Ионообменная технология очистки воды

Ионообменная смола применяется в водоочистке с 60-х годов XX века, но особенное распространение получила в конце 80-х — в 90-х годах. Ионообменная смола представляет собой скопление достаточно мелких шариков, изготовленных из специальных полимерных материалов, именуемых «смолой».

Шарики смолы, способны улавливать из воды ионы различных веществ и «впитывать» их в себя, отдавая взамен растворимые ранее ионы. Таким образом, осуществляется ионный обмен — отсюда и обобщающее название этих смол — ионообменные смолы или «иониты».

Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применялся (да и теперь применяется) в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла. С точки зрения удаления из воды железа важен тот факт, что катиониты способны удалять из воды не только ионы кальция и магния, но и другие двухвалентные металлы, а значит и растворенное двухвалентное железо. Причем теоретически, концентрации железа, с которыми могут справиться ионообменные смолы, очень велики. Достоинством ионного обмена является также и то, что он «не боится» верного спутника железа — марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена то, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии. То есть совсем отпадает необходимость в такой капризной и «грязной» (из-за необходимости вымывать ржавчину) стадии, как окисление.

Принцип работы ионообменных фильтров

Эффективная технология умягчения на ионообменных смолах реализована в

автоматических фильтрах умягчителях:

Жесткая вода, поступая в фильтр, проходит через слой (ионообменной смолы засыпанной в фильтрующий резервуар (1) и освобождается от солей жёсткости. Жесткость обрабатываемой воды обусловлена суммарным содержанием катионов магния Мg и кальция ( Са 2+). Происходит ионный обмен: проходя сквозь слой ионита ионы Са 2+ и Mg 2+ в жесткой воде замещаются на ионы натрия Na. Ионообменная смола находится в состоянии насыщения Na, т.е. Na-форме, где ионы натрия Na удерживается силами химических связей на поверхности:

2R-Na + Са 2+ = R2-Са + 2Na+

2R-Na + Мg2+ = R2-Мg + 2Na+

Выходя из умягчителя жесткая вода становится мягкой , т.е. водой с низкими содержанием Са2+и Мg2+.Ионообменные смолы, при длительной эксплуатации, утрачивают способность к ионному обмену, т.к. смола насыщается ионами жесткости. При истощении смолы, автоматический управляющий клапан (2) переводит фильтр в режим регенерации, и смола восстанавливается водным раствором высокоочищенной поваренной соли (NaCl), автоматически подающимся из бака солерастворителя (3).

Происходит обратный процесс замещения накопленных ионов жёсткости на ионы натрия из солевого раствора. Как результат выше приведенные реакции проходят в обратном направлении, т.е. справа на лево. И умягчитель снова готов к работе. Все эти процессы происходят автоматически.

Достоинства NaCl (поваренной соли) как регенерационного раствора:

1. дешевизна;

2. доступность;

3. продукты регенерации (хорошорастворимые СаСl2 и МgСl2) легко утилизируются.

В зависимости от вида и концентрации примесей в воде, требуемой эффективности очистки используют различные схемы ионообменных установок.

В последнее время широкого применение получили многокомпонентные ионообменные смолы, наиболее эффективной среди которых есть фильтрующая засыпка «Еcomix».

Ecomix представляет собой смесь из пяти ионообменных и сорбционных материалов природного и синтетического происхождения, различающихся механизмом сорбционного и фильтрующего действия, удельным весом и гранулометрическим составом. Эта фильтрующая загрузка идеальное решение для воды с повышенной жесткостью, цветностью, содержанием железа, марганца и аммония. Ecomix может быть использован для комплексной очистки водопроводной и артезианской воды с одновременным умягчением, удалением железа, марганца, аммония, снижением цветности и окисляемости воды. При этом очистка воды происходит в одну стадию и в одной установке / системе очистки воды.

Регенерация загрузки Ecomix осуществляется при пропускании раствора поваренной соли с последующей промывкой водой.

На протяжении 10 лет успешно применяется в коммерческих и промышленных установках водоподготовки в Украине, России, Беларуси, Германии, Италии и Ближнего Востока.

Преимущества специальной фильтрующей загрузки Ecomix:

—  Один фильтр вместо 2-3 позволяет решить основные вопросы водоподготовки.

—  Снижение капитальных затрат.

—  Высокая эффективность удаления жесткости, железа, марганца и природных органических соединений. Недорогой, доступный и экологически безопасный регенерирующий агент — NaCl.

—  Возможность одновременного удаления алюминия и аммония.

—  Простой заменой фильтрующей загрузки и перепрограммированием управляющего клапана традиционный
умягчитель легко превращается в фильтр комплексной очистки воды.

Простой расчет производительности системы водоподготовки.

—  Высокая эффективность удаления железа и марганца независимо от уровня рН, концентрации анионов,
органических соединений, хлора и других соединений в исходной воде.