Принцип работы и преимущества ионообменного фильтра для воды

Принцип работы и преимущества ионообменного фильтра для воды

Принцип работы и преимущества ионообменного фильтра для воды≡  21 Март 2017   ·  Рубрика: Очистка воды   

Размер текста

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

Поделиться с друзьями:

Поделиться с друзьями:

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

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.

Достоинства:

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

Недостатки:

  • 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.

Читайте также:  Скважина на воду: как выбрать место?

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.

Ионный обмен используется для получения обессоленной и умягченной воды в таких отраслях как цветная металлургия, электронная промышленность, атомная и тепловая энергетика, пищевая отрасль, очистка сточных вод, пр. Ведутся активные работы, направленные на создание станций для извлечения ценных компонентов из океанских глубин.

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

Эффективен ли ионообменный фильтр для очистки воды?

Ионообменный фильтр работает благодаря такому компоненту как ионообменная смола. Это своего рода вещество, которое обладает свойствами заменять в  фильтруемой жидкости один элемент на другой. То есть фильтр работает на основе реакции замещения. Такие фильтры должны работать в условиях стабильной температуры и давления, в противном случае возможны сбои.

Данный тип фильтра можно использовать для устранения жесткости или примеси тяжелых металлов. Наиболее эффективным данным фильтр будет всё же для удаления тяжелых металлов и солей жесткости.

Дело в том, что реакция  замещения лучше всего происходит с кальцием и магнием, которых очень много в жесткой воде. Если же в данный фильтр добавить другие компоненты, то можно получить фильтр для удаления из воды не только солей жесткости, но и других примесей.

Однако всё же более традиционным является удаление из воды именно солей жесткости.

Как происходит ионный обмен?

Принцип работы фильтра основывается на связывании ионов определенных веществ в нерастворимые комплексы. Для удаления солей жесткости, которые состоят в основном из кальция и магния, можно использовать ионообменную смолу с соединениями натрия и калия.

Некоторые производители говорят, что лучше всего не использовать фильтр повторно после каких-либо процессов очистки, а заменить его на новый. Однако сегодня в интернете можно встретить много способов очистки ионообменных фильтров. Одним из наиболее популярных является промывание ионообменного фильтра раствором поваренной соли.

Таким образом ионообменная смола снова насыщается натрием и калием, и может снова удалять из воды соли жесткости.

Однако поскольку такой способ регенерации ионообменного фильтра не является разрешенным производителями и не дает гарантии на последующую качественную работу фильтра,  всё же лучше купить новый картридж для фильтра.

Как выглядят ионообменные фильтры?

Ионообменные фильтры могут иметь различный внешний вид. Ионообменная смола используется практически во всех картриджах для фильтров-кувшинов. Она является неотъемлемым компонентом таких картриджей, как правило, работает на пару с активированным углем.

Также конструкция фильтра может быть представлена большой пластиковой колбой, которая заполняется фильтрующим материалом. Такие колбы применяются в системах очистки воды, которые устанавливаются на водопровод.

В зависимости от объема ионообменной смолы в фильтре измеряется его производительность.

То есть чем больше используется ионообменной смолы в фильтре, тем дольше такой фильтр будет работать, и более качественную воду он будет делать.

Преимуществам ионообменных фильтров является то, что они позволяют получить качественную воду и удалить из неё по максимуму целевой компонент. Также такой фильтр практически не создает никакого шума в процессе эксплуатации.

В случае если вы будете регенерировать фильтр, то замену картриджей можно свести к минимуму. Данный тип фильтра практически идеально подходит для очистки воды от солей жесткости. Причём этот способ является наиболее экономически выгодным и в тоже время наиболее эффективным.

Однако недостатком такого фильтра является то, что всё же картриджи необходимо постоянно регенерировать. А также для регенерации необходимо использовать специальные растворы, что тоже может быть затратным. В случае если будут нарушены правила эксплуатации фильтра, вода может после прохождения сквозь него стать еще более опасной для здоровья.

Смотреть видео фильм «Ионообменный фильтр»:

Источник: https://voday.ru/filtry-dlya-vody/ehffektiven-li-ionoobmennyjj-filtr-dlya-ochistki-vody.html

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.

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:

Наименование Значение Ед. измерения
Размеры бака для основной загрузки (высота/диаметр) 1500-1700/300-330 мм
Количество ионообменных смол 60-70 л
Масса собранного бака с наполнителем 85-110 кг
Размеры емкости для регенерационного раствора (высота/диаметр) 600-700/400-500 мм
Максимальный объем раствора соли натрия 80-90 л
Минимальный расход воды для качественной промывки в обратном направлении 1,2-1,35 м куб. в час
Приблизительный расход воды для одного цикла промывки и регенерации 0,55-0,75 м куб.
Количество солей натрия на одну регенерацию фильтра 10-12 кг

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:

Параметр Значение Ед. изм. Примечания
Температура воды от +5 до +35 °C Ее поддерживают на оптимальном уровне, контролируя температуру воздуха. Используют необходимое оборудование (нагреватели, вентиляцию, кондиционеры).
Напор воды 2-8 атм. Для предотвращения повреждений устанавливают редукционный клапан во входной магистрали. Им ограничивают давление. Если же напор недостаточен, его увеличивают помпой с автоматическим управлением.
Дренажная система 1,2-1,35 м куб./час Данные взяты из предыдущего раздела статьи. Делают соответствующие коррекции при установке другого фильтра с ионообменной смолой, который можно купить у нас.
Влажность 65-70 % Это – максимально допустимое значение. Для уменьшения уровня влажности применяют осушитель воздуха.
Электрическое питание 220/1,5/50 В/А/Гц При перебоях в сети устанавливают систему автономного аварийного питания. Если не исключены скачки напряжения, используют стабилизатор.
Читайте также:  Скважины для автономного водоснабжения своими руками: методика гидробурения

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.

В комнате устанавливают освещение. Параметры электроснабжения корректируют с учетом суммарных потребностей всех потребителей. При подключении мощного насосного оборудования надо учесть, что это – индукционная нагрузка.

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.

Периодические осмотры позволят своевременно выявить и устранить протечки. В аварийных ситуациях закрывают вентили до и после оборудования, выключают электропитание. Водоснабжение подсоединяют по трассе байпаса. Если собственными силами устранить поломки не получается – вызывают специалистов. Сложный блок управления с клапаном можно отвезти в ремонтную мастерскую.

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

Водоподготовка в фармацевтике и медицине

Часть 3 из 5 1 сентября 2014 г

Дистилляция может использоваться как для получения воды очищенной, так и для получения воды для инъекций. В последнем случае используют специальное оборудование — апирогенные аквадистилляторы (маркировка А).

Суть метода заключается в перегонке питьевой (или обессоленной) воды в аквадистилляторах различного типа и производительности.

В аквадистилляторе любой модели можно выделить 3 узла: испаритель, конденсатор и сборник. Кроме того, все дистилляторы оснащаются датчиками уровня.

Испаритель с исходной водой нагревают до температуры кипения. Пары воды поступают в конденсатор, где они скапливаются. Накопленный жидкий дистиллят поступает в сборник. Все нелетучие загрязнители, имеющиеся в исходной воде, остаются в аквадистилляторе.

По виду нагрева различают аквадистилляторы:

  • газовые (ДГ, АГ),
  • огневые с топкой (ДТ, АТ),
  • электрические (ДЭ, АЭ).

По конструкционным особенностям различают аквадистилляторы периодического и непрерывного действия; с одно- и двухступенчатым испарителем; с водоподготовителем (ДЭВ, АЭВ и др.); с брызгоулавливающим устройством (ДЭ-25; АЭВС и др.) [1].

В соответствии с ГОСТ 20887-75 производительность аквадистилляторов отечественного производства 4 и 25 л/час. Апирогенные аквадистилляторы, подготавливающие воду для инъекций, могут иметь производительность 4 , 10, 25 и 60 л/час.

С точки зрения экономической целесообразности дистилляция является дорогим методом получения очищенной воды. Из 11 литров исходной питьевой воды получают 1 литр очищенной. Поэтому на сегодняшний день актуальны более перспективные и экономичные методы приготовления воды для фармацевтических целей.

2. Ионообменный способ

Ионообменные смолы — сетчатые полимеры различной структуры и степени сшивки, в которых имеются ковалентные связи с ионогенными группами. При диссоциации ионогенных групп в воде или растворе образуется ионная пара. Один ион этой пары фиксирован на полимере, а противоион подвижен в растворе и способен обмениваться на ионы одноименного заряда из раствора.

Ионный обмен происходит на ионообменных установках— конструктивно это колонки, заполненные ионообменными смолами.

Ионообменные смолы разделяются на катиониты и аниониты. Ионообменные катиониты способны обменивать свой водородный ион на катионы Мg²⁺, Ca²⁺ и другие. Ионообменные аниониты обменивают свой гидроксил-ион на анионы SO₄²⁻ , Cl⁻ и другие. Качество воды контролируется электропроводностью. Как только ионообменная смола выработает свой ресурс, электропроводность раствора возрастает.

Колоночные аппараты для ионного обмена могут быть как с раздельными, так и со смешанными слоями катионов и анионов.

Аппараты с раздельными слоями представляют собой две последовательно расположенные колонки, одна из которых заполнена катионитами, а вторая — анионитами. Аппараты со смешанными слоями представляют собой одну колонку, наполненную смесью ионообменных смол.

Исходная вода подается через колонки снизу вверх, просачивается сначала через слой катионита, затем анионита. Частицы ионообменных смол, попавшие в воду, отфильтровываются.

По форме ионообменные смолы могут быть в виде гранул, волокон, губчатых образований, жгутов или лент. В процессе использования ионообменные смолы перемещаются в сорбционную ванну, в промывочную ванну, в бак регенерации и на отмывку.

Ионообменная технология является классическим и достаточно экономичным методом обессоливания воды. Один килограмм смолы способен очистить не менее 1000 литров воды.

Недостатки метода ионного обмена:

  • многие ионообменные смолы гидрофобны, что затрудняет процессы сорбции и десорбции;
  • гранулированные ионообменные смолы в процессе использования в колонках слеживаются и требуют разрыхления, а от механического воздействия разрушается их структура;
  • периодическая регенерация ионообменных смол — раствором хлористоводородной кислоты (для катионитов) или раствором гидроксида натрия (для анионитов), с последующей промывкой смол;
  • длительно используемые ионообменные смолы могут стать питательным субстратом для размножения микроорганизмов, поэтому им требуется периодическая дезинфекция.

3. Метод обратного осмоса

Мембранные технологии очистки воды в последние годы приобретают все более широкое применение.

Явление осмоса — это переход через полупроницаемую мембрану растворителя из раствора с низкой концентрацией примесей в раствор с более высокой концентрацией. Растворитель словно бы стремится уравнять концентрации солей в обоих растворах.

Обратный осмос идет в направлении, противоположном прямому осмосу. Под действием повышенного давления растворитель переходит через полупроницаемую мембрану из раствора с солями в ту область, где находится чистый растворитель. Движущей силой обратного осмоса является разность давлений.

Метод обратного осмоса первоначально использовался для опреснения соленой морской воды. Как оказалось впоследствии, этим методом можно получать воду высокой степени очистки — обессоленную, очищенную от механических примесей и микробов.

Состав стандартной установки обратного осмоса:

  • насос высокого давления;
  • один или несколько пермиаторов;
  • блок регулирования рабочего режима.

Центральная часть любой обратноосмотической установки – мембрана обратного осмоса. Как правило, мембрана представляет собой спирально свернутые слои из водоподающего слоя, полупроницаемой мембраны и водосборного слоя.

Вода под давлением подается с торца цилиндрически свернутой мембраны. Очищенная вода (пермеат) просачивается через полимерную пленку, достигает водосборного слоя, откуда подается в центральную водосборную трубку.

Концентрат после очистки скапливается на другой стороне мембраны и отводится в дренаж [2].

Материалом для обратноосмотической мембраны могут служить эфиры целлюлозы — ацетаты или полиэфиры — найлон.

Мембрана с диаметром пор 0,01 мкм полностью освобождает воду от растворимых солей, органических веществ, коллоидов и микробов.

Плюсы метода получения воды очищенной методом обратного осмоса:

  • относительная простота метода;
  • производительность метода не зависит от начального солесодержания исходной воды;
  • широкий ассортимент полупроницаемых мембран для получения воды заданного качества;
  • экономичность метода: из 10 литров исходной воды получают 7,5 литров воды очищенной;
  • энергоэффективность: затраты энергии идут только на работу насоса, что в 10-16 раз меньше, чем при очистке воды дистилляцией.

Недостатки метода обратного осмоса:

  • выбор обратноосмотической мембаны на основе характеристик исходной воды (солесодержания, pH, концентрации Cl);
  • закупорка пор мембраны в процессе водоподготовки;
  • необходимость периодического включения циклов обратной фильтрации для очистки пор.

4. Электродиализный метод

При этом методе растворимые соли удаляются из воды под действием электрического поля и с помощью частично проницаемых мембран.

Селективные ионообменные мембраны подразделяются на катиониты и аниониты. Катиониты проницаемы для катионов и имеют отрицательный заряд. Аниониты проницаемы для анионов, их заряд — положительный.

Очищаемая вода помещается в ёмкость, разделенную на три части селективными мембранами. Под действием постоянного электрического тока ионы из раствора начинают притягиваться к мембране, имеющей противоположный заряд.

Ионообменные селективные мембраны не сорбируют ионы, а селективно пропускают их сквозь себя. Извлеченные из воды ионы концентрируются в соседних камерах, а в камере обессоливания остается очищенная вода. Остаточное содержание солей при этом методе водоподготовки составляет 5-20 мг/л.

Список источников

  1. Вода очищенная и для инъекций. Способы получения. Реферат. Самарский государственный университет. Кафедра фармацевтических технологий, 2010-2011 уч. г.
  2. Вода для инъекций. Методы получения. Требования GMP к получению и хранению воды для инъекций. ГОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия. С-Пб, 2011.

Источник: http://www.vo-da.ru/articles/vodopodgotovka-medicine/metody-ochistki

Фильтр смягчения для воды: магнитный, ионообменный, принцип работы

Сегодня каждый ребенок знает, что нельзя пить водопроводную воду, которая не прошла очистку через фильтр. И это непросто пустые слова.

Читайте также:  Выбор насосов для скважин глубиной 30 метров и более

Вода содержит в себе ряд вредных примесей, которые не должны попадать в человеческий организм. В ее составе находятся различные соли, ужесточающие жидкость.

Их переизбыток может вызывать серьезные проблемы у людей, которые регулярно употребляют неочищенную воду.

Снизить жесткость воды помогут специальные фильтры

Для чего нужен фильтр

Для очищения воды в частном доме рекомендуют использовать фильтр умягчитель. Он не только избавит жидкость от ненужных примесей, но и обезопасит человека от таких проблем:

  1. Нарушение работы органов в организме. А все потому, что частое использование в качестве питья жесткой воды становится причиной появления камней в почках, а так солей в суставах.
  2. Плохое промывание волос. Вода с повышенным уровнем жестокости заставляет их скомкиваться и слипаться. Из-за этого волосы практически невозможно нормально вымыть.
  3. Ухудшение вкусовых качеств приготовленных блюд, которые делались на водопроводной воде.
  4. Появление налета на поверхности посуды и бытовых приборах.
  5. Быстрая поломка нагревательных агрегатов из-за большого количества накипи.

Фильтр для жесткой воды является гарантией того, что вышеперечисленные проблемы не побеспокоят домочадцев, которые решили позаботиться о своем здоровье и жилье.

Виды смягчающих фильтров и принцип их работы

Для снижения жесткости воды часто используют ионообменный фильтр. Хороший агрегат действует следующим образом. В самом фильтре для умягчения воды бытовой расположены катионы натрия.

Во время работы сквозь них проходит жидкость. В процессе этого наблюдается обмен катионами магния или же кальция. Все соли заменяются катионами натрия.

Как только это произошло, фильтрующий процесс сразу останавливается.

Ионообменные умягчители обычно имеют два резервуара. В первом есть смольные вещества, а во втором, соляные. Сначала жидкость проходит обработку смолой, которая дает им нужные ионы. А потом воду спокойно можно очищать катионами натрия.

Благодаря ионообменной материи фильтр для умягчения воды идеально справляется со своей основной обязанностью. Она может восстанавливаться, и не один раз. Это достигается за счет того, что процесс обмена ионами может проходить в обратном порядке.

Агрегат для смягчения жесткой воды вновь получит катионы натрия, если во время его использования засыпать в резервуар раствор поваренной соли. При такой работе фильтр будет отдавать магний и кальций, которые успели его насытить. Анионный состав после такого остается прежним.

Хотя изредка отмечают повышение рН, но оно незначительное.

Потребуется всего 20 минут, чтобы завершился процесс восстановления катионами натрия. Воду, которая будет проходить через устройство для дома в момент его насыщения полезными минералами, не стоит использовать для питья, так как она останется жесткой. Для ее смягчения потребуется повторно провести жидкость через фильтр.

Магнитный фильтр для воды обладает интересными свойствами

Суть действия устройства, которое необходимо для уменьшения солей в жидкости, достаточно проста. Проходящая сквозь него жесткая вода попадает под магнитные волны. Они заставляют соли кристаллизоваться.

Таким образом, те получают совершенно новую структуру. Из-за этого примеси не имеют возможности оседать на стенках и на дне труб и посуды, где находится жидкость. Фильтр для воды данного типа также может провоцировать отслаивание старых отложений. А это приятный бонус, который стоит взять во внимания, раздумывая над тем, какой лучше приобрести смягчаемый агрегат для домашнего пользования.

Процесс смягчения водопроводной воды может проводить и система обратного осмоса. Она в несколько раз лучше других вариантов, так как является наиболее надежной и качественной.

Поступающая в смягчитель жидкость проходит через специальную мембрану. В это время на нее воздействует высокое давление, позволяющее убирать примеси. Все соли и прочие элементы остаются на мембране.

В результате такой работы достигается умягчающий эффект.

Преимущества и недостатки

Магистральный фильтр для жестокой воды часто используют в домах и квартирах. А все потому, что данный агрегат доступен и вполне удобен в пользовании. Он имеет и другие преимущества, среди которых:

  1. Высокая степень очистки воды.
  2. Во время эксплуатации прибор не издает раздражающих шумов.
  3. В продаже можно найти фильтр для воды, в котором не нужно заменять картриджи. В данном случае речь идет об ионообменных агрегатах.
  4. Наличие бюджетных и дорогостоящих вариантов, благодаря чему любой покупатель сумеет найти для себя устройство для снижения уровня солей в воде.
  5. Большой срок службы. Магнитный прибор способен прослужить не менее десяти лет.
  6. Способность очищения застарелой накипи.
  7. Фильтры для жесткой водопроводной воды можно установить самостоятельно. Если же нет уверенности в собственных силах, то лучше воспользоваться помощью профессионала.

Фильтр для умягчения воды обладают рядом недостатков

К сожалению, такой большой список достоинств агрегатов, благодаря которым происходит фильтрация воды, немного омрачен перечнем их недостатков:

  1. Практически все агрегаты работают от электрической сети. А это означает, что избежать увеличения расходов на оплату электроэнергии не получится.
  2. Электромагнитные приборы, к числу которых относятся подобные фильтры, могут негативно сказываться на здоровье человека.
  3. Вместе с вредными примесями фильтры могут удалять и полезные минералы, которые нужны организму человеку. Такой недостаток имеет система обратного осмоса. По этой причине не рекомендуется постоянно пить воду, которая прошла фильтрование через данное устройство.

Эти недостатки стоит учитывать перед тем, как окончательно решиться на покупку фильтра. Чтобы минимизировать опасность, исходящую от агрегата, рекомендуется подбирать модель, которая идеально подойдет для удовлетворения потребностей покупателя.

Выбор качественного фильтра

Выбор качественного фильтра — это непростое дело, к которому следует подходить ответственно. Перед тем как отправиться в магазин, специалисты рекомендуют сделать анализ воды, текущей из крана. Полученные результаты помогут понять, какие именно примеси находятся в жидкости, и уже исходя из этих данных, подбирать для собственных нужд подходящий агрегат.

При выборе фильтра для воды необходимо учесть многие факторы

Анализ дает информацию о преобладании тех или иных солей. Он помогает решить, какой мощностью должно обладать умягчающее воду устройство. Последний показатель очень важен.

Ведь неправильно выбранный фильтр может либо не удалять все примеси, либо сделает воду дистиллированной, что тоже не очень хорошо.

В первую очередь перед приобретением товара покупатель обращает внимание на его стоимость. В данном случае этот показатель тоже следует учитывать.

Желающие сохранить собственные деньги могут ограничиться покупкой дешевого кувшина. Он работает на основе ионообменных элементов.

Главный недостаток агрегата заключается в небольшом объеме. Его хватает лишь для обработки небольшого количества воды. К тому же каждые 2–3 месяца рекомендуется проводить замену работающих модулей, так как они имеют свойство быстро загрязняться.

Большими возможностями обладают ионообменные устройства, но и цена их в несколько раз выше, чем на кувшины. Они могут спокойно перерабатывать от 200 до 800 литров воды, в зависимости от выбранной модели. Настоятельно советуют дополнительно в такие фильтры устанавливать модуль с активированным углем, который помогает максимально обезопасить питьевую воду.

Но и качество их выше. А также желательно потратиться на покупку дополнительного устройства, которое будет обогащать полученную жидкость полезными минералами.

Упростить себе выбор подходящего прибора поможет определение собственных потребностей. Нужно четко понимать, для чего человеку необходим фильтр, какая по жесткости жидкость протекает в его водопроводе и в каком объеме ему нужно получать обработанную воду. Как только на эти вопросы будут получены ответы, проблема выбора решится сама собой.

В любом случае, если у покупателя возникнут какие-либо сомнения по поводу того или иного товара, он всегда сможет получить консультацию от продавца в магазине.

Источник: https://vodospec.ru/filtry/smyagcheniya-dlya-vody.html

Ионообменный метод умягчения воды

В настоящее время существуют несколько методов проведения умягчения воды. Умягчение воды методом ионного обмена является основным.

Принцип действия метода ионного обмена состоит в способности ионитов или ионообменных материалов поглощать из воды отрицательные или положительные ионы в обмен на такое же количество ионов ионита. Процесс умягчения воды методом ионного обмена, результатом которого является обмен катионами, носит название катионирования.

Умягчение воды методом ионного обмена происходит следующим образом. Жесткая вода проходит через фильтры умягчения воды, внутри которых засыпаны ионообменные смолы. Смола – это синтетические гранулы, в которые введены ионогенные группы путем химического взаимодействия.

Принцип умягчения и водоочистки методом ионного обмена заключается в том, что ионообменная смола, вступая в реакцию с растворенными в воде солями, отдает ионы.

Основная причина обмена частицами между жесткой водой и фильтровой загрузкой заключается в разности концентрации ионов. Ионы солей стремятся попасть в раствор в виду того, что в растворе отсутствуют подобные ионы.

Согласно принципу сохранения электронейтральности ионы жесткой воды стремятся пробраться внутрь гранул засыпки.

Ионообменные смолы разделяются на катионы – тогда выделяются в воду положительно заряженные частицы, и аниониты – выделяются частицы, заряженные отрицательно. Для умягчения воды методом ионного обмена, в основном, используются катионы.

Важное свойство ионообменной засыпки – это их способность к регенерации. Регенерация допускает длительное, до нескольких лет, использование одной засыпки. Этот процесс представляет собой возвращение гранул загрузки к первоначальному химическому состоянию способом промывки растворами щелочей или солей, в зависимости от заряда частиц.

Регенерация Na+ катионовых фильтров умягчителей проводится раствором поваренной соли. В установках для умягчения воды ионным методом можно применять таблетируемую соль. После проведенной регенерации рекомендуется засыпку промыть от избытка солей. Восстановление Н+ фильтров осуществляется раствором серной кислоты.

После чего засыпка также промывается.

Умягчение воды методом ионного обмена не требует внешней энергии и является малозатратным. Однако, спустя некоторое время, фильтровая засыпка насыщается кальцием и магнием и исчерпывает свой натриевый запас. Проводить смену смолы весьма накладно. Поэтому она подвергается неоднократной регенерации в течение своего длительного срока эксплуатации.

Процесс регенерации обратен процессу умягчения воды методом ионного обмена. Во время регенерации смола отдает ионы кальция и магния, а ионы натрия забирает из рассола.

Метод ионного обмена, который используют для смягчения жесткой воды основан на том, что вода фильтруется через специальные материалы, в которых происходит обмен ионов, входящих в их состав (чаще всего – натрия), на ионы жесткости (чаще всего – кальция или магния).

Фильтры, работа которых, основана на ионообменном методе могут быть трех типов:

  • в виде корпуса с колбой, с засыпкой и периодической заменой в них ионообменных кристаллов – наиболее простой эконом-вариант;
  • со сменными картриджами для умягчения воды, требующими их периодической замены;
  • регенеративными – фильтры более сложной конструкции, в которых осуществляется периодическое восстановление ионообменных свойств смолы – её регенерация.

Преимуществом метода ионного обмена можно считать возможность обеспечить достаточно большую производительность и высокий уровень умягчения.

Недостатки ионообменного метода умягчения:

  • вода, жесткость которой снижена таким способом, не пригодна для питья или приготовления пищи;
  • фильтры без функции регенерации требуют периодической замены расходных материалов (кристаллов или картриджей);
  • относительно высокая стоимость фильтров для умягчения с функцией регенерации.

Рисунок 4

Источник: https://cyberpedia.su/2×1559.html

Ссылка на основную публикацию