Zmiękczanie wody
|
Systemy zmiękczania wody do zastosowań domowych, poniżej przedstawiamy nowy system zmiękczacza na najnowszym sterowniku Clack USA. Dlaczego warto wyposażyć swój dom w stacje zmiękczania czytaj...
|
Opis procesu zachodzącego podczas zmiękczania wody.
Wymiana jonowa - zmiękczanie
Podczas wymiany jonowej obecne w wodzie jony i cząsteczki mające określony ładunek wiązane są przez jonit który równocześnie uwalnia do roztworu jony ze swoich centrów aktywnych. W zależności od wymaganego stopnia zmniejszenia twardości wody (zmiękczenia) stosowane są różnego rodzaju jonity (żywice jonowymienne). Klasyczne zmiękczanie wody oparte jest na wymianie jonowej realizowanej na kationicie silnie kwaśnym pracującym w cyklu sodowym. Zapewnia to prawie całkowitą wymianę jonów wapnia Ca++ i magnezu Mg++ . Zapobiega to tworzeniu się osadu w postaci trudno usuwalnego kamienia jaki tworzą sole tych pierwiastków.
Jony wapnia i magnezu są wypłukiwane z gleby oraz ze skał przez infiltrującą w głąb wodę, a osiągnowszy warstwę wodonośną są w niej kumulowane. Mianem wody twardej określa się taką która zawiera dużo jonów wapnia i magnezu.
Pierwiastki wapń, magnez i sód są jonami dodatnimi zwanymi kationami. Wymiana zachodzi w trakcie przepływania wody przez żywicę jonowymienną znajdującą się w zbiorniku.
Żywica, polistyren-DVB, w nowoczesnych urządzeniach zmiękczających, składa się z miliona drobnych plastikowych kuleczek (perełek). Każda z nich posiada wiele ujemnie naładowanych miejsc (centr aktywnych) przyciągających dodatnie kationy. W trakcie regeneracji centra te zajmowane są przez kationy sodu.
Gdy jony wapnia i magnezu zetkną się z jonitem wypierają znajdujące się tam kationy sodu. W trakcie procesu wymiany małe ilości silniej naładowanych kationów (np. żelazo, mangan) są również usuwane jak wapń i magnez powodując blokowanie się jonitu. Dlatego woda przed zmiękczeniem powinna być wstępnie uzdatniona tak aby ilość żelaza nie była wyższa od 0,1 mg/l , manganu 0,1 mg/l i utlenialność była poniżej 3 mgO2/l. Wolny chlor znajdujący się w wodzie powoduje degradację żywicy (kationitów). Dlatego zaleca się aby stężenie nie przekraczało w wodzie 0,25 mgCl2/l.
Wymiana jonowa jest możliwa z dwóch powodów:
- 1. Kationy różnią się między sobą ładunkiem elektrycznym,
- 2. Kationy o silniejszym ładunku np. wapń, magnez są z większą siłą przyciągane przez centra aktywne jonitu niż np. słabo naładowane kationy sodu.
Dzięki temu jony wapnia i magnezu wymieniane są na nie powodujące twardości jony sodu.
W końcu wszystkie centra aktywne zajęte są przez wapń i magnez i dalsza wymiana nie może mieć miejsca. Potocznie mówi się, że jonit się wyczerpał i musi zostać zregenerowany.
Jonit regenerowany jest wodnym roztworem chlorku sodu (pastylkowej soli kuchennej). Solanka zasysana jest ze zbiornika solanki i mieszana ze strumieniem wody a następnie przepływa w dół przez jonit, którego centra aktywne zajęte są przez wapń i magnez.
Mimo, że pierwiastki te posiadają jednostkowo większy ładunek niż sód to ze względu na nasycenie roztworu są on wstanie wyprzeć z centr aktywnych zatrzymane w trakcie pracy jony powodujące twardość. W odpływie pojawia się wapń i magnez, a wszystkie centra aktywne zajęte są przez sód, żywica jest zregenerowana – gotowa do zmiękczania.
