Как работает умягчение воды ионообменными смолами

Ионообменные смолы – это соединения, которые не растворяются на высокомолекулярном уровне и способны выдать реакцию при взаимодействии с ионными элементами раствора. Иониты обладают трехмерной гелевой либо макропористой структурой. Применяются смолы для очищения, умягчения и обессоливания воды.

Классификация смол

Подобные составы подразделяются на катионообменные, анионообменные, биполярные.

Катионообменные соединения могут быть слабокислотными и сильнокислотными. Последние способны обмениваться катионами не зависимо от уровня рН. Первые работают только при показателе не ниже 7.

Анионообменные составы бывают сильноосновными и слабоосновными. Первые аниониты обладают свойством обмена анионами в растворах при любых значениях рН, чего не могут слабоосновные аниониты. Для них показатель должен составлять от одного до шести. Также встречаются аниониты промежуточной и смешанной активности.

Свойства и принцип работы

Ионообменные смолы – нерастворимые полиэлектролиты. Многозарядный ион неподвижен ввиду большой молекулярной массы. Он является основой ионита, связан с малыми подвижными элементами с противоположным значением, и, в свою очередь, может обменивать их в растворе.

При прохождении фильтрации жидкости через смоляной фильтр, она очищается:

  • от опасных химических примесей;
  • от калия и магния, образующих накипь;
  • от солей тяжелых металлов, соединений железа.

Принцип работы фильтрационных устройств с ионообменной смолой направлен на очищение и улучшение качеств жесткой воды. Смоляные полимерные шарики изначально включают в состав «свободные» ионы, которые способны улавливать ионные частицы иных веществ.

Фрагменты ионообменной смолы набухают в процессе взаимодействия с водным потоком. Величина шарообразных полимеров может достигать 4 мм.

Жидкость, отдавая ионы тяжелых металлов и вредных компонентов, взамен получает нейтральные соединения.

Помимо гелиевых, существуют макропористые иониты. Их достоинствами являются незначительное изменение объема, лучшая адсорбция, продолжительность обменных процессов, ускоренная фильтрация.

Сфера применения

Ионообенная фильтрация применяется в промышленности и в быту

Благодаря смягчающему и обессоливающему эффекту ионообменные смолы для очистки технической воды применяют в теплоэнергетической и химической индустрии. В гидрометаллургической отрасли их используют для работы с цветными и редкими металлами. Иониты также способны очищать канализационные водоемы. Нередко используются аниониты в аквариумной водоподготовке – они содействуют созданию комфортных жизненных условий для рыб и растений.

В быту у ионообменных фильтров много полезных свойств:

  • не образуется накипь на сантехнических устройствах и нагревательных узлах бытовых приборов, котле либо газовой колонке;
  • уменьшается ломкость волос и сухость кожного покрова, пропадает перхоть;
  • в три раза снижается расход моющих составов;
  • со смесителей и кранов уходит серый и ржавый налет.

Если на электротэне не образуется накипь, это заметно снижает потребление электричества.

Бытовое использование ионообменных смол не представляет опасности, поскольку эти вещества не токсичны. Они не обладают тенденцией к самовоспламенению, не взрываются. Фильтрующие элементы с такими смолами монтируют перед котлом, бойлером либо водонагревателем проточного типа.

Критерии выбора

Ионообменные смолы можно найти в тех магазинах, где продают товары для водоподготовки, либо во Всемирной сети.

При выборе надо обращать внимание на такие характеристики:

  • Влажность. В составе имеется химически связанная влага. Если от нее избавится, это приведет к разрушению ионообменной смолы.
  • Емкость ионов. Она бывает рабочей, объемной, весовой. Последние два показателя – стандартные, их определяют в лабораторных условиях. Их значения прописаны в сопроводительной документации. Узнать объем рабочей емкости не получится, поскольку ее показатели определяются в зависимости от формы и глубины фильтрующего слоя смолы. Так же немаловажны вводные характеристики очищаемой жидкости.
  • Скорость фильтрации и уровень регенерации, а также величина улавливаемых примесей.

Для бесперебойного очищения и продуктивности фильтров, картриджи рекомендовано заменять как минимум один раз на протяжении четырех-шести месяцев.

Особенности упаковки и хранения

Наполнители фасуют в полиэтиленовые пакеты

В соответствии с ГОСТом 20301-74 ионообменные смолы пакуют в мешки из полиэтилена. Максимальный вес одной упаковки может доходить до 50 кг. Также эти компоненты разрешено расфасовывать в бидоны либо контейнеры из пропилена.

Средняя стоимость ионообменной смолы в России равняется 120–150 рублям за литр.

В процессе перевозки либо хранения нахождение смоляных катионитов рядом с анионитами, любыми окисляющими веществами либо растворителями недопустимо.

Хранение продукции разрешено лишь в сухих помещениях с хорошей вентиляцией и температурным режимом не менее двух градусов тепла. Складывать упаковки разрешается на расстоянии больше метра от приборов, отапливающих помещение. Срок годности смол – 12 месяцев.

Восстановление ионообменной смолы

Фильтрующие элементы с ионообменной смолой для индустриального либо домашнего умягчения воды требуют систематических замен картриджа. Экономнее регулярно досыпать регенерационную соль. Подобные меры не являются трудозатратными, но при этом их производительность не так высока. К тому же надолго так фильтр не реанимируешь – для эффективного смягчения потребуется полностью заменить наполнитель.

Просто засыпать гравийную подушку и фильтрующую загрузку не составляет особого труда, но выгрузка отработанного наполнителя – задача не из легких. Особенно если резервуар фильтрационного устройства выполнен из стеклопластика и не оснащен сливной системой. Отсоединив его от водопровода, и демонтировав управляющий клапан, потребуется приложить серьезные усилия, чтобы перенести массивный фильтр из дома на улицу.

Если это удалось, производят выгрузку. Для этого надо:

  1. Фильтрующий элемент положить на бок на ровную поверхность.
  2. К вводной части трубки для подъема воды хомутом присоединить укрепленный шланг для подачи через него воды под определенным напором.
  3. Промыть потоком воды взрыхленный наполнитель.
  4. После полного освобождения емкости из умягчителя либо фильтрующего элемента удалить водоподъемную трубку.
  5. После этого выполнить вторичную промывку резервуара и занести его обратно в дом.

Существуют организации, специализирующиеся на обслуживании водоочистных систем. Самостоятельный подбор фильтрующего элемента для воды тоже бывает проблематичным. При выборе дорогостоящего оборудования лучше прибегнуть к помощи специалиста.

Оптимальным решением станет обращение в организацию, занимающуюся монтажом фильтрующих устройств, и предоставляющую полный спектр услуг. Это может быть профессиональное консультирование, проведение анализа воды из скважины либо колодца, помощь в выборе подходящего оборудования, доставка и монтаж прибора, а также сервисное обслуживание.