Жесткость воды обусловлена большим содержанием растворенных солей щелочноземельных металлов, в частности солей кальция и магния. Такая вода пагубно влияет как на работу бытовых приборов с нагревательными элементами (чайник, бойлер, стиральная машина), так и промышленного теплообменного и котельного оборудования, трубопроводов.
Процесс умягчения проводится с помощью ионного обмена как самого доступного и эффективного метода. Предполагает собой прохождение потока через слой ионообменной смолы. Самым популярным конструктивным решением реализации процесса ионного обмена являются ионообменные колонны с солевыми баками.
Описание работы фильтра для умягчения
Фильтр для умягчения воды - это оборудование, позволяющее удалить из воды соли кальция, магния, тем самым, смягчив воду. При этом вода, подаваемая на данный фильтр должна не должна содержать железа и механических примесей. Поэтому часто для комплексной очистки воды перед умягчителями устанавливаются фильтры обезжелезивания, угольные.
Химводоочистка (ХВО) призвана обеспечить бесперебойную работу котельного оборудования, предотвратить накипеобразование на внутренних поверхностях котлов, коррозию и образование шлама в трубопроводах тепловых сетей.
Назначение ХВО для котельных заключается как раз в умягчении теплоносителя (воды) до норм РД 24.032.01-91 путём удаления или снижения карбонатной жёсткости, чтобы обеспечить оптимальный рабочий режим дорогостоящего котельного оборудования и продлить его безаварийную эксплуатацию.
Цели ХВО для энергетического комплекса:
- подготовка питательной воды паровых котлов в соответствии с РД 24.032.01-91
- подготовка котловой воды водогрейных котлов в соответствии с РД 24.032.01-91
- коррекционная обработка воды реагентами
По жёсткости воды различают:
- очень жёсткая вода – свыше 12 мг-экв/л
- жёсткая вода – 8-12 мг-экв/л
- средней жёсткости – 4-8 мг-экв/л
- мягкая вода – 0-4 мг-экв/л
Жёсткость может быть временной (карбонатная жёсткость), обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния Са(НСО3)2; Mg(НСО3)2, которая откладывается в форме накипи на нагревательных элементах котлов и прочего оборудования и постоянная (некарбонатная) вызванная присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов Са и Mg (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).
В основе работы фильтров умягчения лежит метод натрий-катионирования. В процессе ионного обмена катионы Ca2+ и Mg2+ извлекаются из воды ионообменной смолой, а из смолы в воду переходят катионы Na+. Процесс происходит на основе реакций:
Ca2+ + 2RNa = 2Na+ + R2Ca
Mg2+ + 2RNa = 2Na+ + R2Mg
Фильтр умягчения состоит из стеклопластикового корпуса, заполненного ионообменной смолой, с клапаном управления и солевым баком.
При прохождении через ионообменную смолу определенного количества воды, емкость смолы уменьшается. Для восстановления емкости смолы и дальнейшей эффективной работы фильтра умягчения, по сигналу клапана управления (ручного и автоматического) происходит регенерация фильтра. Из солевого бака через фильтр умягчения пропускается раствор поваренной соли NaCl. Равновесие в реакциях, приведенных выше, смещается в обратную сторону. В результате, катиону кальция и магния удаляются в канализацию, а ионообменная смола вновь насыщается ионами натрия. После этого фильтр умягчения вновь готов к работе. Указанные операции проводятся в ручную (при комплектации фильтров с ручными клапанами) или полностью автоматически (при комплектации автоматическими клапанами управления). Не требуется никакого дополнительного оборудования (емкостей, насосов и прочего).
Раствор соли, необходимый для регенерации фильтра, образуется в солевом баке при непосредственном контакте воды и таблетированной соли, засыпаемой в бак. При этом, растворение соли в воде происходит постоянно, поэтому в баке-солерастворителе всегда должен находится запас нерастворенной соли. Для этого периодически требуется дозасыпка соли в солевой бак.
