Фильтры умягчители

Известно, что важнейшей характеристикой пресной воды является её жесткость. Под жесткостью понимают количество миллиграмм-эквивалентов ионов кальция или магния в 1 л воды. 1 мг экв/л жесткости соответствует содержанию 20,04 мг Са2+ или 12,16 мг Mg2+.

По степени жесткости питьевую воду делят на очень мягкую (0–1,5 мг экв/л), мягкую (1,5–3 мг экв/л), средней жесткости (3–6 мг экв/л), жесткую (6–9 мг экв/л) и очень жесткую (более 9 мг экв/л). Наилучшие вкусовые свойства имеет вода с жесткостью 1,6–3,0 мг экв/л, а, согласно СанПиН 2.1.4.1116–02, физиологически полноценная вода должна содержать солей жесткости на уровне 1,5–7 мг экв/л. Однако при жесткости воды выше 4,5 мг экв/л происходит интенсивное накопление осадка в системе водоснабжения и на сантехнике, нарушается работа бытовых приборов. Обычно умягчение проводят до остаточной жесткости 1,0–1,5 мг экв/л, что соответствует зарубежным нормативам по эксплуатации бытовой техники. Вода, имеющая жесткость ниже 0,5 мг экв/л является коррозионно-активной по отношению к трубам и котлам, способна вымывать отложения в трубах, накапливающиеся при долгом застаивании воды в системе водоснабжения. Это влечет за собой появление неприятных запаха и вкуса воды.

Умягчение воды катионированием основано на явлении ионного обмена, сущность которого состоит в способности ионообменных материалов или ионитов поглощать из воды положительные ионы в обмен на эквивалентное количество ионов катионита. При пропуске воды сверху вниз через слой катионита происходит её умягчение, заканчивающееся на некоторой глубине. Слой катионита, умягчающий воду, называют работающим слоем или зоной умягчения. При дальнейшем фильтровании воды верхние слои катионита истощаются и теряют обменную способность. По исчерпании рабочей обменной способности катионита его подвергают регенерации, т.е. восстановлению обменной емкости истощенного ионообменника путем пропуска раствора поваренной соли.

После истощения рабочей обменной емкости катионита он теряет способность умягчать воду и его необходимо регенерировать. Процесс умягчения воды на катионитовых фильтрах слагается из следующих последовательных операций: фильтрование воды через слой катионита до момента достижения предельно допускаемой жесткости в фильтрате (скорость фильтрования в пределах 10...25 м/ч); взрыхление слоя катионита восходящим потоком умягченной воды, отработанного регенерата или отмывных вод (интенсивность потока 3...4 л/(см2); спуска водяной подушки во избежание разбавления регенерирующего раствора; регенерации катионита посредством фильтрования соответствующего раствора (скорость фильтрования 8...10 м/ч). На регенерацию обычно затрачивают около 2ч, из них на взрыхление — 10...15, на фильтрование регенерирующего раствора — 25...40, на отмывку — 30...60 мин. Процесс регенерации описывается реакцией: (см. печатную версию)

На практике ограничиваются однократным пропуском соли при жесткости умягченной воды до 0,20 мг÷экв/л или двукратным — при жесткости ниже 0,05 мг÷экв/л.

В технологии умягчения воды широко применяют ионообменные смолы, которые представляют собой специально синтезированные полимерные нерастворимые в воде вещества, содержащие в своей структуре ионогенные группы кислотного характера –SO3Na (сильнокислотные катиониты).

В настоящее время нашли широкое применение сильнокислотные катиониты фирмы Lewatit.

Установка состоит из напорного баллона, в котором содержится ионообменная смола. В центре  баллона установлена центральная водоподъемная труба, через которую отводиться очищенная вода. В верхней части баллона имеется резьбовое отверстие, в которое вворачивается блок управления работой установки, в основные функции которого входят перераспределение и регулирование потоков исходной, очищенной воды и солевого раствора. Рядом располагается реагентный бак для приготовления раствора поваренной соли, который сообщается с блоком управления гибкой трубкой. В баке установлена перфорированная труба – колодец – в которой располагается солезаборный клапан. На дне солевого бака имеется перфорированная платформа на ножках – лжеднище.

В компактных моделях типа «Кабинет» напорный баллон фильтра и бак-солерастворитель совмещены в едином корпусе. Вода для приготовления солевого раствора подается в реагентный бак автоматически в нужном количестве. Забирается раствор из бака, также через блок управления через эжекционный узел.

Блок управления подключается к водопроводной сети с помощью монтажного комплекта. На блоке также предусмотрен выход для подключения к канализационной системе.

Фильтр умягчитель рекомендуется «обвязать» двумя колбами Вig Вlue 20". На входе устанавливается полипропиленовый картридж на 20-50 мкм для защиты клапана управления и фильтрующей среды от твердых частиц и нерастворимых примесей. На выходе угольный блоковый или полипропиленовый картридж на 5-10 мкм контрольной очистки.