Умягчитель воды промышленный

Ионообменные системы умягчения

Компания «Уралфильтр» предлагает промышленные системы умягчения воды собственного производства:

Химическая водоочистка

Химическая очистка воды необходима для надёжного функционирования оборудования, использующего воду как энергоресурс. Зачастую вода имеет в составе высокую концентрацию железа, соли жёсткости, агрессивные газы, удалить которые эффективно может химическая обработка.

Для химочистки воды необходимо правильно подбирать оборудование. Ключевым критерием выбора является отрасль, которую представляет то или иное предприятие. Также важно учитывать степень требуемой очистки, специфику технологического процесса в данной отрасли.

Перед химической очисткой обязательно берется проба воды и отправляется на химическое и микробиологическое исследование. Его задача — показать количество присутствующих в воде веществ. Результаты позволяют правильно подобрать оборудование для эффективной очистки воды.

Химическая очистка предполагает использование таких типов оборудования, как:

  • Промышленные фильтры для умягчения.
  • Осветлительно-сорбционные комплексы.
  • Установки и фильтры для обессоливания.

Умягчение воды часто подразумевает процесс удаления солей жёсткости методом воздействия ионообменных смол.

Что касается осветлительных систем, они применяются для удаления примесей железа, хлора, марганца, органических веществ. Для этого в химочистке задействованы природные и модифицированные каталитические компоненты.

Ионообменные фильтры входят в число самых эффективных видов оборудования для умягчения воды. Принцип работы заключается в обратимой химической реакции замещения. Оборудование обладает высокой чувствительностью к изменениям температуры и давления.

Задача ионообменных фильтров — устранение солей жёсткости. Во время работы соединения двухвалентных металлов вытесняются достаточно легко катионами. В первую очередь удаляются кальций и магний. Некоторые фильтры содержат дополнительные компоненты для устранения нитратов.

В результате использования ионообменных фильтров снижается удельный расход топлива при выработке пара и горячей воды, сокращаются трудозатраты в ходе профилактических работ на котельных, уменьшается удельное потребление воды, снижается количество расходуемых моющих веществ и дезрастворов (особенно в химфарм производстве и лечебных учреждениях).

Данный тип фильтров для воды состоит из стального или пластикового корпуса, наполненного зернистой синтетической смолой. Установка включает запорную арматуру, верхнее и нижнее распределительное устройство, трубопроводы, ёмкости с регенерирующим раствором.

При покупке фильтра обратите внимание на объём фильтрующей загрузки. От этого показателя зависит общая производительность установки, эффективность её дальнейшей работы. Ионообменные фильтры разделяют на прямо- и противоточные. Имеется в виду направление подачи регенерирующего раствора в установку.

Ионообменные смолы представляют собой полимерный материал в виде небольших шариков диаметром менее 1 мм. Эти шарики способны улавливать и притягивать ионы некоторых веществ.

Смолы разделяются на аниониты и катиониты:

  • Слабоосновные аниониты. Подходят для среды с рН меньше 6.
  • Сильноосновные аниониты. Работают при любом рН, вне зависимости от степени диссоциации.
  • Аниониты промежуточной и смешанной активности.
  • Сильнокислотные катиониты. Работают вне зависимости от рН.
  • Слабокислотные катиониты. Подходят для среды с рН меньше 7.

Ионообменные фильтры обладают высокой степенью эффективности при очистке, надёжностью, низкой шумовой нагрузкой. Они экономичны, постоянная замена фильтрующих элементов и материалов не требуется.

Применяются для удаления солей жёсткости на предприятиях металлургической, пищевой, фармацевтической, нефтехимической, парфюмерной промышленности, в котельных и прочих объектах ЖКХ, а также для предподготовки воды методом обратного осмоса.

В качестве фильтрующего материала используется катионообменная смола, реагента — таблетированный хлорид натрия. Управление работой происходит при помощи механического таймера или программируемого электронного блока.

Умягчители-симплексы обладают следующими характеристиками:

  • Ионообменная ёмкость: 78-780 000 мг-экв.
  • Размер клапанов: 1, 1.5, 2, 3.
  • Диаметр баков: 12-36 дюймов.
  • Клапан управляется стандартным таймером.

Условия применения данного типа фильтров:

  • Давление фильтра: 2,5-7,0 атм.
  • Электропитание: 24 В.
  • Температура воздуха внутри помещения: 2-35 °С.
  • Влажность внутри помещения: не выше 70%.
  • Наличие дренажной системы.

Технические параметры фильтров:

Системы умягчения воды непрерывного действия (дуплексы). Серия RFS

Применяются для удаления солей жёсткости. Работают непрерывно благодаря попеременной регенерации в двух резервуарах. Области применения такие же, как и для симплексов.

Фильтрующим компонентом также является катионообменная смола, реагентом — хлорид натрия.

Дуплексы управляются как механическим таймером, так и электронным блоком.

  • Ионообменная ёмкость: 78-780 000 мг-экв.
  • Размер клапанов: 1, 1.5, 2, 3.
  • Диаметр баков: 12-36 дюймов.
  • Клапан управляется стандартным таймером.

Фильтры применяются при следующих условиях:

  • Давление фильтра: 2,5-7,0 атм.
  • Электропитание: 24 В.
  • Температура воздуха внутри помещения: 2-35 °С.
  • Влажность внутри помещения: не выше 70%.
  • Наличие дренажной системы.

Промышленные умягчители воды

Промышленность, как известно, подразумевает под собой не только производство металлов, техники и т.п. Не все сходу могут понять, зачем в промышленности водоподготовка? И, тем не менее, если поразмыслить, то использование мягкой воды во многих отраслях станет очевидным. Причем в некоторых из них оно будет обязательным. Так фармацевтика, производство питьевой воды обойтись без автоматической установки умягчения воды обойтись не может по умолчанию.

Далее приводим очевидные примеры. Металлургия, там-то зачем промышленный умягчитель воды? Вода используется исключительно для охлаждения отливок. И, тем не менее, если вспомнить химию, то жесткая вода даст металлу свои примеси и качество от использования такой воды разительно падает. Вот еще одна сфера, где умягчитель воды способствует производству качественной продукции.

При производстве питьевой воды само собой разумеющееся, умягчитель воды для парового котла – основной процесс производства. Обойтись без него нельзя вообще. Тоже самое, можно сказать о фармакологии, Повышенная жесткость воды дает воде сильные побочные эффекты. Спрос на такие лекарства будет только падать, и предприятие будет терпеть убытки.

Еще одна сфера, которая без умягчения воды не может существовать, это теплоэнергетика и водоснабжение. Эти отрасли работают с водой постоянно, без перерыва. Воды много, вся она жесткая и ее нужно приводить в допустимый к употреблению вид. И значит здесь промышленные умягчители воды просто необходимы.

Четко прослеживается тенденция в отраслях промышленности, где умягчение воды необходимо, где желательно и где можно пренебречь. В промышленности водоподготовка – это всегда дорого, и всегда это комплекс нескольких фильтров для воды. То есть подобная система, сама по себе стоит довольно дорого, и быстро ее установить и рассчитать не получится. Ко всему нужно подходить продуманно. Большие деньги требуют большой ответственности. Тем более такие затраты предполагают, что потом за годик-другой система окупится.

Промышленные умягчители воды должны отвечать определенным требованиям. Часто они должны учитывать тонкости дальнейшего потребления мягкой воды и обьемы, в обязательном порядке, обьемы, которые следует умягчать.

Очень часто промышленные умягчители воды – это только середина айсберга под названием «промышленная водоподготовка и водоочистка». Здесь особенность состоит в том, что водозабор может быть разным и чаще всего в промышленности используется вода из первичных источников, а не просто жесткая вода. И тогда водоподготовка будет включать в себя и механическую очистку воды и обезжелезивание, обеззараживание, когда необходимо, кондиционирование. Использование только промышленных умягчителей воды встречается не так часто, как при бытовой водоподготовке.

Много споров до сих пор идет вокруг удаления накипи в сравнении с умягчением. Многим кажется, что приобретение средств от накипи хоть и в промышленных масштабах, обойдется дешевле, чем разработка магнитного умягчителя воды своими руками. Здесь нужно отметить, что удаление накипи означает не борьбу с повышенной жесткостью воды и простое устранение ее последствий. А значит и поверхности оборудования пострадают, и жесткая вода пойдет дальше в систему, и соли жесткости отложатся везде и качество продукции, как результат будет испорчено.

Жесткая вода к тому же обладает плохой растворимостью моющих средств и при промывках от накипи придется в разы использовать больше средств от накипи. Это тоже расходы каждый день складывающиеся в группы расходов. Не забываем, что любая чистка – это время, это деньги, зарплата рабочим, в конце концов.

Кроме этого, накипь до того, как ее устранят, нанесет непоправимый урон поверхностям, а может и привести к потере промышленного оборудования. Оно стоит очень дорого, чтобы так рисковать. Накипь очень плохо проводит тепло, предпочитая откладываться на ТЭН, нагреваемых поверхностях. Из-за своей отвратительной теплопроводимости, она приводит к большим затратам электроэнергии и топлива. Просто установите промышленные умягчители воды, чтобы не было таких проблем.

Теперь приходится нагревать и поверхность, и слой накипи. Тепло очень плохо проходит в воду, КПД оборудования падает, в трубах из-за накипи повышается сопротивление, тепло теряется по дороге к тепловым приборам. И чем больше слой накипи, тем хуже последствия.

По началу это только расход топлива, потом это самопроизвольное отключение промышленного оборудования, если в нем конечно есть система защитного реле. Если такой системы нет, то есть риск упустить момент, когда прибор забьется накипью до такой степени, что перестанет пропускать тепло. И тогда наступает последняя стадия развития накипи – образование твердого известкового камня, который можно устранить только с помощью химического воздействия и механической чистки в комплексе.

Если этот момент упустить, то металлы поверхностей не выдержат перегрева. Они нагреются до такой степени, что условия будут идентичны мартеновской печи и металлы раскрошатся, взорвутся или расплавятся. В результате возможны и человеческие жертвы, и порча дорогостоящего оборудования. Свищи на трубах поправить невозможно, отрезок трубы нужно менять полностью. Тоже самое можно сказать и о котле. Восстановить его после взрыва невозможно.

Кроме этого любое удаление накипи подразумевает работу с агрессивной средой. Поверхности будут царапаться, контактировать с едкими кислотами. Былую гладкость таким поверхностям точно не вернешь. И новая поверхность с царапинками, это место для быстрого налипания новой накипи и образования точечной коррозии. Для теплоэнергетики, это очень большие проблемы и расходы.

И под конец еще один нюанс удаления накипи, от которого как раз и избавят промышленные умягчители воды, это отсутствие простоев. Ведь очень часто для очистки оборудования его приходится в обязательном порядке разбирать и так чистить. За это время система не работает и доходов не приносит. А простои – это всегда упущенная выгода, то есть убытки.

Да и если посчитать расходы на средства от накипи хотя бы за год, то вы сразу увидите, что ваши фильтры для водоподготовки быстро окупили себя и при этом вы не мучились постоянными очистками.

Итак, вывод очевиден. Без промышленных фильтров умягчителей воды современная промышленность обойтись не может. Это не просто способ облегчить работу. Это значительная экономия. У каждой отрасли промышленности будет к ионообменным фильтрам умягчителям воды свой набор требований. Хоть в определенном смысле он будет унифицирован, но некоторые отличия все же будут.

Группа промышленных фильтров умягчителей воды должна в обязательном порядке обрабатывать большие обьемы воды, быть устойчивой к горячей воде и к химическому воздействию. Не помешает высокая скорость очистки воды, высокая производительность и минимальное обслуживание.

На сегодняшний момент изобретено определенное количество фильтров для воды. Практически все могут использоваться в промышленности. Главное требование устойчивость к агрессивным средам и большая производительность. Под агрессивной, понимают и горячую воду.

Промышленные фильтры умягчители воды, как и бытовые делятся на две большие группы – реагентных и безреагентных умягчителей воды. Есть еще группа тонкой очистки воды – это мембранные фильтры. Их чаще всего используют в промышленности, и они занимают по праву первое место.

Самые популярные на сегодня промышленные фильтры умягчители воды – это обратный осмос, который идеален для фармакологии, например, и ионообменные фильтры для воды, которые используют в системе водоснабжения. В теплоэнергетике пальму первенства уверенно занимает электромагнитный умягчитель воды АкваЩит и его вариации в виде магнитного умягчителя или ультразвуковой установки. Есть еще вариант электрохимического умягчения, но область его применения специфическая и массовым фильтром, назвать его нельзя.

Реагентные умягчители призваны умягчать воду с помощью химических реакций, которые стимулируются путем добавления в воду определенного количества реагентов. Здесь самым популярным магистральным фильтром для умягчения воды является ионообменный фильтр. Хоть непосредственно в очистке воды он не использует реагенты, но к группе химических очистителей относится потому, что восстановление этого прибора происходит с помощью реагента поваренной соли.

Кроме ионообменного фильтра, есть еще и другие способы умягчения – это натрий-хлорирование, озонирование, фосфатирование. Для этого используют дозаторы, которые в определенных количествах впрыскивают в воду умягчающие вещества. К недостаткам таких промышленных фильтров умягчителей воды относят возможность более плотных, чем накипные, наростов в результате реакции средств по умягчению с солями жесткости и другими примесями. Однако по цене они все еще доступны.

Ионообменные фильтры – это уже классический вариант промышленных фильтров умягчителей воды. Здесь есть фильтрующий элемент – картридж. заполненный макропористой или гелеобразной ионообменной смолой. Есть основной бак, где происходит умягчение. Каждый основной бак имеет свой личный бак восстановления. В промышленности очень часто подобные фильтры могут состоять из нескольких ступеней. Это два, а то и три и четыре фильтра, соединенные параллельно между собой. И если один фильтр восстанавливается, то остальные работают без перебоев, выполняя свою работу и работу восстанавливаемого фильтра.

Как же работает ионообменный прибор? Ионообменная смола полна слабым натрием, который готов к легкой замене. Когда вода с повышенной жесткостью, попадает в картридж, то происходит быстрая замена ионов натрия на ионы солей жесткости. Так картридж постепенно забивается, а мягкая вода, богатая натрием выходит наружу. Причем получить нужный уровень жесткости воды можно, пропустив воду через ионообменный фильтр несколько раз. Главное при этом помнить, что и натрием вода насытиться не один раз.

После того, как фильтр полностью забьется солями жесткости наступает время его восстановления. О том, что пора прочистить картридж установке сообщает контроллер. Он отсчитывает время очистки воды или же отсчитывает в литрах очищенной воды. И как только норма вышла, он сразу перекрывает жесткую воду и переносит засоренный картридж в фильтр регенерации. Восстановить в нем нужное количество солей натрия можно с помощью обычного соляного раствора. Единственное условие соляной раствор должен быть достаточно насыщенным, в районе 8-10 процентов.

После такой промывки картридж снова может работать. Но остаются очень вредные соляные отходы. Для того, чтобы слить их в атмосферу нужно провести дополнительную очистку. И еще разрешение получить от экологических инстанций. Это конечно минус установки. Плюс на расходы реагентов нужно закладывать статью в бюджете. Соль хоть и дешевая, но в больших количествах стоит дорого. Плюсом установки является высокая скорость очистки воды.

Следующим популярным вариантов промышленного фильтра умягчителя воды является электромагнитный умягчитель воды АкваЩИт. Это пример безреагентной установки, которая в своей работе использует исключительно естественные процессы, например, электромагнитные волны. У этого прибора тоже есть блок управления, который показывает, и дает возможность отрегулировать частоты электромагнитных волн.

Основу этого прибора составляют маленький процессор, микроплата и мощный постоянный магнит. По сути электромагнитный умягчитель воды Акващит, это сила магнитного поля помноженная на силу электричества. Такой прибор в состоянии прослужить не один год, и даже не один десяток лет.

Обеспечивает такую долговечность фильтру тот самый постоянный магнит, который выполнен из такого материала, что даже через 25 лет магнитные свойства остаются такими же. Но главный плюс электромагнитного устройства не в этом. Он единственный позволяет и новую жесткость воды устранить и со старой накипью побороться. Происходит такой процесс путем видоизменения кристаллов солей жесткости под влиянием электромагнитных волн. Обретя новую форму, соли жесткости начинают усиленно тереться о поверхности со старой накипью и в результате получается, что стенки очень тонко и качественно очищаются, причем и в самых труднодоступных местах. И при этом потребителю ничего особого делать не нужно. Прибор все сделает сам.

Обслуживать электромагнитный прибор тоже не надо. Никаких промывок, смен картриджей, встрясок, засыпок. Главное правильно прибор установить. Он легко монтируется и демонтируется. Нужно выполнить всего одно условие. То место, куда вы будете устанавливать прибор в обязательном порядке должно быть очищено от старой накипи. Только тогда прибор начнет работать. Для теплоэнергетики электромагнитный прибор очистки воды наиболее выгоден.

И наконец, последний самый популярный промышленный фильтр умягчитель воды – обратный осмос. Это фильтр тонкой очистки воды. который позволяет получить воду с заданными характеристиками. Все, что вам нужно для того, чтобы получить новую воду — поменять мембрану. Она делается из дорогих и тонких материалов. Повредить ее очень легко, поэтому устанавливают обратный осмос только после механической или ионообменной очистки воды, что добавляет стоимости умягчителю. Но зато вы получаете практически сто процентную водоподготовку воды из скважины.

Работает прибор путем продавливания воды через мембрану, с резкими перепадами давления. Очистка ведется на молекулярном уровне, что позволяет получить и дистиллят, столь необходимый в некоторых отраслях.

Мы познакомились с самыми популярными промышленными фильтрами умягчителями воды. Теперь вы точно будете знать, какой вид примет ваша водоподготовка, если запланировали ее создать в ближайшем будущем.

Умягчение воды. Промышленная водоподготовка

Умягчение воды сводится к уменьшению концентрации в ней кальциевых и магниевых солей. Умягчение воды необходимо производить для питания котельных установок, причем жесткость воды для котлов среднего и низкого давления должна быть не более 0,3 мг-экв/л.

Умягчать воду требуется также для таких производств, как текстильное, бумажное, химическое, где вода должна иметь жесткость не более 0,7 -1,0 мг-экв/л.

Умягчение воды для хозяйственно-питьевых целей также целесообразно, особенно в случае, если она превышает 7мг-экв/л.

Умягчение воды может проводиться различными методами, их можно разделить на следующие группы:

При нагревании воды до кипения происходит превращение гидрокарбонатов кальция и магния в карбонаты по следующим схемам:

Эти обратимые процессы можно почти целиком сместить вправо за счет кипячения воды, так как при высоких температурах растворимость двуокиси углерода понижается.

Однако полностью устранить карбонатную жесткость нельзя, так как углекислый кальций хотя и незначительно (около 9,95 мг/л при 15 °С), но растворим в воде. Растворимость MgCO3 достаточно высока (110 мг/л), поэтому при длительном кипячении он гидролизуется с образованием малорастворимой (8 мг/л) гидроокиси магния:

Этот метод может применяться для умягчения воды, содержащей преимущественно карбонатную жесткость и идущей для питания котлов низкого и среднего давления.

Недостатки : снижается только временная (карбонатная) жесткость; требуются большие энергозатраты — в промышленности этот способ водоподготовки используют лишь при наличии дешевых источников тепла (на ТЭЦ, например).

Из реагентных методов наиболее распространен содово-известковый способ умягчения . Сущность его сводится к получению вместо растворенных в воде солей Са и Mg нерастворимых солей СаСО3 и Mg(OH)2, выпадающих в осадок.

Оба реагента — соду Na2CO3 и известь Са(ОН)2 — вводят в умягчаемую воду одновременно или поочередно.

Соли карбонатной, временной жесткости удаляют известью, не карбонатной, постоянной жесткости — содой.

Химические реакции при удалении карбонатной жесткости протекают следующим образом:

Гидрат окиси магния Mg(OH)2 коагулирует и выпадает в осадок. Для устранения некарбонатной жесткости в умягчаемую воду вводят Na2CO3.

Химические реакции при удалении некарбонатной жесткости следующие:

В результате реакции получается углекислый кальций, который выпадает в осадок. Реагенты, применяемые при обработке воды, вводят в воду в следующих местах:

а) хлор (при предварительном хлорировании) — во всасывающие трубопроводы насосной станции первого подъема или в водоводы, подающие воду на станцию очистки;

б) коагулянт — в трубопровод перед смесителем или в смеситель;

в) известь для подщелачивания при коагулировании — одновременно с коагулянтом;

г) активированный уголь для удаления запахов и привкусов в воде до 5 мг/л — перед фильтрами. При больших дозах уголь следует вводить на насосной станции первого подъема или одновременно с коагулянтом в смеситель водоочистной станции, но не ранее чем через 10 мин после введения хлора;

д) хлор и аммиак для обеззараживания воды вводят до очистных сооружений и в фильтрованную воду. При наличии в воде фенолов аммиак следует вводить как при предварительном, так и при окончательном хлорировании.

К специальным видам очистки и обработки воды относятся опреснение, обессоливание, обезжелезивание, удаление из воды растворенных газов и стабилизация.

Данный способ обычно используется только в некоторых отраслях промышленности для предварительной очистки технической воды. В обычном бытовом использовании технология неприменима.

Умягчение воды бариевыми солями.

Этот метод схож с известково-содовым, но имеет то преимущество, что образующиеся при реакции продукты нерастворимы в воде. Содержание солей, обусловливающих жесткость воды, при этом методе понижается, и умягчение идет гораздо полнее. Кроме того, нерастворимость ВаСО3 не требует строгих дозировок, процесс может протекать автоматически.

Реакции, протекающие при умягчении бариевыми соединениями, можно представить схемами:

При умягчении бариевыми солями реакции приводят не к замене одной соли другой, а к полному удалению их из воды; в этом заключается преимущество умягчения бариевыми солями. К недостаткам этого метода относятся высокая стоимость бариевых солей и медленное течение реакции с карбонатом бария ВаСО3.

Реагентная водоподготовка применяется только на больших станциях водоподготовки, поскольку связан с рядом специфических проблем: утилизация твердого осадка, специально оборудованные хранилища для реагентов, необходимость точной дозировки химикатов и их правильной подачи в исходную воду.

Вещества, способные к сорбционному обмену ионов с раствором электролита, называются ионитами.

Иониты – это твердые зернистые вещества, набухающие в воде, но не растворимые в ней. По составу основного скелета, который связывает воедино ионогенные группы, ионообменные сорбенты делятся на:

Применяемые при очистке воды иониты бывают естественного и искусственного происхождения. Примером первых могут быть глаукониты, гумусовые угли, а примером вторых – сульфированные угли, синтетические ионообменные смолы.

Ионообменные смолы – это сетчатые, трехмерные полимеры, не растворяющиеся в воде, но ограниченно набухающие в ней и содержащие ионогенные группы, т. е. группы, способные к обмену ионов. Число и длина мостиков, соединяющих линейные цепи полимера, определяют «густоту» сетки, которая оказывает сильное влияние на свойства ионитов.

Иониты подразделяются на катиониты и аниониты. Вещества, обменивающие катионы, называются катионитами, а обменивающие анионы – анионитами.

Катиониты диссоциируют на небольшие, подвижные и способные к ионному обмену катионы (например, Н + ) и высокомолекулярный анион (R m -1 ), а аниониты дают мелкие, легко перемещающиеся анионы (например, ОН – ) и высокомолекулярный катион (R n + ).

Условно их диссоциацию можно представить в следующем виде:

где m и n– число подвижных ионов в катионите и анионите.

Из катионообменных смол наибольшее распространение получили смолы, образованные поликонденсацией фенолов и формальдегида, а также полимеры – продукты сополимеризации стирола с диеновыми углеводородами.

Из смоляных анионитов чаще применяются аминоформальдегидные аниониты и полистирольные аниониты, продукты присоединения от основных групп к сополимерам полистирола.

Все иониты могут иметь одинаковые или различные ионогенные группы. Катиониты со смешанными функциональными группами встречаются в следующем сочетании:

  1. сульфокислые и оксифенольные;
  2. сульфокислые и карбоксильные;
  3. остатки фосфорной кислоты и оксифенольные;
  4. мышьяковокислые и оксифенольные;
  5. карбоксильные и оксифенольные.

По степени диссоциации иониты подразделяют на:

Сильнокислотные катиониты вступают в реакцию с солями, растворенными в воде в нейтральных и кислых средах.

Слабокислотные катиониты, содержащие карбоксильные или оксифенольные группы, обменивают свой протон в нейтральных растворах лишь на катиониты солей слабых кислот, причем полнота обмена возрастает с повышением рН среды.

Сильные аниониты вступают в реакцию с растворами солей в нейтральной и даже слабощелочной среде.

Слабоосновные аниониты вступают в реакцию обмена лишь в кислых средах, причем полнота обмена гидроксильной группы анионита на анион растворенного электролита возрастает с повышением кислотности среды. На силу ионогенных групп оказывают большое влияние непосредственно связанные с ними другие функциональные группы.

Следовательно, большинство катионитов представляют собой по­лимерные полифункциональные кислоты, в состав которых входят группы – СООН, –SO3H, –ОН, –SH, SiOOH и др.

Аниониты являются высокомолекулярными соединениями, содержащими огромное количество основных групп, таких как –NH2, –NH3OH, –NHR, –NR2 и т. д. В состав одного и того же ионита могут входить ионогенные группы с различной степенью кислотности и щелочности.

Для целей фильтрования смолу стараются получить в виде сферических частиц путем суспензионной полимеризации или перемешивания расплавленной еще «несшитой» смолы в среде инертного растворителя с последующим охлаждением. Иониты (в таком неплотном виде) создают благоприятные условия для движения фильтруемой жидкости.

В основе процесса обмена лежит химическая реакция, протекающая на внешней и внутренней поверхности ионитов. Обмен ионами протекает в строго эквивалентных количествах.

Обменные реакции в растворе происходят практически мгновенно, но процессы ионообмена с ионитами, протекающие в гетерогенной среде, обладают вполне измеримой скоростью. Фактически наблюдаемая скорость определяется скоростью диффузии, наиболее медленной стадией ионообмена. При этом скорость ионообмена падает с увеличением размеров зерна ионита.

Обмен ионов в растворах протекает избирательно. С уменьшением абсолютной концентрации раствора многовалентные ионы адсорбируются лучше, чем одновалентные, а при высоких концентрациях адсорбируется одновалентный ион. Например, при умягчении воды избирательно поглощаются ионы Са 2+ и Mg 2+ , а ионы Na+ при этом практически не адсорбируются. При обработке концентрированным раствором NaCl ионы двухвалентных металлов вытесняются из катионита ионами натрия. Этим пользуются при регенерации катионитового фильтра.

Основной технологической характеристикой ионитов является их обменная емкость, которая определяется количеством ионов, извлеченных из воды 1 г воздушно-сухого ионита.

В практике очистки воды часто используют Н- и Na-катиониты. В зависимости от катиона этот процесс называют Н-катионирование и Na-катионирование.

При Н-катионировании повышается кислотность воды, а при Na-катионировании происходит увеличение щелочности фильтрата, если в исходной воде содержится карбонатная жесткость.

Следует заметить, что скорость обмена ионами при катионировании зависит от многих факторов, например от валентности ионов, их заряда, величины гидратации, эффективного радиуса иона. По скорости вхождения ионов в катионит их располагают в следующий убывающий ряд: Fe 3 +>Al 3 +>Ca 2 +>Mg 2 +>Ba 2 +>NH4 + >K + >Na+. Эту закономерность можно изменить, увеличивая концентрацию ионов в процессе регенерации катионитовых фильтров при обработке их концентрированным раствором хлористого натрия.

Катионитовый фильтр представляет собой стальной цилиндрический резервуар диаметром от 1 до 3 м, в котором на дренажном устройстве помещается слой катионита. Высота фильтрующего слоя составляет 2…4 м. Скорость фильтрования – от 4 до 25 м/ч. Фильтры рассчитаны на рабочее давление до 6 атм.

Работа катионитового фильтра происходит по следующим этапам:

  • фильтрование через подготовленный фильтр до насыщения обменной емкости катионита;
  • рыхление катионита восходящим потоком;
  • регенерация фильтра раствором NaCl (при Na-катионировании);
  • промывка загрузки от излишних количеств регенерирующего ве­щества.

Регенерация загрузки продолжается от полутора до двух часов.

Na-катионирование обеспечивает умягчение воды до 0,05 мг-экв/л. В практике применяют двухступенчатое Na-катионирование. На фильтрах первой ступени производится грубое умягчение воды, снижающее жесткость примерно на 75 %. Остающуюся жесткость удаляют повторным фильтрованием через фильтры второй ступени. Основная масса ионов кальция и магния задерживается фильтрами первой ступени, фильтры второй ступени несут незначительную нагрузку по жесткости и рабочий цикл их длится до 150?200 ч. Остаточная жесткость воды после двухступенчатого Na-катионирования равна 0,01?0,02 мг-экв/л. Подобный прием умяг­чения воды приводит к экономии соли на регенерации фильтров первой ступени. Для этой цели используются промывные воды от фильтров второй ступени. Кроме того, двухступенчатое Na-катионирование упрощает эксплуатацию установки тем, что удлиняет фильтроцикл и не требует постоянного ухода за фильтратом.

При катионировании происходят следующие процессы:

При фильтровании воды, содержащей некарбонатную жесткость, получают соли сильных кислот и сильных оснований. Эти соли не подвержены гидролизу даже при высоких температурах. Но при удалении карбонатной жесткости образуется гидрокарбонат натрия, который гидролизуется при высоких температурах с образованием сильной щелочи:

Для снижения щелочности воды ее фильтруют последовательно через Na-, а затем Н-катиониты или разбивают поток на две части, одну из них пропускают через Na-катионит, а вторую – через Н-катионит, а затем фильтраты смешивают.

Недостатки ионообменного метода водоподготовки:

  • относительно большой расход реагентов, (особенно у параллельноточных натрий-катионитных фильтров);
  • увеличение эксплуатационных расходов пропорционально солесодержанию исходной воды и при необходимости уменьшить предел обессоливания обработанной воды;
  • в зависимости от качества исходной воды требуется предподготовка – иногда весьма сложная;
  • необходима обработка сточных вод и сложности с их сбросом.

Ультразвуковые установки

— неплохо справляются с накипью, но для достижения эффективности требуется работа установки на большой мощности. Это означает высокий уровень звукового воздействия, что влечет за собой возможность повреждения защищаемого оборудования (в местах сварки швов и завальцовки), а также повышенную опасность для персонала.

Умягчение воды в аппаратах с постоянными магнитами.

В сравнении с другими распространенными методами (ионообменными, баромембранными) магнитную водоподготовку отличают простота, дешевизна, безопасность, экологичность, низкие эксплутационные расходы.

Согласно СНиП 11-35-76 “Котельные установки”, магнитную обработку воды для теплооборудования и водогрейных котлов целесообразно проводить, если содержание ионов железа Fe 2+ и Fe 3+ в воде не превышает 0,3 мг/л, кислорода — 3 мг/л, постоянная жесткость (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2) — 50 мг/л, карбонатная жёсткость (Са(НСО3)2, Mg(НСО3)2) не выше 9 мг-экв/л, а температура нагрева воды не должна превышать 95 0 С.

Для питания паровых котлов – стальных, допускающих внутрикотловую обработку воды, и чугунных секционных – использование магнитной технологии обработки воды возможно, если карбонатная жёсткость воды не превышает 10 мг-экв/л, содержание Fe 2+ и Fe 3+ в воде — 0,3 мг/л, при поступлении воды из водопровода или поверхностного источника.

Ряд производств устанавливает более жесткие регламентации к технологической воде, вплоть до глубокого умягчения (0,035-0,05 мг-экв/л): для водотрубных котлов (15-25 ати) — 0,15 мг-экв/л; жаротрубных котлов (5-15 ати) — 0,35 мг-экв/л; котлов высокого давления (50-100 ати) — 0,035 мг-экв/л.

Недостатки – необходимо один раз в 5–7 дней механически очищать полюсы магнита от отложений ферромагнитных частиц; свои свойства омагниченная вода сохраняет меньше суток (это явление потери магнитных свойств называется релаксацией, или эффектом «привыкания воды»).

Поэтому в системах, где вода находится в течение многих часов и дней (оборотные системы водоснабжения, циркуляционные контуры котлов и систем отопления и др.), необходимо предусматривать рециркуляционные системы, куда направлять не менее 10% находящейся в системе воды, и постоянно эту часть воды подмагничивать.

Основой устройства является электронный микропроцессорный блок, который генерирует выходной апериодический сигнал звуковой частоты (1–10 кГц). Сигнал подается на излучатели, навитые на трубопроводе с обрабатываемой жидкостью в определенном порядке, и создает пульсирующее динамическое электромагнитное поле.

Механизм воздействия на обрабатываемую воду имеет физический (безреагентный) характер. Кальций, гидрокарбонатные соли в водном растворе существуют в форме положительно и отрицательно заряженных ионов. Из этого вытекает возможность эффективного воздействия на них с помощью электромагнитного поля. Если на трубопровод с протекающей жидкостью навивается катушка и в ней наводится определенное динамическое электромагнитное поле, то происходит высвобождение ионов бикарбоната кальция, электростатически связанных с молекулами воды. Высвобожденные таким способом положительные и отрицательные ионы соединяются в результате взаимного притяжения, и в воде образуются арагонитовые кристаллы (высокодисперсная взвесь), не образующие накипи.

Так как побочным продуктом при образовании арагонитовых кристаллов является углекислый газ, то вода, обработанная таким способом, имеет свойства дождевой воды, т.е. способна растворять в трубопроводе существующие твердые карбонатные отложения.

Под действием электромагнитного поля возникает в воде и определенное количество перекиси водорода, которая при контакте со стальной поверхностью внутри трубопровода образует на ней химически стабильную пленку Fe304, которая предохраняет поверхность от коррозии. Перекись водорода оказывает также существенное антисептическое и антибактериальное действие — уничтожает около 99% водных бактерий. Образовавшиеся молекулы перекиси водорода, однако, имеют очень короткий жизненный цикл и быстро конвертируются в форму кислорода и водорода, поэтому обработанная таким способом питьевая вода не оказывает никаких вредных побочных эффектов на здоровье человека.

На сегодняшний день — это самый экологически чистый и экономически оправданый метод умягчения жесткой воды.

Безреагентное умягчение воды. Умягчитель воды Рапресол

Безреагентное умягчение воды. Умягчитель воды Рапресол

Безреагентная водоподготовка с применением умягчителей воды Рапресол эффективно заменяет затратный метод химической водоподготовки, принося предприятию значительную экономию.

Снижаются расходы на эксплуатацию (реагенты, регенерация, утилизация, содержание персонала, и т.п.), что обеспечивает наибольший экономический эффект и быструю окупаемость прибора при очень высокой функциональной эффективности. Систему отличает простота монтажа и минимальные эксплуатационные расходы.

Технология электромагнитного умягчения воды — одна из рекомендованных энергосберегающих технологий (РД 34.20.145-92) и позволяет не только увеличить срок работы теплообменного оборудования между его вынужденными остановками для проведения очистки, но и достигнуть реальной экономии средств и энергоносителей.

Технико-экономические обоснования (ТЭО) и расчет сроков окупаемости приборов Рапресол:

Установка умягчителя воды Рапресол перед установкой ионообменного умягчения позволяет существенное увеличить межрегенерационный срок эксплуатации фильтров и пропускную способность фильтров

  • прибор Рапресол перед ионообменной очисткой связывает ионы кальция в нерастворимое состояние;
  • качественно активируются (увеличивается емкость поглощения ионитов) и ускоряются в несколько раз ионообменные реакции;
  • концентрация растворенных ионов кальция в воде перед ионным обменом существенно снижается;
  • вследствие снижения концентрации бикарбонатов кальция за один фильтроцикл можно получить гораздо больше очищенной воды.

Достигнутый экономический эффект :

  • уменьшаются затраты воды на отмывку смолы в процессе регенерации, минимизируется влияние «проскоков» необработанной воды.
  • в 2-3 раза увеличиваются межремонтные сроки котлов и теплообменников (образующаяся от остаточной жесткости накипь будет рыхлой и легко удаляется обычными продувками через 500-1000 часов работы).
  • полностью исключаются реагентные промывки оборудования и загрязнение окружающей среды;
  • обеспечивается надежная противонакипная и противокоррозионная очистка и защита как теплоагрегата, так и всех трубопроводов;
  • укрепляются внутренняя поверхность оборудования и сетей;
  • повышается теплоотдача котла и теплопроводность трубных разводок;
  • экономится топливо;

Кроме того, в десятки раз снижаются расходы:

  • соли и других реагентов на регенерацию;
  • воды на взрыхление, регенерацию и отмывку фильтров;
  • электроэнергии, потребляемой насосами для перекачки реагентов.
  • снижается сброс промывных солесодержащих вод;

Поиск по сайту

Корзина

Телефоны:

  • (347) 279-88-19 (Уфа офис и склад)
  • (347) 279-88-16 (Уфа офис и склад)

Моб. телефон

  • +79174218761 Маслов Арсений Николаевич, Генеральный директор ГК «АНН»

Факсы:

  • (347) 279-88-16 (19)

Часы работы:

  • с 9:30 до 18:00 (МСК+2)

Ионообменные системы умягчения
Ионообменные системы умягчения Компания «Уралфильтр» предлагает промышленные системы умягчения воды собственного производства: Химическая водоочистка Химическая очистка воды
http://www.uralfilter.ru/ts/industry/soft/
Промышленные умягчители воды
Польза и вред от промышленных умягчителей воды. АкваЩит, это промышленные фильтры умягчители воды.
http://vodopodgotovka-vodi.ru/umyagchitel-vody/promyshlennye-umyagchiteli-vody
Умягчение воды
Промышленная водоподготовка. Термический метод умягчения воды, реагентное умягчение воды, ионообменное умягчение воды (катионирование)
http://rapresol.ru/watersoften/

COMMENTS