечує найбільш економну витрату солі й води для регенерації.
Увага!
• Встановлення і монтаж системи пом'якшування необхідно проводити тільки після хімічного аналізу початкової води.
• Рекомендується підключення пом'якшувальних установок тільки за участю фахівця.
• Користувачеві потрібно періодично додавати кухонну сіль для регенерації.
Є й інший спосіб очищення води з підвищеною жорсткістю - системи зворотного осмосу - проходження води під тиском через мембрани. Такі мембранні установки дозволяють проходити тільки малим молекулам (молекулам води) і зупиняють проходження макромолекул і колоїдних частинок. (показати анімацію)
Як це працює? Стандартний фільтр води, що використовує зворотний осмос має 5 ступенів очищення: перша ступінь - фільтр механічного очищення води (затримує на собі зважені частинки розміром від 10мкм); друга і третя ступінь очищення води - фільтри вугільні (основне завдання - очищення води від хлору та інших хімічних домішок). Головна мета перших трьох фільтрів - підготувати воду для її проходження через головний фільтруючий елемент системи зворотного осмосу зворотньоосметичну мембрану, яка є четвертою ступенем очищення води.
Мембрана в системі зворотного осмосу є фільтруючий елемент, згорнутий по спіралі (нагадує рулет), розмір комірки, через яку проходить вода трохи більше розміру молекули води. Таким чином, через мембрану зворотного осмосу проходять молекули води, а всі інші домішки включаючи бактерії і віруси затримуються.
Швидкість фільтрації в системі зворотного осмосу дуже мала і становить близько 140мл/мін. Для того, щоб під рукою завжди була достатня кількість води в систему фільтрації включений бак-накопичувач чистої води (гідроакумулятор) обсягом 12літров. Система фільтрації не працює, коли гідроакумулятор повний і автоматично починає очищати воду після відбору чистої води
Остання ступінь очищення - вугільний фільтр (фільтр поста). Його завдання прибрати з води присмак і запах, якщо він з'явився після довгого зберігання води в гідроакумуляторі.
Інформація на нашому сайті та консультація наших фахівців дозволять Вам правильно і якісно підібрати і змонтувати систему фільтрів.
.
Зрозуміло, на сайті дана тільки сама загальна інформація. Якщо Вас цікавлять конкретні питання, пов'язані з обладнанням для систем водопостачання, ми будемо раді відповісти на будь-які запитання. Наші контакти.
Також можете задати запитання на нашому форумі у відповідному розділі.
