Стеллажи всех видов

Ионообменная смола для фильтра

Ионообменная смола - Каталог статей

Начнем с того, что у вас возникла необходимость в умягчении воды. По косвенным признакам или путем проведения химического анализа, что является более правильным, вы определили, что у вас жёсткая вода, которая требует умягчения.

Изучая фильтры для жесткой воды, вы обнаружили, что в большинстве своем они умягчают воду за счет использования ионообменных смол.

Что же это такое - ионообменная смола?

Первый секрет, который мы откроем, это то, что собственно к смоле ионообменные смолы никакого отношения не имеют. Ионообменные смолы изготавливаются из твердых, нерастворимых в воде синтетических полимеров. Внешне ионообменная смола очень похожа на икру щуки, так как состоит из гранул-"шариков" диаметром от 0,2 до 1,2 мм.

Ионообменная смола может быть монодисперсной, то есть "шарики" в ней будут одного размера и полидисперсной с различным размером гранул. Этот фактор влияет на скорость и степень очистки воды, а так же спектр удаляемых загрязнений.

Ионообменные смолы применяются для удаления из воды солей жесткости, растворенных металлов и органических соединений с 60-х годов XX века, но наиболее широкое распространение получили в конце 80-х - в 90-х годов.

Ионообменные смолы представляют собой нерастворимые высокомолекулярные соединения с функциональными ионогенными группами, способными вступать в реакции обмена с ионами раствора. Проще говоря, смола способна задерживать ионы различных примесей, меняя их на безопасные и безвредные ионы других веществ. Таким образом осуществляется ионный обмен - отсюда и обобщающее название этих смол - "ионообменные" или же "иониты"*.
*Свойства ионитов задерживать и заменять ионы так же использованы в ионитном субстрате ЦИОН.

Виды ионообменных смол

Видов ионообменных смол огромное множество: для удаления железа, марганца, для удаления органики с помощью МИКСОВ (смесей), селективные смолы (которые удаляют в первую очередь конкретные элементы: нитраты, бор, кремний и т. д.).

В бытовых условиях ионообменные смолы в основном применяются для удаления солей жесткости (соли кальция, магния) путем натрий-катионирования. Этот процесс называется умягчением воды или ионным обменом, катионированием.

Именно на этих смолах мы остановимся подробнее, так как они работают за счет регенерации солью NaCl, что возможно сделать в бытовых условиях. Другие смолы нужно регенерировать агрессивными веществами, поэтому их применяют в основном на производствах. Есть смолы для глубокой очистки воды. Они работают на истощение. Их не регенерируют, а просто меняют смолу на новую.

Суть процесса умягчения

В первую очередь нужно понять, что умягчение принципиально отличается от обезжелезивания. При обезжелезивании происходит окисление и перевод растворенных веществ в твердую форму для последующего фильтрования. При умягчении ионообменная смола (Na-катионит) забирает из раствора положительно заряженные ионы (диссоциированные соли) кальция, натрия, железа, марганца и т. д. и замещает их на катионы натрия.

Таким образом мы избавляемся от проблем, которые возникают при использовании жёсткой воды:

Белые следы от высохших капель и белый налет на сантехнике.
Сухость, ощущение стягивания кожи после мытья, ломкость волос, ногтей.
Накипь на нагреваемых поверхностях — известковый осадок в виде песка, известковые наросты, камни различной степени прочности, от которых страдает бытовая техника: чайники, стиральные машины, паровые приспособления, душевые лейки.
Высокая жёсткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения.

Хотя правильнее будет говорить не жёсткость, а концентрация жёсткости. Потому что в природной воде и в воде из-под крана (в любой воде, не прошедшей через специальные фильтры или специальную обработку) всегда есть какой-либо уровень жёсткости. Концентрацию жёсткости дают растворенные в ней соли. Накипь на чайнике — это отложения именно тех самых растворенных солей.

Как работает ионообменная смола?

На поверхности каждой гранулы сосредотачивают электрический заряд с отрицательным и положительным знаком. Катионит имеет на поверхности большое количество отрицательно заряженных точек.
Согласно уравнению равновесия ионообмена, эти отрицательно заряженные точки уравновешиваются положительно заряженными ионами раствора воды.
При прохождении раствора воды через ионообменные смолы соли кальция и магния улавливаются ионитом и задерживаются на нём.
Положительно заряженные ионы отсоединяются и уступают им место. Этот процесс лимитируется количеством удержанных ионов.
Далее происходит перезарядка ионов- регенерация, основанная на обратимости ионообменного процесса. Теперь через ионообменную смолу пропускается регенерирующий раствор, который снимает ионы с гранулы и уносит их.
Ионообменная смола вновь готова к работе. Ионообменный процесс на анионите отличается только знаками заряда ионов и химическими соединениями.

Емкость ионообменной смолы

По своей сути, емкость ионообменной смолы сродни емкости аккумуляторной батарейки.

Ионообменная смола имеет некий запас натрия, который в процессе ионообменного обмена замещается ионами растворенных солей, тем самым снижая способность смолы забирать из воды растворенные вещества. Когда заканчивается натрий в смоле — прекращается и очистка, вода проходит через толщу смолы, не изменяя своих свойств.

Собственно этот запас натрия и определяет емкость смолы. Кроме того, емкость ионообменной смолы может постепенно снижаться из-за засорения смолы окисленным железом и взвешенными веществами.

Скорость фильтрации и производительность

На то, чтобы произошел ионообменный процесс необходимо время. Чем грязнее вода, чем больше в ней растворенных веществ, тем медленнее она должна проходить через смолу для хорошей очистки.

Казалось бы, гранулы ионообменной смолы - это гладкие шарики, но на самом деле их поверхность пористая. Стенки этих пор тоже являются рабочей поверхностью, на которой закреплен натрий, способный к обмену с кальцием и другими катионами. Чем мельче фракция смолы — тем больше ее рабочая поверхность и, соответственно, скорость обмена больше. А значит большее количество ненужных нам растворенных веществ задержится в смоле. Но при этом, чем смола мельче, тем хуже ее дренажные свойства, а значит скорость фильтрации воды будет ниже.

Фильтроцикл

Выбирая фильтр для очистки жесткой воды, нужно обязательно обратить внимание на ресурс умягчающего фильтроэлемента. Производители фильтров рассчитывают работу умягчителя таким образом, чтобы сделать регенерацию (промывку) смолы раствором поваренной соли до наступления ощутимого снижения качества очистки.

Последовательность стадий насыщения и регенерации ионообменной смолы называется фильтроциклом. Проще говоря — фильтоцикл — это количество полученной чистой воды между регенерациями.
Например, фильтроэлементы Барьер Эксперт Смягчение и Барьер Профи Смягчение имеют ресурс 500 литров и производительность 2л/мин.

Производитель предупреждает о необходимости полной замены фильтроэлемента не реже, чем 1 раз в год и обязательном учёте жёсткость исходной воды.

Так, например при исходной жёсткости воды 5 мк-экв/л и среднесуточном потреблении питьевой воды 5 литров, вам нужно будет регенерировать фильтроэлемент 1 раз в два месяца. Если же исходная жесткость воды 10 мк-экв/л, то 1 раз в месяц.

Вот почему так важно перед покупкой фильтра сделать анализ воды, которую необходимо очищать. Информация о составе воды позволит вам подобрать оптимальный вариант очистки и избавит от ненужных трат.

Регенерация ионообменной смолы

В процессе эксплуатации фильтров для жёсткой воды, ионообменная смола начинает терять свои свойства, и чтобы вернуть её в первоначальное состояние, необходимо периодически её восстанавливать – запускать процесс регенерации.

При данной процедуре, взвешенные соли удаляются из фильтра промывкой водой. Ионы, связанные с ионообменной смолой, удаляются раствором регенерации (NaCl). Фильтр промывается водой, чтобы удалить раствор регенерации. Одно из достоинств фильтров на основе ионообменных смол состоит в том, что регенерация катионитов производится раствором обычной поваренной соли (хлористый натрий, NaCl). То есть на здоровье человека и состоянии экологии не оказывается никакого отрицательного воздействия.

Восстановление свойств фильтрующего реагента позволяет многократно использовать один фильтроэлемент. Однако, способность ионообменной смолы умягчать воду постепенно снижается, так как регенерация не возвращает ионообменной смоле все ее свойства на 100%.

Средний срок службы фильтроэлементов, содержащих ионообменную смолу, определяется производителем. Полностью выработанные катиониты подлежат утилизации.

Выберите оптимальную систему очистки воды для вашего дома!

Готовы ответить на все вопросы, касающиеся фильтров для очистки воды, по тел. +7 (499) 398-02-35, через форму обратной связи или в комментариях к статье.

Фильтр для воды с ионообменной смолой

В число наиболее популярных способов очистки воды входят различные виды ионообменных фильтров. Ионообменные фильтры - это работающие в автоматическом режиме системы водоподготовки, основным назначением которых является снижение уровня жесткости воды.

Употребление жесткой воды с повышенным содержанием солей различных металлов (в первую очередь - кальция и магния) наносит существенный вред как организму человека, так и сантехническому или нагревательному оборудованию. Поэтому нет ничего удивительного в большой востребованности ионообменных фильтров для воды, заслуженно считающихся одним из самых эффективных и выгодных методов умягчения воды.

Сфера применения фильтров с ионообменной смолой

На сегодняшнем отечественном рынке представлены самые разнообразные модели фильтров на ионообменной смоле, выступающих основным рабочим элементом различных систем водоподготовки. Большой выбор оборудования для очистки - это одна из главных причин обширной сферы практического применения фильтров ионного обмена.

Вторым фактором, обусловившим востребованность системы ионообменных фильтров, выступает необходимость умягчения воды, особенно актуальная для автономных систем водоснабжения частных жилых домов и промышленных предприятий. Вместе с тем, рассматриваемое оборудование нередко применяется в квартирах, офисных и общественных зданиях, что наглядно демонстрирует его универсальность и эффективность. Часто фильтр с ионообменной смолой используется для увлажнителей и систем кондиционирования.

Принцип действия ионообменных фильтров

Очистка воды на ионообменных фильтрах основана на свойствах ионообменных смол. Это активное вещество при контакте с водой забирает отрицательные ионы магния и кальция, делающих жидкость жесткой, заменяя их на безвредные и не влияющие на характеристики воды натрий или водород.

Такой принцип действия установок водоподготовки позволяет реализовать еще одну важную функцию фильтров на воду с ионообменной смолой. Она состоит в возможности промывки фильтра и его насыщение ионами натрия путем обработки раствором обычной поваренной соли. Эта процедура в большинстве современных моделей выполняется в автоматическом режиме. Она обеспечивает длительный срок службы системы очистки без необходимости замены фильтра или других комплектующих.

Конструкция ионообменного фильтра

Немаловажным достоинством блока ионообменных фильтров выступает простая и потому надежная конструкция. Фильтр для воды с ионообменной смолой включает несколько обязательных элементов:

корпус устройства, который изготавливается в виде армированной колбы из высокопрочного углепластика;
клапан управления, с помощью которого настраивается и регулируется работа ионообменного фильтра;
ионообменная смола, представляющая собой фильтрующую загрузку, которая помещается внутрь колбы;
система трубопроводов, обеспечивающая подвод и отвод воды;
комплект трубок, клапанов и реле, предназначенный для распределения потоков жидкости внутри оборудования.

Типы ионообменных фильтров

Популярность и широкое применение ионообменных фильтров для очистки воды в значительной степени связаны с их разнообразием. Для классификации фильтров для воды на ионообменных смолах используются различные критерии. Например, по месту установки и мощности различают промышленные ионообменные фильтры и бытовые. Первые монтируются в отдельном подсобном помещении и предназначены для обслуживания системы водоснабжения частного дома (ионообменные фильтры для частного дома), отдельно стоящей постройки или промышленного здания. Второй вариант ионообменного фильтра для воды питьевой устанавливается непосредственно перед точкой водоразбора и очищает воду, поступающую в кран, нагревательный прибор или бытовую технику.

Другими классифицирующими признаками фильтров для очистки воды с ионообменной смолой выступают: функциональное назначение, тип фильтрующей среды и принцип действия установки. В соответствии с перечисленными критериями можно выделить несколько наиболее популярных разновидностей ионообменных фильтров, каждую из которых целесообразно рассмотреть подробнее.

Ионообменные фильтры для жесткой воды (фильтры умягчения)

Наиболее распространенный вид рассматриваемых систем водоподготовки - фильтры умягчения. Это стандартный способ очистки воды, предназначенный для уменьшения жесткости и обычно используемый в сочетании с обратным осмосом. Оборудование комплектуется фильтром с ионообменной смолой. Как работают ионообменные фильтры можно узнать из описанного выше традиционного принципа.

Основными достоинствами обычных фильтров очистки воды с ионообменной смолой выступают:

эффективность выполнения прямых функций по снижению жесткости воды;
наличие на рынке большого количества фильтров для воды на основе ионообменной смолы, различающихся по мощности, производительности, степени очистки, габаритам и множеству других параметров, включая возможность автоматической промывки фильтра или его замены;
простота технического обслуживания и минимальные требования в уходе;
сравнительно низкий уровень эксплуатационных расходов, который объясняется длительным сроком службы фильтра и небольшим энергопотреблением.

Ионообменные фильтры от железа и жесткости

Главным отличием этой разновидности ионообменных фильтров от обычных установок умягчения является использование в качестве фильтрующего вещества многокомпонентной смолы. Она представляет собой высокоэффективную ионообменную среду, позволяющую удалить из жидкости не только кальций и магний, но и соли других металлов - марганца, железа и т.д., а также органические примеси. Удаление железа и жесткости на ионообменных фильтрах позволяет использовать эти установки для воды из скважины.

Результатом становится более высокая степень очистки воды и, как следствие, возможность самостоятельного применения ионообменного фильтра без обратного осмоса или других дополнительных систем водоподготовки. Логичным следствием настолько впечатляющего набора эксплуатационных и технических характеристик становится удорожание ионообменных фильтров для очистки воды от железа и жесткости. Оно особенно заметно при сравнении с обычными фильтрами умягчения, комплектуемыми однокомпонентной ионообменной смолой, и компенсируется за счет роста производительности, а также отсутствия необходимости применения других способов очистки.

Фильтрация воды на фильтрах со специальными селективными смолами

Еще одной разновидностью фильтрующего вещества выступают так называемые селективные смолы. Они предназначены для очистки воды от конкретных примесей, например, солей бора или нитратов.

Ионообменные фильтры для смягчения воды кабинетного типа

В отдельную категорию систем водоподготовки выделены кабинетные умягчители. Их отличительные особенности заключаются в следующем:

компактные размеры;
небольшая производительность, обеспечивающая обслуживание 1-2 точек водоразбора;
подключение напрямую к крану, бойлеру, стиральной или посудомоечной машине;
бюджетная стоимость, которая является основной причиной востребованности ионообменных фильтров для воды кабинетного типа.

Ионообменные фильтры смешанного действия (регенерируемые и нерегенерируемые)

Основное назначение ионообменных фильтров для водоподготовки смешанного действия - получение на выходе деминерализованной воды с требуемым уровнем жесткости. Регенерируемые установки водоподготовки предусматривают возможность регенерации фильтра путем насыщения его ионами натрия. Нерегенерируемые установки предполагают необходимость замены ионообменной смолы после исчерпания емкости.

Купить фильтр для воды с ионообменной смолой

В каталоге нашей компании представлены различные виды ионообменных фильтров, включая промышленные и бытовые установки. Грамотные менеджеры предприятия помогут подобрать подходящий вариант оборудования и оперативно оформить заказ на его поставку. В качестве приятных и полезных бонусов - доставка в любой регион РФ, монтаж под ключ, а также сервисное и гарантийное обслуживание. Также Вы можете получить консультацию по вопросу, как установить ионообменный фильтр по телефону 8-499-391-39-59 или по электронной почте [email protected]

Как работают фильтры для воды с ионообменной смолой?

Все мы знаем, что жесткая вода — враг хорошего кофе. Она может сделать вкус кофе тяжелым, меловым и тусклым, а также нанести ущерб вашему оборудованию.

Ионообменные фильтры для воды являются наиболее распространенным методом снижения жесткости воды – они относительно дешевы, а самые простые версии можно даже «регенерировать» и использовать повторно.

Освежающая информация о жесткости воды

«Жесткость» воды — это мера концентрации минералов кальция и магния в воде. Она подразделяется на «временную жесткость», также известную как щелочность, которая относится к концентрации бикарбонатов кальция и магния, и «постоянную жесткость», которая относится ко всем другим минералам кальция и магния, таким как сульфаты и хлориды. Оба вместе взятые, или общая концентрация кальция и магния называется «общей жесткостью».

Эти минералы по-разному влияют на вкус кофе и на оборудование, поэтому целью обработки воды является селективное удаление минеральных ионов, например, кальция (Ca2+), магния (Mg2+) или бикарбоната (h3C032-) из воды. .

Уменьшение жесткости

Суммарный заряд в воде всегда должен быть нейтральным, поэтому, если вы удаляете положительно заряженные ионы кальция, то либо эквивалентное количество отрицательно заряженных ионов (например, бикарбоната) должно быть удалено, либо они должны быть заменены другие положительно заряженные ионы (например, натрия). Ионообменные смолы работают, заменяя ионы, которые мы хотим удалить, другими ионами с тем же зарядом, которые не способствуют жесткости – обычно путем замены ионов кальция на натрий.

Ионообменные смолы

Типичный фильтр для воды содержит длинную колонку, заполненную шариками полимерной смолы. Маленькие шарики означают, что большая площадь поверхности соприкасается с водой, когда она проходит мимо.

В случае кальциевого обменного фильтра смола состоит из полимера, который связывает положительно заряженные ионы. Полимер предназначен для более прочного связывания с кальцием и магнием, чем с натрием. Первоначально полимер насыщен ионами натрия, а это означает, что на поверхности каждого шарика есть ионы натрия, доступные для обмена.

Когда через эту смолу протекает жесткая вода, ионы кальция и магния связываются с полимером, вытесняя натрий в воду. Вытекающая вода становится мягче, но вместо этого содержит больше натрия.

Слева: втекает жесткая вода

В центре: обмен ионов кальция и магния с ионами натрия на поверхности смолы его можно регенерировать, пропуская крепкий раствор соли, заставляя натрий снова связываться со смолой, чтобы его можно было использовать повторно.

Другие ионы, такие как бикарбонаты или тяжелые металлы, могут быть удалены таким же образом с помощью различных видов смол. Типичный современный фильтр для воды будет содержать несколько различных типов смол, так что он может снизить как общую жесткость, так и щелочность. Существуют даже некоторые ионообменные фильтры, предназначенные для повышения жесткости за счет добавления в воду магния для улучшения вкуса кофе.

Что еще есть в фильтре?

После того, как вода проходит через ионообменные смолы, она проходит последнюю ступень фильтрации из активированного угля. Это поглощает другие загрязняющие вещества из воды, в том числе хлор и органические соединения, влияющие на вкус воды, но не изменяет содержание минералов.

Информация о качестве воды. Технологии очистки воды. Ионный обмен

Вы пьете достаточно воды? ГОРЯЧИЙ
Вся правда о щелочной воде и вашем здоровье
Очищенная вода = Удивительный фонтан молодости
Узнайте, как вода вызывает рак и болезни
Вода – ключ к красивой коже и волосам

Узнайте, как прожить дольше с помощью питьевой воды
Вредит ли ваша вода в душе вашей коже?
Почему нам нужно удалять хлор из всего нашего дома
Облегчение боли в спине с помощью пероральной регидратации
Снижение высокого кровяного давления с помощью воды

Поиск

Ионообменная фильтрация является одним из наиболее распространенных методов фильтрации воды. В процессе ионного обмена вода просачивается через шарикообразные сферические смоляные материалы (ионообменные смолы). Ионы в воде обмениваются на другие ионы, закрепленные на шариках. Двумя наиболее распространенными методами ионного обмена являются умягчение и деионизация.

Умягчение используется в основном как метод предварительной обработки для снижения жесткости воды перед обработкой обратным осмосом (RO). Умягчители содержат гранулы, которые обменивают два иона натрия на каждый ион кальция или магния, удаленный из «смягченной» воды.

Гранулы для деионизации (DI) заменяют ионы водорода на катионы или ионы гидроксила на анионы. Катионообменные смолы, изготовленные из стирола и дивинилбензола, содержащие группы сульфоновой кислоты, заменяют ион водорода на любые катионы, с которыми они сталкиваются (например, Na+, Ca++, Al+++). Точно так же анионообменные смолы, изготовленные из стирола и содержащие четвертичные аммониевые группы, будут заменять ион гидроксила на любые анионы (например, Cl-). Ион водорода из катионита соединяется с гидроксильным ионом анионита, образуя чистую воду.

Эти смолы могут быть упакованы в отдельные теплообменники с отдельными блоками для катионообменных и анионообменных слоев. Или они могут быть упакованы в теплообменники со смешанным слоем, содержащие смесь обоих типов смол. В любом случае смола должна быть «регенерирована» после того, как она обменяла все свои ионы водорода и/или гидроксила на заряженные загрязнители в воде. Эта регенерация обращает процесс очистки вспять, заменяя загрязняющие вещества, связанные со смолами DI, ионами водорода и гидроксила.

Деионизация может быть важным компонентом общей системы очистки воды при использовании в сочетании с другими методами, обсуждаемыми в данном руководстве, такими как обратный осмос, фильтрация и адсорбция углерода. Системы DI эффективно удаляют ионы, но они не удаляют эффективно большинство органических веществ или микроорганизмов. Микроорганизмы могут прикрепляться к смолам, создавая питательную среду для быстрого роста бактерий и последующего образования пирогенов.