Пом'якшення води

Для звернення до нас необов’язково дзвонити, писати у чат чи на пошту. У будь-який зручний для вас час можете заповнити анкету з підбору обладнання, і ми якомога швидше підберемо потрібну системо водопідготовки для вашої води.

У деяких галузях промисловості потрібно вікористання пом’якшеної води для правильної роботи систем. М’яка вода, перш за все, не псує обладнання, ремонт якого дуже дорогий.

Пом’якшення базується на йоному обміні – йони, що присутні у воді, й молекули з певним зарядом пов’язані йонитом, який одночасно вивільнюється в розчин йонів – відповідно вибраних загрузок – йонообміных смол. Происходит обмін йонів кальцію Ca++ та магнію Mg++. Завдяки цьому не утворюється білий осад, що важко видалити.

Жорстка вода

Вода, що містить велику кількість йонів кальцію та магнію, називається жорсткою водою. Ми відрізняэмо наступні типи жорткості води:

1) Загальна жорсткість

Це загальний вміст йонів Ca²⁺, Mg²⁺, а також інших двухвалентних йонів, наприклад Fe²⁺, Mn²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺. Через великі концентрації Ca²⁺ , Mg²⁺ та низької концентрації інших йонів двухвалентного металу, присутніх у воді, напрошується висновок, що жорсткість води практично викликана кальцієм і магнієм.

2)  Карбонатна жорсткість

Відповідає вмісту карбонатів і бікарбонатів кальцію і магнію. Карбонатна жорсткість також називається непостійною (перехідною) жорсткістю, оскільки вона зникає при кип’ятінні води. Потім утворюються карбон кальцію, магнію і заліза, що створює небажану накип на котлах. Жорсткість води проявляється у виробництві осаду з милом (осад не виникає з синтетичними поверхнево-активними речовинами). Мило містить натрієву сіль вищої жирної кислоти, головним чином це стеарат натрію. Він реагує з іонами кальцію в такий спосіб

Ca²⁺ + 2C₁₇H₃₅COO^– Ca(C₁₇H₃₅COO)_2(s)

Утворюється стеарат кальцію, який не розчиняється у воді.

3)  Некарбонатна жорсткість

Це різниця між загальною і карбонатною жорсткістю. Вона визначає зміст двовалентних іонів, відповідних аніонів: хлорид, сульфат, нітрат і т. д.

У природних водах кальцій і магній присутні в широкому діапазоні концентрацій (50-1000 мг CaCO₃/л). У загальній мінералізації води сполуки кальцію зазвичай домінують над з’єднаннями магнію. Часто джерельна вода має низьку жорсткість. Як правило, у міру збільшення забруднення, жорсткість води збільшується. Жорсткість води в значній мірі залежить від геологічних умов водозбору. Загальна жорсткість води в річках, в Україні, в більшості випадків є карбонатної жорсткістю. Некарбонатная жорсткість у багатьох водах не виникає. В середньому, некарбонатная жорсткість становить 15-30 мг/дм³ CaCO₃. Опади (атмосферна вода) має низьку жорсткість. З міркувань здоров’я вважається, що у питній воді найкращий рівень кальцію від 30 до 80 мг/л, в той час як концентрація магнію зазвичай рекомендується в залежності від вмісту супутніх іонів сульфату (30-125 мг/л). Присутність іонів кальцію і магнію в питній воді та воді для господарсько-промислових цілях має важливе технічне значення.

М’які води з низьким вмістом іонів Ca і Mg створюють сприятливі умови для розвитку процесу корозії в водопровідних трубах, а води з підвищеною жорсткістю легко створюють відкладення, що призводить до поступового зниження пропускної здатності труб.

Ось чому так важливо отримати оптимальну жорсткість води.

Йоний обмін

Такий обмін можливий, оскільки катиони мають різний зміст електричного заряду. Катиони кальцію і магнію, тобто ті, які володіють найбільшим тяжінням активів ионита. Після чого слід заміна іонів кальцію і магнію на іони натрію, які не викликають жорсткості. Для цього нам необхідний розсіл – водний розчин хлориду натрію. Розсіл змішують з водою і беруть з сольового бака. Потім розсіл тече вниз через ионит, з якого активні центри забирають кальцій і магній.

Реакції, що виникають під час пом’якшення води:

• сильнокислий катионіт

 Kt-Na2 + Ca(HCO3)2 –> Kt-Ca + 2NaHCO3

 Kt-Na2 + MgCl2 –> Kt-Mg + 2NaCl

 Kt-Na2 + CaSO4 –> Kt-Ca + Na2SO4

• під час регенерації

 Kt-Ca + 2NaCl –> Kt-Na2 + CaCl2

 Kt-Mg + 2NaCl –> Kt-Na2 + MgCl2

• слабокислий анионит

 Kt-H2 + Ca(HCO3)2 –> Kt-Ca + 2H2O + 2CO2#

 Kt-H2 + Mg(HCO3)2 –> Kt-Mg + 2H2O + 2CO2#

• під час регенерації

 Kt-Ca + 2HCl –> Kt-H2 + CaCl2##

 Kt-Mg + 2HCl –> Kt-H2 + MgCl2

Вода може бути розділена на різні групи в залежності від ступеня жорсткості.

Жорстка вода небажана для використання в домашніх господарствах і в промисловості, тому що:

• збільшується споживання мила, прального порошку, шампуню і т.д., тому що, осідають нерозчинні солі кальцію і магнію,
• жорсткість може викликати роздратування шкіри, під час миття посуду,
• під час прання іони кальцію і магнію можуть осідати на волокнах матеріалу, погіршуючи їх якість,
• погіршуються харчові властивості м’яса і овочів, приготованих в занадто жорсткій воді,
• збільшується корозія в теплообмінниках через гідролізу магнієвої солі і збільшення концентрації іонів водню

Mg²⁺ + 2H₂O Mg(OH)₂ + 2H⁺

• з’являється накип, яка перешкоджає обміну тепла; це пов’язано з термічним розкладанням карбонатів кислот, гідролізом карбонатів і зниженням розчинності в гарячій воді сульфату кальцію, гідроксиду магнію і силікатів кальцію і магнію.

Занадто низька жорсткість води також може бути небажаною. Води, які є занадто м’якими (нижче 30 мг/дм³ CaCO₃), шкідливі для людини, тому що вони викликають збільшення серцевих захворювань.

Допустима жорсткість поверхневих вод в Україні наступна:

           дo 350 мг/дм³ CaCO₃ – класс I

           дo 550 мг/дм³ CaCO₃ – класс II

           дo 700 мг/дм³ CaCO₃ – класс III

Конвертер одиниць виміру жорсткості води