Очистка воды в доме или на производстве с помощью ионообменных смол

В прошлой статье мы рассматривали способы очистки воды от различных примесей, которые наиболее часто встречаются в водопроводной воде и воде из частных источников (скважин, колодцев). Известно, что неприятных примесей в воде достаточно много и, к сожалению, нет одного универсального способа все их удалить. А как было бы все просто. Примерно до 2000 года водоочистка редко использовалась в частных домах, коттеджах и тем более в квартирах. Это было очень дорого и габаритно. На производстве установки водоподготовки строились и чаще строятся сейчас по многоступенчатому принципу, например, сначала отдельным фильтром удаляется железо, затем отдельным фильтром – соли жесткости, далее прочие примеси, это могут быть нитраты, органика, излишний кислород, коррекция рН и т.д. Но для жилых построек при наличии в воде множества примесей, такие схемы не позволительны из-за большой занимаемой площади и высокой цены, причем первый фактор наиболее критичен.

У производителей фильтров для воды встал вопрос создания наиболее универсальных установок очистки воды, которые имели бы компактное исполнение и смогли бы обеспечить чистой водой не большие частные владения и даже квартиры.

Раньше считалось, что удалить из воды растворенное железо можно только окислив его кислородом или другими окислителями (хлор, перманганат калия), например, вдувая в поток воды воздух. В таких схемах смесь воды и воздуха поступает на мелкозернистую загрузку с каталитическими свойствами, на которой окислитель соединяется с железом и уже коллоидное железо оседает в той же загрузке. Таким образом, фильтр будет состоять из трех узлов: воздушного компрессора, аэрационной колонны и колонны с фильтрующей загрузкой. А если в воде еще избыточное содержание солей жесткости, то на последней ступени нужен фильтр-умягчитель на ионообменной смоле.

В таких схемах обезжелезивания важную роль играет уровень рН воды. При значениях ниже 6,8 железо плохо окисляется кислородом, и качество очистки падает.

Но было замечено, что ионообменная смола, в частности катионообменная, удаляющая катионы, т.е. положительно заряженные ионы металлов кальций Ca2+ и магний Mg2+, так же хорошо удаляет и ионы растворенного железа Fe2+ . Главное, чтобы железо было все растворенное, а не коллоидное, это когда вода из крана льется чистая и бесцветная, но когда постоит на воздухе, то появляется рыжий осадок, это окисляется и выпадает уже трехвалентное, коллоидное железо. Так же хорошо катионообменная смола удаляет и растворенный марганец Mn.

Маленькая справка. Ионообменная смола это совсем не то, что можно представить себе как подобие сосновой смолы, вязкой и липкой. Это синтетическое, органическое, высокомолекулярное соединение. Внешне она похожа на мелкую рыбью икру. На поверхности каждой «икринки» имеется избыток положительно заряженных ионов, в нашем случае натрия Na. При контакте поверхности смолы с водой, содержащей ионы солей жесткости и прочие катиониты, они заменяются на ион натрия, который остается в воде, а ион, например, кальция прилипает к смоле. Когда ионы натрия заканчиваются, смола не работает, ресурс исчерпан. Тогда проводится регенерация раствором соли, происходит обратный процесс – натрий прилипает к смоле, а удаленные примеси сбрасываются с нее в раствор, а затем утилизируются в канализацию.

Таким образом, одной и той же катионообменной смолой можно одновременно и эффективно удалять наиболее часто встречающиеся в воде соли жесткости, растворенное железо и марганец. Кстати, оказалось, что и аммиак, представляя собой положительно заряженный ион, также удаляется из воды катионообменной смолой. При данном способе очистки уровень рН роли не играет.

Благодаря этим наблюдениям и проведенным исследованиям на рынке появились фильтры «кабинетного» типа, например, WaterBoss-400/700/900, производства США, их по понятным причинам теперь нет в России, а также аналогичные по конструкции отечественные фильтры Аквафор S550, S800, S1000. Это очень компактные фильтры, отдаленно похожие на не большую стиральную машинку. В качестве фильтрующей загрузки в них используется очень мелкая, монодисперсная (одного размера) катионообменная смола. В процессе производства водоочистителей эта смола утрамбовывается на специальном вибростенде для того, чтобы поместить в объеме фильтра ее максимальное количество, обеспечивая при этом максимальный ресурс.

Эти фильтры довольно просто монтируются, не требуют много места, легко обслуживаются и, главное, дают пользователю качественную воду для всех бытовых нужд. Разумеется, перед приобретением такого устройства нужно провести анализ воды, чтобы в ней не было экстремального превышения удаляемых примесей и не было примесей, которые этот фильтр вообще не удаляет. Требования к исходной воде изложены в инструкции. Например, содержание растворенного железа для фильтров кабинетного типа, указанных выше не должно быть больше 10мг/л, а жесткости 24 градуса.

Описанные выше фильтры кабинетного типа не являются панацеей для очистки воды любого состава. Оказалось, что железо в воде может содержаться еще и в виде органических молекул. Такие молекулы образуются в результате жизнедеятельности некоторых бактерий, поглощающих железо, бывают и такие! Либо в воде может встречаться железо в концентрациях до 30мг/л. В этом случае перечисленные выше фильтры кабинетного типа не смогут обеспечить максимальное качество очистки, да и сами могут забиться органическим железом, что потребует сложной промывки в условиях сервисной службы.

Чтобы решать такие сложные задачи с водой некоторые компании пошли по пути создания специализированных смесей смол, отдельные составляющие которых нацелены на конкретные примеси: органика, органическое железо, жесткость и прочие, а сами смеси таких смол нацелены на различные сочетания примесей в воде.

Например, компания «Гейзер» одна из первых разработала серию смол, которая называется Экотар, а ее разновидности: Экотар-А и А Био, Экотар-В, Экотар-В30, Экотар-С и С30.

Установки очистки на таких смолах представляют себой колонну нужного размера, как правило, для частного дома это до 150 см высотой и 30 см в диаметре, в которую засыпается такая смола, сверху устанавливается блок управления промывками, рядом бак для раствора соли. Занимаемая площадь не значительно больше систем кабинетного типа, несколько больше высота. Но такие системы можно подбирать и комплектовать на воду сложного состава. Например, Экотар-В30 можно использовать при содержании железа до 30мг/л. Все эти смолы удаляют органическое железо, а Экотар-А и С могут удалять большинство органических примесей с содержанием до 10 и 20 мг/л соответственно, которые не удаляются компактными фильтрами кабинетного типа. Промывка этих смол также происходит раствором поваренной соли.

Кстати, о промывке смол. Не нужно бояться, что в воду после очистки на смоле попадает вещество со страшным названием натрий. Это один из самых распространенных элементов на Земле. Мы ежедневно едим поваренную соль и множество продуктов, содержащих натрий. Разумеется, в СанПин имеется предельно допустимая концентрация натрия в воде 200 мг/л. Вот тут надо понимать, что чем больше концентрация удаляемых примесей в воде (Ca, Mg, Fe, Mn), тем больше будет суммарное количество ионов натрия в очищенной воде.

В начале статьи я писал, что смола дает хорошую очищенную воду при общей жесткости до 10-15 градусов (мг-экв./л) и при этом не много железа, это как раз примерно то количество, после которого в воде может быть содержание натрия близкое к ПДК. Это не значит, что это опасно, просто у воды может появиться некоторый привкус. Для питьевых целей ее можно очень хорошо доочистить на мембранном фильтре. А вот для сантехники, стиральных и посудомоечных машин проблем нет, вода мягкая, работать будут долго.

Если в вашей воде большая концентрация растворенного железа, марганца и высокая жесткость, то такие смолы являются оптимальным вариантом для ее очистки. Они позволяют получать отличную мягкую воду, которая идеально подходит для бытовой техники, водонагревательного оборудования. А если в ней обнаруживается посторонний привкус, то мы рекомендуем мембранный фильтр под мойку для питьевых целей.

Немного о расходе соли для промывки (регенерации) фильтров на ионообменной смоле.

Т.к. для правильной работы фильтров на ионообменных смолах требуется расходный материал – таблетированная, поваренная высокоочищенная соль, то возникает вопрос о ее расходе. Соль стоит денег и имеет не маленький вес. Как правило, она продается в мешках по 25кг, имеет вид крупных таблеток, похожих на аскорбинку, только толще. При жесткости воды в пределах 10 градусов и при бережливом расходе воды на семью из трех человек, расход соли может составить 1-1,5 мешка соли в месяц. Цена одного мешка соли на день написания статьи составляет около 790р. Скорее всего, это стоит того, чтобы пользоваться в быту качественной чистой водой и знать, что ваша сантехника будет работать долго и качественно.

Вот вкратце все об ионообменных фильтрах для очистки воды от солей жесткости, железа и прочих примесей, мешающих нам комфортно жить. Конечно, в этой теме еще очень много нюансов в конструкциях, монтаже, настройке и эксплуатации. Все это можно узнать у специалистов сети магазинов «Ручеек» в г. Владимире. С нашей помощью вы сможете сделать оптимальный выбор оборудования водоподготовки.

Добро пожаловать в магазины «Ручеек»!

Все от анализа воды до сдачи в эксплуатацию оборудования водоподготовки.

Веденский О.В.

Адрес: Владимир, проспект Строителей, 19;

А также в торговых центрах: "Тандем", "Район", "Славянский Базар";

Телефон: 8 (4922) 77-95-88;

Сайт: https://vladrucheek.ru

Реклама. ООО "Водный мир".