Kako poteka mehčanje vode z ionskimi izmenjevalnimi smolami?

Ionske izmenjevalne smole so spojine, ki se ne raztopijo na visoki molekularni ravni in so sposobne povzročiti reakcijo pri interakciji z ionskimi elementi raztopine. Ionski izmenjevalci imajo tridimenzionalno gelasto ali makroporozno strukturo. Smole se uporabljajo za čiščenje, mehčanje in razsoljevanje vode.

Razvrstitev smol

Takšne sestavke delimo na kationske, anionske in bipolarne.

Kationske izmenjevalne spojine so lahko šibko ali močno kisle. Slednji so sposobni izmenjevati katione ne glede na pH vrednost. Prvi delujejo le z indikatorjem najmanj 7.

Anionske izmenjevalne spojine so močno bazične ali šibko bazične. Prvi anionski izmenjevalci imajo lastnost izmenjave anionov v raztopinah pri poljubni pH vrednosti, česar šibko bazični anionski izmenjevalci ne zmorejo. Zanje mora biti kazalnik od ena do šest. Najdemo tudi anionske izmenjevalce vmesne in mešane aktivnosti.

Lastnosti in princip delovanja

Ionske izmenjevalne smole so netopni polielektroliti. Večkrat nabit ion je negibljiv zaradi svoje velike molekulske mase. Je osnova ionskega izmenjevalca, povezan je z majhnimi mobilnimi elementi nasprotnega pomena in jih lahko izmenjuje v raztopini.

Ko gre tekočina skozi smolni filter, se očisti:

• iz nevarnih kemičnih nečistoč;
• iz kalija in magnezija, ki tvorita vodni kamen;
• iz soli težkih kovin, železovih spojin.

Načelo delovanja filtrirnih naprav z ionsko izmenjevalno smolo je namenjeno čiščenju in izboljšanju kakovosti trde vode. Smolne polimerne kroglice na začetku vsebujejo "proste" ione, ki lahko ujamejo ionske delce drugih snovi.

Delci ionske izmenjevalne smole med interakcijo z vodnim tokom nabreknejo. Velikost sferičnih polimerov lahko doseže 4 mm.

Tekočina, ki oddaja ione težkih kovin in škodljive sestavine, v zameno prejme nevtralne spojine.

Poleg helijevih obstajajo še makroporozni ionski izmenjevalci. Njihove prednosti so rahla sprememba prostornine, boljša adsorpcija, trajanje presnovnih procesov in pospešena filtracija.

Področje uporabe

Zaradi učinka mehčanja in razsoljevanja se ionske izmenjevalne smole uporabljajo v termoelektrarni in kemični industriji za čiščenje industrijske vode. V hidrometalurški industriji se uporabljajo za delo z barvnimi in redkimi kovinami. Ionski izmenjevalci so sposobni tudi čiščenja kanalizacijskih rezervoarjev. Anionski izmenjevalci se pogosto uporabljajo pri čiščenju akvarijske vode - pomagajo ustvariti udobne življenjske pogoje za ribe in rastline.

Ionski izmenjevalni filtri imajo številne uporabne lastnosti v vsakdanjem življenju:

• vodni kamen se ne tvori na vodovodnih napeljavah in grelnih enotah gospodinjskih aparatov, kotlih ali plinskih grelnikih vode;
• krhkost las in suha koža se zmanjšata, prhljaj izgine;
• poraba detergentnih sestavkov se zmanjša trikrat;
• siv in rjast premaz pušča pipe in pipe.

Če se na električnem grelnem elementu ne tvori vodni kamen, se s tem znatno zmanjša poraba električne energije.

Uporaba ionskih izmenjevalnih smol v gospodinjstvu ne predstavlja nobene nevarnosti, saj so te snovi nestrupene. Niso nagnjeni k spontanemu vžigu in ne eksplodirajo. Filtrirni elementi s takšnimi smolami so nameščeni pred kotlom, kotlom ali pretočnim grelnikom vode.

Kriteriji izbire

Ionske izmenjevalne smole lahko najdete v trgovinah, ki prodajajo izdelke za čiščenje vode, ali na svetovnem spletu.

Pri izbiri morate biti pozorni na naslednje značilnosti:

• Vlažnost. Sestava vsebuje kemično vezano vlago. Če se ga znebi, bo uničil ionsko izmenjevalno smolo.
• Ionska kapaciteta. Lahko je delovna, volumetrična, teža. Zadnja dva kazalnika sta standardna, določena sta v laboratorijskih pogojih. Njihov pomen je naveden v spremni dokumentaciji. Ne bo mogoče ugotoviti prostornine delovne posode, saj so njeni kazalniki določeni glede na obliko in globino plasti filtrirne smole. Pomembne so tudi uvodne značilnosti tekočine, ki jo čistimo.
• Hitrost filtracije in stopnja regeneracije ter količina zajetih nečistoč.

Za nemoteno čiščenje in produktivnost filtrov je priporočljivo zamenjati kartuše vsaj enkrat na štiri do šest mesecev.

Značilnosti pakiranja in skladiščenja

V skladu z GOST 20301-74 so ionske izmenjevalne smole pakirane v polietilenske vrečke. Največja teža enega paketa lahko doseže do 50 kg. Te komponente je dovoljeno pakirati tudi v pločevinke ali propilenske posode.

Povprečna cena ionske izmenjevalne smole v Rusiji je 120–150 rubljev na liter.

Med prevozom ali skladiščenjem je nesprejemljiva prisotnost smolnih kationskih izmenjevalcev poleg anionskih izmenjevalcev, kakršnih koli oksidantov ali topil.

Skladiščenje izdelkov je dovoljeno samo v suhih prostorih z dobrim prezračevanjem in temperaturo najmanj dve stopinji Celzija. Embalaža je dovoljena na razdalji več kot meter od naprav, ki ogrevajo prostor. Rok uporabnosti smol je 12 mesecev.

Obnova ionske izmenjevalne smole

Filtrirni elementi z ionsko izmenjevalno smolo za industrijsko ali domače mehčanje vode zahtevajo sistematično menjavo vložka. Bolj ekonomično je redno dodajanje regeneracijske soli. Takšni ukrepi niso delovno intenzivni, vendar njihova produktivnost ni tako visoka. Poleg tega filtra ne morete oživiti dolgo časa - za učinkovito mehčanje boste morali popolnoma zamenjati polnilo.

Preprosto dodajanje gramoznega sloja in filtrskega medija ni težko, vendar razkladanje izrabljenega medija ni lahka naloga. Še posebej, če je rezervoar filtrirne naprave izdelan iz steklenih vlaken in ni opremljen z odtočnim sistemom. Po odklopu od dovoda vode in demontaži regulacijskega ventila bo potrebno veliko truda, da masivni filter premaknete iz hiše na ulico.

Če je to uspešno, se izvede razkladanje. Za to potrebujete:

1. Filtrirni element položite na stran na ravno površino.
2. Na dovodni del vodne dvižne cevi z objemko pritrdite ojačano cev, da skozi njo dovajate vodo pod določenim pritiskom.
3. Razrahljano polnilo sperite s curkom vode.
4. Ko popolnoma izpraznite posodo iz mehčalca ali filtrirnega elementa, odstranite cev za dvigovanje vode.
5. Po tem izvedite sekundarno izpiranje rezervoarja in ga prinesite nazaj v hišo.

Obstajajo organizacije, specializirane za vzdrževanje sistemov za čiščenje vode. Neodvisna izbira filtrskega elementa za vodo je lahko tudi problematična. Pri izbiri drage opreme je bolje poiskati pomoč strokovnjaka.

Optimalna rešitev bi bila, da se obrnete na organizacijo, ki namesti filtrirne naprave in nudi celotno paleto storitev. To lahko vključuje strokovno svetovanje, analizo vode iz vodnjaka ali vrtine, pomoč pri izbiri ustrezne opreme, dostavo in montažo naprave ter poprodajne storitve.