Ионообменная смола для умягчения воды
Существует множество способов сделать питьевую воду максимально безопасной. Когда-то наши бабушки и дедушки не слышали про системы фильтрации. Сегодняшняя экология усложнила ситуацию с питьевой вода. Постоянная очистка нагревательных приборов от налета накипи заставляет познать жесткость воды и задуматься о качестве питьевой воды.
Удаление солей жесткости, которые откладываются на бытовых приборах, возможно с помощью специальных умягчителей. Многие системы фильтрации используют ионообменную смолу для умягчения воды. Рассмотрим более подробно виды смол, их принцип работы и для чего они в системе очистки.
Классификация ионообменных смол
В борьбе с солями кальция и магния отличным вариантом будут безреагентные умягчители воды. Большая часть смягчающих фильтров работает с помощью реагентов. Вода получает нужный состав благодаря фильтрующей массе и реагентам. Последние могут так же восстанавливать фильтрующие среды. Основой фильтра-ионообменника является смола.
Ионообменная смола для смягчения воды используется во многих сферах:
Основой смолы являются иониты – нерастворимые полиэлектролиты. Различают искусственные, природные и синтетические смолы.
Ионит имеют форму заряженного каркаса с ионами противоположного знака. При контакте ионов каркаса с ионами другого знака происходит смена ионитов.
Направление заряда приводит к делению ионов на амфолиты. К ним прибавляются отрицательные катиониты с положительными аонитами. Катионы притягиваются к катионитам, а анионы – к аноитам.
Каркас может иметь различную основу: химическую, нехимическую, минерально-органическую. Она является сочетанием органики и синтетических ионитов. Если каркас гелиевый, то в него макропористые или гелиевые иониты. Они активны в набухшим состоянии при увеличении объема до 3 раз. Однако их ресурс иссякаем. При ликвидации всех мостиков-сшивок смола перестает смягчать воду.
Существуют смолы с равномерным распределением мостиков – изопористые иониты. При большем впитывании они увеличиваются сильно в объеме.
Набухание ионитов гелиевой основы вызвано раскрытием гранул подобно бутону цветка. Гелиевая структура не имеет сплошных стенок и не однородна. Минусом гелиевых смол является их неспособность поглощать большие органические вещества и ионы. При фильтрации может произойти «отравление смолы» — закупорка пор.
Сегодня наиболее применяемыми являются макропористые иониты. Их преимуществами являются малое изменение объема, хорошо адсорбируют, имеют продолжительные обменные реакции, большую скорость фильтрации, прочные и жесткие. Поры в микропористых смолах являются результатом искусственного процесса: добавление жирных кислот, спиртов и гептана.
Если сравнить существующие виды ионитов, то видно:
Принцип работы ионообменной смолы
ИВ — исходная вода; OS — обработанная вода; Р — реагент
Смолы для умягчения начали применять только во второй половине прошлого века и быстро себя изжили. В XX веке было сделано максимальное число открытий в области очистки воды. Пик популярности ионообменных смол был в 80-90-ые годы. Потом их стали вытеснять мембраны и обратный осмос. Сегодня смолы для смягчения воды популярны в системах очистки, но не занимают лидирующие позиции.
Для большего понимания принципа работы ионообменную смолу можно сравнить с икрой. Неопытный человек может с первого взгляда перепутать ее с белужьей.
Ранее уже говорилось, что смола для умягчения воды может состоять из трех видов ионитов: аниониты, катиониты и аониты. Наиболее распространенные аониты. Суть разделения в том, что каждый вид может замещать исключительно одноименные иониты.
Аниониты могут иметь сильную или слабую основу, а так же промежуточную и смешанную. Катиониты обладают слабой или сильной кислотностью. Сильная основа анионитов позволяет совершать обмен при любом кислотно-щелочном балансе, слабая – только до 6. Катиониты сильной кислотности могут обмениваться при любом рН, а слабокислотные – до 7.
Таким образом, ионообменная смола умягчает воду, но почти не очищает ее от других примесей. Она может полностью устранить жесткость. Возможно несколько раз прогонять воду через фильтр, что бы сделать ее более мягкой. При каждой очистки увеличивается концентрация натрия, большое значение которой является опасным для человеческого организма.
Иониты могут иметь солевую или смешанную форму. Основу солевой составляют натриевые и хлористые соединения, а смешанной – натрий-хлор или гидроксил-хлорид.
Ионообменные смолы используются в фармакологии, пищевой промышленности, на АЭС для очистки конденсата и т.д.
Иногда дополнительно используют таблетированную соль для умягчения воды. Но обычная столовая соль в таблетках вымывает ионообменные смолы из фильтра. Со временем смола потрескается и утратит свои фильтрующие способности.
Таблетированная солью может восстановить ионнообменную смолу. Продают ее в больших пакетах по 25 кг.
Как выбрать?
Сегодня во многих магазинах на прилавках легко найти смолу для ионообменного фильтра. Если уже известна марка и зарекомендованной производитель ионообменной смолы, то ее быстро можно найти в интернете.
Основным показателем эффективности работы является влажность, а не поглощение. В смоле присутствует химически связанная влага. Ее удаление ведет к разрушению ионообменной смолы для умягчения воды.
Далее следует обратить внимание на емкость ионов – рабочая, объемная, весовая. Объемная и весовая являются стандартными характеристиками, которые определяются в лабораторных условиях. Они всегда указаны в паспорте продукции.
Рабочую емкость измерить невозможно. Она зависит от формы и глубин фильтрующего слоя смолы. Так же важны и входные параметры очищаемой воды.
Следует обратить внимание на скорость фильтрации, уровень восстановления, размер задерживаемых частиц и т.д.
Ионообменная смола: виды, использование, восстановление и замена
Зачастую в водопроводной воде преобладают соли магния и кальция, отрицательно воздействующие на здоровье человека. Чтобы повысить ее качество, в фильтрах используется ионообменная смола. Ионообменные фильтры используются в заведениях общепита, организациях, заводах, домах и квартирах. Они отлично смягчают, очищают и защищают воду от накипи.
Что такое ионообменная смола и ее применение
Это вещество, повышающее, качественные характеристики воды. У нее макропористая структура.
Делятся смолы на 3 вида:
Они являются полиэлектролитами и не растворяются.
Смола представляет собой мелкие шарики, изготовляемые из полимерных материалов. Это молекулярные соединения ионных групп, которые перехватывают и втягивают в себя из воды ионы разных веществ, на их место выдавая «припасенные» ионы. Вследствие чего, ионы обмениваются между собой, поэтому и получили название смол – ионообменные.
Структурно ионообменные смолы подразделяют на:
У гелевых отсутствует пористая структура, поэтому обмениваются ионами в набухшем состоянии. Макропористые иониты, в связи с наличием пор, могут обмениваться как в не набухшем, так и в набухшем виде.
Применяется во многих фильтрах для смягчения и очистки воды для бытовых нужд, для изготовления деионизированной воды.
Ионообменные фильтры
Классифицируют их в зависимости от применения:
Их применяют, когда вода имеет сильную минерализацию. В загрязненной воде, во время протекания через фильтр, происходит взаимообмен, задерживаются ионы магния и кальция, и отдаются иониты натрия. В конечном итоге химическая структура воды меняется. Смола также задерживает и иные вредные химические вещества.
Через какое-то время ионообразную смолу необходимо восстанавливать. В качестве восстановителя применяется поваренная соль. Но полностью смола не восстанавливается, и какая-то часть ионов остается.
Ориентировочный срок службы при своевременном восстановлении составляет 3 года.
Технические характеристики оборудования отличаются в зависимости от сферы его применения. В домашних ионных фильтрах делается замена картриджа при окончании его срока службы.
В промышленном оборудовании применяются ионообменные колонны. В них регенерация происходит автоматически.
Фильтр состоит из 3-х блоков. Процесс фильтрации происходит в емкости, где расположен ионообменный наполнитель.
При истощении ресурса смолы, требующей регенерации, вода подает в восстановительную емкость. Полученный солевой раствор используется для промывки наполнителя. Процедура осуществляется до тех пор, пока максимально не восстановится.
Если используются фильтры картриджные, то после их истощения применяют следующие варианты:
Для умягчения воды
По жесткости вода делится на:
Основной способ смягчить воду – кипячение. Но оно не избавляет от солей. Ионообменный фильтр очищает от механических примесей, органики и хлора. Осуществляет антибактериальный эффект, при этом сохраняя микроэлементы.
В соответствии с действующими санитарными нормами жесткость воды не должна превышать 7 мг-экв/литр.
На кухне, зачастую, чтобы смягчить питьевую воду, используют простые фильтры-кувшины, имеющие съемный картридж (кассету).
Недостатком является небольшая производительность и частая замена кассеты.
Для очистки воды
Ионит качественно очищает как питьевую воду, так и промышленные водостоки. В нем используются водородные смолы. Из себя он представляет корпус с размещенными на нем фланцами, изготавливаемый из материала, устойчивого к коррозии. Посередине корпуса расположен блок фильтра, сделанный на основе волокнистых материалов «фибан».
Фильтрующие элементы очистки состоят:
Для стиральной машины
Распространенной причиной поломки стиральной машины является выход из строя водонагревательного элемента. Основной причиной служит низкое качество воды, используемой при стирке белья. Тэн и внутренние детали покрываются накипью, что и служит причиной поломки машины.
С помощью фильтра, установленного на трубе, ведущей к машинке, увеличивается срок работы стиральной машины. Он не дает забить внутренний фильтр машинки и предохраняет от накипи ее внутренние детали.
Регенерация и восстановление ионообменной смолы
Если через определенное время после приобретения фильтра, в чайнике стала появляться накипь или вода стала мутной, следует провести регенерацию ионной смолы.
Срок службы
Ресурс любого картриджа зависит от «емкости» по умягчению. В очищающей емкости типа «кувшин» ресурс составляет 100–750 литров. Обычно его следует менять один раз в 3 месяца.
В фильтрах, представляющие собой домашние стационарные устройства, картридж обладает производительностью порядка 15 000 литров. Замену желательно производить 1 раз в 3 года.
Сколько раз можно восстанавливать ионообменную смолу
Выполнять регенерацию можно, ориентировочно, до 800 раз. Но после каждого восстановления качество очищения воды будет снижаться. Если смола перестала восстанавливать свои свойства, следует поменять картридж.
Регенерация и замена ионообменной смолы в домашних условиях
Для этого в трехлитровую банку с горячей фильтрованной водой добавляется 1 кг поваренной не йодированной соли и размешивается до полного растворения, а затем остужается.
Снимается колба фильтра и хорошо промывается. У картриджа откручивается верхняя крышка и он вставляется в колбу. Подготовленным солевым раствором заливается все содержимое картриджа. Вода просочится через элемент, и с наружной стороны поднимется до верхнего уровня. В таком состоянии оставляем на 12 часов.
После этого картридж вынимается из колбы, и не закрывая верхней крышки, остатком соляного раствора поливаем тонкой струйкой через картридж. Затем сквозь картридж пропускается литр чистой воды, для удаления соленого привкуса.
Крышка закручивается, и даем стечь лишней влаги. Вместо поваренной соли можно использовать таблетированную соль, специально выпускаемую заводом для регенерации.
Существуют два основных вида ионитов: катиониты и аниониты. Каждый имеет свои особенности применения и регенерации.
Катионит. Характеристика и применение
Катиониты – это высокомолекулярные нерастворимые вещества, состоящие из твердой основы в виде небольших гранул. Они бывают минеральные и органические, искусственного и естественного происхождения.
В искусственных содержится водород, который способен замещаться другими катионами – четвертичные амины.
Натрий катионитовый фильтр: принцип работы и применение
Состоит он из гелиевой смолы, состоящей из натриевых шариков. Таким наполнителем заполняется картридж, и он удерживает вредные минералы. Между натрием и солями происходит бурная реакция, способствующая образованию корки. Магний с кальцием прилипает к катиониту, словно магнит.
Работа делится на 4 этапа:
Применяется на водоподготовительных установках электростанций, промышленных и отопительных котельных.
Особенности замены и регенерации катионитовых фильтров
Регенерация катионита осуществляется последовательным пропусканием раствора кислоты серной нарастающей концентрации: 1% раствор в течение 50 минут, 1,5% раствор – 25 минут и 3% раствор пропустить 20 минут со сбрасыванием использованного раствора в бак стоков.
Следующий этап – отмывка катионита от продуктов регенерации и избыточного содержания серной кислоты.
Фильтр рекомендуется менять, если он предназначен для очистки питьевой воды. Во всех других случаях его можно регенерировать.
Анионит. Характеристика и применение
Аниониты – разновидность ионообменных смол, представляющие собой зернистый твердый материал, не растворяющиеся в воде, органического происхождения. Аниониты образованы сополимеризацией дивинил бензола, линейного полистирола и стирола. Отличаются по цвету от других веществ. Они имеют темно-желтый цвет. Из-за высокой прочности аниониты в фильтрах можно использовать несколько лет.
Используется в сфере водоочистки от слабодиссоцирующих кислот для химической и пищевой промышленности.
Особенности регенерации и замены анионитовых фильтров
Восстановление анионитных фильтров включает пропускание через них сначала отработанного регенерационного раствора, а затем 2– 4,0% раствора щелочи, который готовится на обессоленной воде. После этого отработанный раствор пропускается через анионитный фильтр в гидрокарбонатной форме.
При проведении регенерации щелочные воды сбрасываются в баки щелочных вод, из них в бак-нейтрализатор.
Для повышения качества воды, в фильтрах применяется ионообменная смола, которая смягчает и очищает воду. Их можно регенерировать, в том числе и в домашних условиях. Выделяют два вида ионитов: катиониты и аниониты. Каждый вид имеет свои особенности регенерации.
Для удаления из воды солей жесткости, растворенных металлов и органических соединений уже более 50 лет используют иониты:
Иониты — это вещества (материалы), способные при определенных условиях заменять определенные ионы в растворах на другие. В бытовой водоочистке используются иониты:
требующие регенерации поваренной солью NaCl, соляной кислотой HCl или гидроксидом натрия NaOH — в зависимости от типа материала.
Процесс удаления растворенных солей и металлов на ионообменных смолах называется умягчением (ионным обменом, катионированием, применяют также вводящие в заблуждения определения: «комплексная очистка», «универсальная очистка»)
Изначально в бытовых условиях этот метод применялся в основном для удаления солей жесткости (соли кальция, магния) путем натрий-катионирования. Однако, сейчас есть большой выбор ионообменных смол и для удаления железа, марганца, а также органики с помощью МИКСОВ (смесей) катионитов и анионитов.
Пример марок таких смол: АПТ-2, Ecomix, Ecotar, Ferosoft, Promix, Ionofer и прочие.
Также надо понимать, что выбор ионообменных смол сейчас огромный. Есть селективные смолы (которые удаляют в первую очередь конкретные элементы: нитраты, бор, кремний и т.д.) — они очень дорогие и в бытовых условиях применяются редко. В основном используются катиониты, антониты и миксы для удаления широкого спектра загрязнений.
Ионообменные смолы — это очень обширная тема. Мы говорим здесь исключительно о бытовой водоочистке и я буду сообщать только то, что следует знать о смолах в ключе нашей задачи — очистить воду в частом доме, либо на малом производстве от растворенных солей и металлов.
Что представляет из себя ионообменная смола?
Ионообменные смолы к смоле в прямом смысле слова отношения не имеют. Они изготавливаются из твердых нерастворимых в воде синтетических полимеров. Гранулы смолы — шарики правильной формы размером от 0,2 до 1,2 мм диаметром. Гелевой или макропористой структуры.
Шарики смолы похожи на мелкую икру щуки или на «тобико» — икру летучей рыбы. Монтажники водоочистки, даже называют смолу «икрой» на профессиональном сленге.
Смолы бывают монодисперсные — где все «икринки» одинакового размера — это позволяет обрабатывать воду быстро с малым сопротивлением и высокой степенью «очистки». А бывают смолы полидисперсные с различным размером гранул, например, ионообменные «миксы» для удаления широкого спектра загрязнений имеют в своем составе частицы разного размера.
Суть процесса умягчения
суть процесса принципиально отличается от обезжелезивания.
Смолы не окисляют и не переводят растворенные вещества в твердую форму для последующего фильтрования, а, наоборот — забирают из раствора ионы (диссоциированные соли) кальция, натрия, железа, марганца и т.д. и замещают их на катионы натрия, который не придает воде такого свойства оставлять следы и накипь, как жесткость.
Есть ионообменные смолы для глубокой деминерализации воды. Они регенерируются не солью, а кислотой, щелочью в зависимости от типа и выделяют при ионном обмене ионы H+ и OH- в зависимости от типа смолы, тем самым смещают pH воды в ту или иную сторону. Также есть смолы для глубокой очистки воды, которые работают на истощение. Их не регенерируют, а просто меняют смолу на новую.
В данной статье мы будем говорить только о натриевых смолах, которые работают за счет регенерации солью NaCl, так как они наиболее применимы в бытовых условиях. Остальные смолы нужно регенерировать агрессивными веществами, поэтому их применяют в основном на производствах.
В процессе работы Na-катионита (на стадии насыщения) — ионообменной смолой поглощаются из воды положительно заряженные ионы кальция, магния, железа, марганца и выделяется в воду натрий. Общая солевая насыщенность воды (TDS) при этом остается неизменной или даже возрастает. Это зависит от типа растворенных веществ, которые забирает смола и их концентраций, конечно.
Исходя из вышесказанного возникает важный параметр ионообменных смол — ионообменная емкость смолы.
Ионообменая емкость
Емкость смолы для простоты объяснения сути процесс — подобна емкости электрической батарейки.
Есть запас натрия на стенках пор частиц смолы, который в процессе ионного обмена постепенно покидает смолу, замещаясь кальцием, железом и т.д., тем самым снижается способность смолы забирать из воды растворенные вещества.
Когда заканчивается натрий в смоле — прекращается и очистка, вода проходит через толщу смолы не изменяя своих свойств.
Чтобы очистка воды от солей не прекращалась рассчитывают так называемый фильтроцикл смолы, исходя из общей ионообменной емкости загрузки умягчителя поделенной на сумму количества загрязнений воды по формуле:
Железо*1,37+Марганец*2+Жесткость = Общее количество загрязнений мг экв/л
Емкость смолы обозначается разных странах различными единицами:
В Росси жесткость обозначается в градусах = граммам экв. на литр смолы. Вот такими емкостями обладают некоторые смолы :
приведены ориентировочные данные, есть нюансы, читайте инструкции производителей смол!
На практике емкость смолы рассчитывают с уменьшенным значением исходя из соображения, что смола работает в не идеальных условиях + учитывается погрешность в анализе воды. Для катионитов принимаем значение емкости 1.5 гр/л, для миксов 1 и 0,6 — примерно так.
По факту точное значение емкости смолы определяется только наблюдением за работой умягчителя. Когда ионный обмен прекращается — смотрим сколько воды прошло очистку и выставляем значение на автоматике с небольшим запасом.
Кроме того, емкость ионообменной смолы может постепенно снижаться из-за засорения смолы окисленным железом и взвешенными веществами.
В таком случае помогает промывка смолы кислотой или специальным средством очистки ионообменных смол:
БОС, Ферронет, ProRustOut
Загадочное понятие эквивалента
Когда мы говорим о емкости ионита в численном выражении, мы используем единицы миллиграмм эквивалент на литр смолы (мг.экв/л). Что же такое эквивалент?
Эквивалент вещества — это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в кислотно-основных (ионообменных) химических реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
Определение выше взято из Википедии. Более подробное объяснение понятия эквивалент здесь (ВИДЕО).
Простыми словами эквивалент не прямо указывает на массу вещества, а сообщает об его относительной молярной массе его ионов равной массе ионов с противоположным знаком, которые требуются для того, чтобы образовать молекулярную связь и привести ионы в равновесие. Сложно, да?
Но есть хорошая новость — разбираться в этом совершенно нет никакой необходимости. Выбросьте это из головы. Для успешного подбора, расчета, монтажа и эксплуатации умягчителя вникать в понятие эквивалента не нужно.
Я больше не буду возвращаться к этой теме, мы будем игнорировать «экв.» и говорить о жесткости «мг/л» для простоты, хотя это и не совсем верно. Для наших целей понятие эквивалента не актуально.
Фильтроцикл — последовательность стадий насыщения и регенерации
Мы заранее рассчитываем работу умягчителя таким образом, чтобы сделать регенрацию (промывку) смолы раствором поваренной соли до наступления ощутимого снижения качества очистки.
Этот цикл называется в водоочистке фильтроциклом.
Проще говоря — фильтоцикл — это количество полученной чистой воды между регенерациями.
Желательно, чтобы работы бытового умягчителя без промывки хватало примерно на 1 неделю или примерно равно необходимому недельному расходу воды. Это мое сугубо личное профессиональное представление о бытовом расходе воды, у Вас могут быть другие требования. Например, раз в 3 дня или раз в 3 недели — дело Ваше. Смысл в том, чтобы умягчителем было удобно пользоваться. Раз в неделю ночью происходит промывка умягчителя автоматически. Нужно только следить за уровне соли в солевом баке. И вода всегда будет мягкая.
Если речь идет об очистке воды на производстве — там фильтроцикл может быть и 12 часов, главное рассчитать все так, чтобы фильтр не требовал промывки во время активной фазы водоразбора.
Производительность умягчителя
Благодаря сферической форме и одинаковому размеру гранул у ионообменной смолы очень хорошие дренажные свойства. Через умягчитель можно пропустить довольно большой объем воды в час без существенной потери давления на выходе.
Однако! Ионный обмен не происходит моментально. Реакция ионного обмена занимает некоторое время, поэтому важным параметром работы умягчителя является СКОРОСТЬ движения воды внутри колонны.
Скорость помноженная на площадь сечения (поле фильтрации) баллона дает нам представление об объеме очищаемой воды в час, иначе говоря — о ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.
Итак, у нас есть два новых параметра — скорость и производительность!
Скорость фильтрации
И наоборот, чем медленнее движется вода через толщу смолы — тем дольше контакт ионообменного материала с водой и, соответственно, более полноценно происходит реакция обмена, на выходе вода будет чище.
Чем грязнее вода — тем медленнее надо прогонять воду через смолу для хорошей очистки.
Глядя на смолу мы видим гладкие шарики, но на самом деле они пористые и стенки этих пор тоже представляют собой рабочую поверхность, на которой закреплен натрий, готовый к обмену с кальцием и другими катионами. Тем не менее, поверхность крупиц тоже работает и чем мельче фракция смолы — тем больше ее рабочая поверхность и, соответственно, скорость обмена больше. Но при этом чем смола мельче, тем хуже ее дренажные свойства.
Баланс между площадью рабочей поверхности и дренажными свойствами, видимо, был найден производителями в размере частиц 0,3-0,5 мм, но некоторые смолы выпускаются и более мелкой фракции.
Как бы там ни было — каждый ионообменный материал имеет максимально допустимую скорость фильтрации. Нужно смотреть мануал от производителя на фильтрующий материал, чтобы получить эту информацию из первоисточника.
Например, скорость фильтрации для Lewatit S 1567 рекомендуется производителем не более 60 метров в час, правда, не уточняется при каких именно условиях. Но для большинства ионообменных смол скорость фильтрации принимается за 15-20 метров в час. Особенно это касается смол для удаления из воды железа и марганца.
Условия эксплуатации ионообменных смол
Иониты прекрасно удаляют растворенные вещества, однако, они легко загрязняются взвесями — особенно трехвалентным железом. Поэтому в воде, которая проходит очистку ионообменной смолой не должно быть взвешенных веществ, а если вода железиста, то не должно быть и кислорода, ведь железо окисляется и образует частицы гидроокиси, которая губительно влияет на смолу. Присутствие сероводорода не желательно и может негативно сказываться на работе некоторых ионообменных загрузок. Об этом говорится в инструкциях производителей, которые следует лично читать прежде, чем выбрать тот или иной продукт для своей системы водоочистки. Воду, которой предстоит очистка в умягчителе желательно предварительно осветлять с помощью магистральных фильтров с полипропиленовыми картриджами, либо на специальных загрузках с помощью обезжелезивателя.
Вода входит в колонну по трубе от 16 до 32 мм диаметром, расширяется на весь диаметр колонны и продолжает движение вниз через толщу смолу с заметно меньшей скоростью, чем она шла по трубе. Затем у дна колонны вода проникает в центральную трубку, поднимается по ней и, проходя через клапан управления, по трубам поступает к потребителю. Потребитель открывает краны в доме — иногда 1 кран, а иногда и несколько.
Типичная картина: вечер, вся семья в сборе, вода хлещет из всех кранов: стирает машинка, моется посуда на кухне, на втором этаже наполняют ванну, сливаются унитазы… одновременно.
Чтобы в доме не ощущалось перепадов давления при открытии нескольких кранов сразу нужна хорошая производительность системы.
Мы считаем максимальное количество потенциально открытых кранов — это и будет необходимая производительность умягчителя.
Как рассчитывать фильтроцикл и производительность?
Дома разные и в них живут разные люди. Кто-то приезжает на выходные вдвоем, другой живет постоянно с большой семьей.
Кто-то любит принимать ванну утром и вечером, а другой работает тренером в спортзале и ему хватает душа на работе. Ему вода нужна только, чтобы посуду мыть.
У третьего автомойка или фермерское хозяйство и ему воды надо в день по 10 кубов! Как бы там ни было — вопрос расчета не представляет больших трудностей.
Для расчета фильтроцикла будущего спасителя умягчителя будем действовать по шагам:
Этап 1. Необходимый фильтроцикл
Подумайте, каков желаемый фильтроцикл? Для бытовых нужд — одна-две недели — оптимально. Чаще, чем раз в неделю не нужно, а реже 1 раза в 2-3 недели не очень хорошо, все-таки смола накапливает в себе всякие загрязнения механического характера и их надо смывать прежде, чем в смоле заведутся бактерии.
Предстоящий объем потребления воды просто прикиньте, посмотрите на счетчик. Поставьте счетчик в конце-концов и замерьте объем воды. Учитывайте сезонность и тот объем воды, который используется без предварительной очистки — вода в саду, например.
Допустим, в среднем Ваша семья потребляет 13 м3 воды в месяц. В нашем примере мы принимаем желаемый фильтроцикл 1 промывка через каждые 10 дней. Значит: нам нужна промывка через каждые 4,5 куба.
Этап 2. Максимальная (пиковая) производительность
Прикиньте соотношение максимального количества потенциально открытых кранов в доме, когда вся семья дома.
Вам поможет эта таблица производительности:
Допустим, у нас в доме 2 санузла:
1) СУ 1: Унитаз и раковина
2) СУ 2: Душ, унитаз, раковина
+ кухня и стиральная машинка
А в доме живет всего 3 человека. Мама, папа и взрослая дочь. Итак, одновременно может быть открыто по 1 крану в каждом СУ, на кухне моется посуда + стирает машинка. И судя по таблице максимальная производительность будет: 12+5+7+4 = 28 литров в минуту. Умножим на 60 мин — получаем 1,7 куба в час. Это именно максимальная производительность и она будет достигаться в очень редких случаях. Наиболее вероятно, что обычно скорость разбора воды не будет превышать 1,5 куба в час. Поэтому, глядя на картинку более реалистично берем в расчет 1,5 куба воды в час
Этап 3. Расчет количества удаляемых веществ
Это очень просто! Если требуется только умягчение, то мы просто берем жесткость воды из анализа, смотрим сколько там мг/л солей жесткости. Если помимо солей жесткости требуется удаление железа/марганца — то мы считаем сумму загрязнений по формуле:
Железо*1,37 + Марганец*2 + Жесткость = Общее количество загрязнений мг экв/л
таким пересчетом мы приводим все загрязнения к общему знаменателю так сказать… к эквиваленту жесткости.
Для удобства расчета я придумал КАЛЬКУЛЯТОР УМЯГЧИТЕЛЯ — пользуйтесь, но смотрите только не ломайте :))
Калькулятор показывает какую надо взять колонну, сколько смолы и главное — какую смолу сыпать!
Вам останется только прислать мне свой заказ на ватсап. Я вышлю Вам оборудование транспортной компанией за пару дней в любой город России.
Сам калькулятор доступен по ссылке в виде гугл-таблицы — пользуйтесь. (ЛИСТ — «расходы воды»)
Допустим, в нашей воде 0,7 мг растворенного двухвалентного железа, 0,18 мг марганца и 6,4 мг/л солей жесткости. В таком случае расчет следующий: 0,7*1,37+0,18*2+6,4 = 7,74 общее количество удаляемых веществ
Этап 4. Подбор размера колонны и количества смолы
Для умягчителей используются колонны (корпуса фильтров) для водоподготовки стандартных типоразмеров. Они примерно одинаковы для всех производителей, делаются по неким мировым стандартам и взаимозаменяемы. Однако, могут быть небольшие отличия в размерах на пару сантиметров по высоте.
Колонну желательно брать неокрашенную, чтобы видеть на просвет, что там внутри происходит во время промывки. А чтобы свет не проникал внутрь колонны и там не развивались водоросли (как это происходит в аквариуме) следует надевать на колонну термоизоляционный чехол.
Как происходит фильтрация?
Как происходит регенерация?
Скорости умягчения
Умягчение. Как это работает?
На этом ВИДЕО очень классно показано общее устройство умягчителя. Четко,профессионально точно, коротко и ясно:
Метод посчета расхода соли:
2. Обменная емкость смолы = 1.2г*экв/литр смолы
Расход соли на регенерацию одного литра смолы возьмем = 120г/литр смолы
Жесткость = 32мг*экв/литр
Тогда на умягчение 1 литра воды будет затраченно следующее количество соли:
(120г/лсмолы)*(32мг*экв/л)/(1200мг*экв/л.смолы)=3,2г/л