Іонообмінні фільтри для очищення води
Іонообмінний фільтр – це яскравий приклад пом'якшувачів для води. Подібні системи очищення функціонують за рахунок оборотної хімічної реакції заміщення, отже обладнання такого типу відрізняється підвищеною чутливістю до зміни температури та тиску.
Механізм іонного обміну
Реакції заміщення (іонного обміну) ґрунтуються на зв'язуванні «цільових» іонів у нерозчинні комплекси. За таким принципом іонообмінні фільтри, завантажені сполуками лужних металів (натрію або калію), легко взаємодіють із солями жорсткості і утримуючи кальцій і магній у комплексах, що утворюються.
Механізм реакції іонообого обміну катіонітів
2 NaR + Ca(HCO3)2 → CaR2 + 2NaHCO3;
2 NaR + Mg(HCO3)2 →MgR2 + 2NaHCO3;
2 NaR + CaCl2 → CaR2 + 2NaCl;
2 NaR + MgSO4 → MgR2 + Na2SO4;
2 NaR + CaSiO3 → CaR2 + Na2SiO3,
Для відновлення працездатності іонообмінний фільтр достатньо промити звичайним розчином розчином кухонної солі. При цьому відбувається зворотна реакція відновлення активних комплексів:
Якщо до складу іонообмінної смоли входить аніон слабкої кислоти, такі фільтри називають катіонітами. Аніоніти, що утворюються сильними кислотами, (аніоніти) у свою чергу, здатні обмінюватися аніонами (негативно зарядженими частинками).
Механізм реакції іонного обміну аніонітів
Схема фільтра (класичний варіант прямоточної технології)
ВЕРБ — вихідна вода; OS - оброблена вода; Р - реагент
За подібними механізмами фільтрації працюють і іонообмінні картриджі, які з'явилися на ринку відносно недавно і мають ряд ключових переваг перед масивними колонами.
Конструкція
Як правило, це обладнання складається із пластикового або сталевого корпусу, завантаженого іонообмінним матеріалом. У комплект входить запірна арматура, трубопроводи, верхній та нижній розподільний пристрій (для забезпечення рівномірного розподілу рідини), а також ємності для регенеруючого розчину.
Фільтри розрізняються об'ємом завантаження, що фільтрує, а, отже, і продуктивністю. Залежно від напрямку руху регенеруючого розчину подібні пристрої поділяються на протиточні та прямоточні.
Плюси і мінуси:
Як і будь-яке сучасне обладнання, іонообмінні фільтри відрізняються своїми перевагами та недоліками.
- високий ступінь очищення за цільовими компонентами катіоніту або аніоніту,
- мінімальне шумове навантаження в процесі експлуатації,
- Відсутність необхідності регулярної заміни фільтруючого матеріалу,
- стандартизація супутнього обладнання добре відомої системи водоочищення на основі реакції іонного обміну,
- іонообмінні фільтри для пом'якшення води практично поза конкуренцією.
- Необхідність установки регенеруючих баків,
- Використання висококонцентрованих сольових розчинів,
- необхідність утилізації використовуваних компонентів, що регенеруються,
- при неправильній експлуатації вода після фільтра з іонообміннимкартриджем темна.
Ефективність фільтрів для очищення води на основі іонообмінних смол (принцип дії яких заснований на оборотній реакції) залежить від кількох факторів, серед яких склад вихідної води, температура в приміщенні та якість іонітів.
Категорично не рекомендується порушувати встановлену заводом-виробником періодичність промивань, оскільки в цьому випадку суттєво знижується ефективність іонообмінного обладнання водоочищення.
Водяний фільтр з іонообмінним картриджем для будинку використовувати хоч і можна, але досить складно обслуговувати.
Застосування для
вилучення зі стічних вод хрому;
очищення води від стронцію;
очищення стічних вод;
очищення води від металів
Чи можна пити воду?
Після іонообмінної смоли необхідно встановлювати вугільний фільтр, а також вивести під пиття окремий кран, тому що ресурс фільтра з технологією іонного обміну невеликий, близько 200-800 літрів залежно від моделі.
1. Волжанський А.І., Костянтинов В.А. Регенерація іонітів.
2. Гребенюк В.Д., Мазо А.А. Знесолювання води іонітами.