แผนภาพเทคโนโลยีและองค์ประกอบโครงสร้างของการติดตั้งระบบลดความกระด้างของน้ำรีเอเจนต์

วิธีการทำให้น้ำอ่อนตัวด้วยความร้อนเคมี

น้ำอ่อนตัวโดยการฟอกไต

การบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็ก

วรรณกรรม

รากฐานทางทฤษฎีของการทำให้น้ำอ่อน การจำแนกวิธีการ

การทำให้น้ำอ่อนลงหมายถึงกระบวนการกำจัดไอออนบวกที่มีความกระด้างออกไป เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียมตามมาตรฐาน GOST 2874-82 "น้ำดื่ม" ความกระด้างของน้ำไม่ควรเกิน 7 mEq/l การผลิตบางประเภทจำเป็นต้องทำให้น้ำในกระบวนการอ่อนตัวลงอย่างล้ำลึก เช่น สูงถึง 0.05.0.01 mEq/l แหล่งน้ำที่ใช้โดยทั่วไปมีความกระด้างตรงตามมาตรฐานน้ำดื่มและไม่จำเป็นต้องทำให้อ่อนตัว การปรับสภาพน้ำอ่อนจะดำเนินการเป็นหลักในระหว่างการเตรียมการเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิค ดังนั้น ความกระด้างของน้ำสำหรับป้อนหม้อต้มแบบดรัมไม่ควรเกิน 0.005 mEq/l การทำให้น้ำอ่อนลงทำได้โดยใช้วิธีการดังต่อไปนี้: ความร้อน, ขึ้นอยู่กับน้ำร้อน, การกลั่นหรือการแช่แข็ง; รีเอเจนต์ซึ่งมีไอออนอยู่ในน้ำ แคลิฟอร์เนีย ( ครั้งที่สอง ) และ มก ( ครั้งที่สอง ) จับกับรีเอเจนต์ต่าง ๆ ให้เป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติ การแลกเปลี่ยนไอออน โดยอาศัยการกรองน้ำอ่อนตัวผ่านวัสดุพิเศษที่แลกเปลี่ยนไอออนที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ นา ( I) หรือ H (1) ให้เป็น Ca (II) ไอออนและ มก ( ครั้งที่สอง ) ที่มีอยู่ในน้ำฟอกไต; รวมกันซึ่งแสดงถึงการผสมผสานต่างๆ ของวิธีการที่ระบุไว้

การเลือกวิธีการทำให้น้ำอ่อนตัวนั้นพิจารณาจากคุณภาพ ความลึกที่ต้องการในการทำให้น้ำอ่อนตัว และการพิจารณาทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ตามคำแนะนำของ SNiP เมื่อทำให้น้ำใต้ดินอ่อนตัวลงควรใช้วิธีแลกเปลี่ยนไอออน เมื่อทำให้น้ำผิวดินอ่อนตัวลง เมื่อจำเป็นต้องทำให้น้ำกระจ่างด้วย จะใช้วิธีมะนาวหรือมะนาวโซดา และเมื่อทำให้น้ำอ่อนตัวลงลึก ไอออนบวกที่ตามมาลักษณะสำคัญและเงื่อนไขสำหรับการใช้วิธีการลดความกระด้างของน้ำแสดงไว้ในตาราง 1 20.1.

การฟอกน้ำให้อ่อนลงด้วยความร้อน

เพื่อให้ได้น้ำสำหรับอุปโภคบริโภคและอุปโภคบริโภคโดยปกติจะนิ่มเพียงบางส่วนเท่านั้นตามด้วยการผสมกับน้ำต้นทางในขณะที่ปริมาณน้ำอ่อนตัว Qyกำหนดโดยสูตร

(20.1)

โจอยู่ไหน และ. - ความกระด้างรวมของแหล่งน้ำ, mEq/l; เอฟ 0. วิ - ความกระด้างรวมของน้ำที่เข้าสู่โครงข่าย, mEq/l; เอฟ 0.ยู. - ความกระด้างของน้ำอ่อนตัว mEq/l

วิธีการทำให้น้ำอ่อนลง

ดัชนี	ความร้อน	รีเอเจนต์	การแลกเปลี่ยนไอออน	การฟอกไต
ลักษณะกระบวนการ	น้ำร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 100°C ซึ่งขจัดความกระด้างของคาร์บอเนตและไม่คาร์บอเนต (ในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนต ไฮดรอกซี แมกนีเซียม และยิปซั่ม)	เติมมะนาวลงในน้ำ ซึ่งขจัดความกระด้างของคาร์บอเนตและแมกนีเซียม รวมถึงโซดาซึ่งขจัดความกระด้างที่ไม่ใช่คาร์บอเนต	น้ำที่จะอ่อนตัวจะถูกส่งผ่านตัวกรองตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก	น้ำต้นทางจะถูกกรองผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้
วัตถุประสงค์ของวิธีการ	การกำจัดความกระด้างของคาร์บอเนตจากน้ำที่ใช้ป้อนหม้อไอน้ำแรงดันต่ำและปานกลาง	การทำให้น้ำอ่อนตัวลงในระดับตื้นในขณะเดียวกันก็ทำให้น้ำกระจ่างจากของแข็งแขวนลอยไปพร้อมๆ กัน	การทำให้น้ำอ่อนตัวลงอย่างล้ำลึกซึ่งมีสารแขวนลอยจำนวนเล็กน้อย	น้ำลึกอ่อนตัวลง
การใช้น้ำตามความต้องการของตนเอง	-	ไม่เกิน 10%	มากถึง 30% หรือมากกว่าตามสัดส่วนความกระด้างของน้ำต้นทาง	10
สภาวะในการใช้อย่างมีประสิทธิผล: ความขุ่นของน้ำจากแหล่ง, มก./ลิตร	มากถึง 50	มากถึง 500	ไม่เกิน 8	สูงถึง 2.0
ความกระด้างของน้ำ, mEq/l	ความแข็งคาร์บอเนตโดยมีความเด่นของ Ca (HC03) 2 ความแข็งแบบไม่คาร์บอเนตในรูปของยิปซั่ม	5.30	ไม่สูงกว่า 15	มากถึง 10.0
ความกระด้างของน้ำที่ตกค้าง, mEq/l	ความแข็งคาร์บอเนตสูงถึง 0.035, CaS04 สูงถึง 0.70	มากถึง 0.70	0.03.0.05 prn แบบขั้นตอนเดียวและสูงถึง 0.01 พร้อมประจุบวกแบบสองขั้นตอน	0.01 และต่ำกว่า
อุณหภูมิของน้ำ, °C	สูงถึง 270	มากถึง 90	มากถึง 30 (กลูโคไนต์), มากถึง 60 (ซัลโฟไนต์)	มากถึง 60

วิธีการทำให้น้ำอ่อนตัวด้วยความร้อน

แนะนำให้ใช้วิธีการทำให้น้ำอ่อนตัวด้วยความร้อนเมื่อใช้น้ำคาร์บอเนตที่ใช้ในการป้อนหม้อต้มน้ำแรงดันต่ำรวมทั้งใช้ร่วมกับวิธีรีเอเจนต์ในการทำให้น้ำอ่อนตัว ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของสมดุลคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อได้รับความร้อนจนเกิดเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งอธิบายได้จากปฏิกิริยา

Ca (HC0 3) 2 -> CaCO 3 + C0 2 + H 2 0

ความสมดุลเปลี่ยนไปเนื่องจากความสามารถในการละลายของคาร์บอนมอนอกไซด์ลดลง (IV) ซึ่งเกิดจากอุณหภูมิและความดันที่เพิ่มขึ้น การต้มสามารถกำจัดคาร์บอน (IV) มอนอกไซด์ได้อย่างสมบูรณ์ และช่วยลดความกระด้างของแคลเซียมคาร์บอเนตได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถขจัดความกระด้างนี้ได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนต แม้ว่าจะเล็กน้อย (13 มก./ลิตร ที่อุณหภูมิ 18°C) ยังคงละลายได้ในน้ำ

หากมีแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตอยู่ในน้ำ กระบวนการตกตะกอนจะเกิดขึ้นดังนี้ ขั้นแรก แมกนีเซียมคาร์บอเนตจะละลายได้ค่อนข้างสูง (110 มก./ลิตร ที่อุณหภูมิ 18 ° C)

มก. (HCO 3) → MgC0 3 + C0 2 + H 2 0,

ซึ่งไฮโดรไลซ์ในระหว่างการเดือดเป็นเวลานาน ทำให้เกิดตะกอนที่ละลายได้เล็กน้อย (8.4 มก./ลิตร) แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์

MgC0 3 +H 2 0 → Mg (0H) 2 +C0 2

ดังนั้นเมื่อน้ำเดือด ความกระด้างที่เกิดจากแคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตจะลดลง เมื่อน้ำเดือด ความกระด้างซึ่งกำหนดโดยแคลเซียมซัลเฟตก็จะลดลงเช่นกัน ความสามารถในการละลายจะลดลงเหลือ 0.65 กรัม/ลิตร

ในรูป รูปที่ 1 แสดงน้ำยาปรับอุณหภูมิที่ออกแบบโดย Kopyev ซึ่งโดดเด่นด้วยความเรียบง่ายของอุปกรณ์และการทำงานที่เชื่อถือได้ น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วซึ่งถูกทำให้ร้อนในอุปกรณ์ จะไหลผ่านเครื่องพ่นไปยังช่องเสียบของเครื่องทำความร้อนฟิล์ม และถูกพ่นบนท่อที่วางในแนวตั้ง และไหลลงไปตามท่อเหล่านั้นไปยังไอร้อน จากนั้นน้ำที่ระบายออกจากหม้อไอน้ำจะเข้าสู่บ่อพักน้ำที่มีตะกอนแขวนลอยผ่านท่อจ่ายส่วนกลางผ่านด้านล่างที่มีรูพรุน

คาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากน้ำพร้อมกับไอน้ำส่วนเกินจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ เกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมที่เกิดขึ้นระหว่างการให้ความร้อนของน้ำจะถูกเก็บไว้ในชั้นแขวนลอย เมื่อผ่านชั้นแขวนลอยแล้ว น้ำอ่อนตัวจะเข้าสู่ถังรวบรวมและระบายออกนอกอุปกรณ์

เวลาคงตัวของน้ำในน้ำยาปรับอุณหภูมิคือ 30.45 นาที ความเร็วของการเคลื่อนที่ขึ้นในชั้นแขวนลอยคือ 7.10 ม./ชม. และในรูของก้นเท็จคือ 0.1-0.25 ม./วินาที

ข้าว. 1. น้ำยาปรับอุณหภูมิที่ออกแบบโดย Kopyev

15 - การระบายน้ำทิ้ง 12 - ท่อจ่ายกลาง 13 - พื้นเป็นรูพรุนปลอม 11 - ชั้นที่ถูกระงับ; 14 - การปล่อยตะกอน 9 - การสะสมน้ำอ่อนตัว 1, 10 - การจัดหาแหล่งน้ำและการกำจัดน้ำอ่อนตัว 2 - หม้อไอน้ำเป่า 3 - อีเจ็คเตอร์; 4 - การระเหย; 5 - เครื่องทำความร้อนฟิล์ม; 6 - ปล่อยไอน้ำ; 7 - ท่อเจาะรูแบบวงแหวนเพื่อระบายน้ำไปยังตัวเป่า 8 - พาร์ติชั่นแยกแบบเอียง

วิธีการรีเอเจนต์เพื่อทำให้น้ำอ่อนลง

การทำให้น้ำอ่อนลงโดยใช้วิธีรีเอเจนต์นั้นขึ้นอยู่กับการบำบัดด้วยรีเอเจนต์ที่สร้างสารประกอบที่ละลายได้ไม่ดีด้วยแคลเซียมและแมกนีเซียม: Mg (OH) 2, CaC0 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 และอื่น ๆ ตามมา โดยการแยกสารในบ่อพักน้ำ ถังตกตะกอนแบบชั้นบาง และตัวกรองความกระจ่าง มะนาว โซดาแอช โซเดียม และแบเรียมไฮดรอกไซด์ และสารอื่นๆ ถูกนำมาใช้เป็นรีเอเจนต์

การทำให้น้ำอ่อนลงโดยการปูนขาวใช้สำหรับความกระด้างของคาร์บอเนตสูงและความแข็งที่ไม่คาร์บอเนตต่ำ รวมทั้งในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องเอาเกลือที่มีความกระด้างที่ไม่คาร์บอเนตออกจากน้ำ มะนาวถูกใช้เป็นรีเอเจนต์ซึ่งถูกนำมาใช้ในรูปของสารละลายหรือสารแขวนลอย (นม) ลงในน้ำที่ผ่านการอุ่นแล้ว เมื่อละลายมะนาวจะทำให้น้ำมีไอออน OH - และ Ca 2+ เพิ่มมากขึ้นซึ่งนำไปสู่การจับตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์อิสระ (IV) ที่ละลายในน้ำด้วยการก่อตัวของไอออนคาร์บอเนตและการเปลี่ยนไอออนของไฮโดรคาร์บอเนตเป็นคาร์บอเนต:

C0 2 + 20H - → CO 3 + H 2 0, HCO 3 - + OH - → CO 3 - + H 2 O

การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 3 2 - ไอออนในน้ำที่ผ่านการบำบัดและการมีอยู่ของ Ca 2+ ไอออนในนั้นโดยคำนึงถึงไอออนที่แนะนำด้วยมะนาวทำให้ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้นและการตกตะกอนของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ไม่ดี : :

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3

หากมีมะนาวมากเกินไป แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ก็จะตกตะกอนเช่นกัน

มก. 2+ + 20H - → มก. (OH) 2

เพื่อเร่งการกำจัดสิ่งเจือปนที่กระจายตัวและคอลลอยด์และลดความเป็นด่างของน้ำ การแข็งตัวของสิ่งเจือปนเหล่านี้ด้วยเหล็ก (II) ซัลเฟตจะถูกใช้พร้อมกันกับการปูนเช่น FeS0 4 *7 H 2 0 ความกระด้างตกค้างของน้ำอ่อนตัวระหว่างการแยกคาร์บอนสามารถรับได้ 0.4-0.8 mg-eq/l มากกว่าความกระด้างที่ไม่ใช่คาร์บอเนต และความเป็นด่างคือ 0.8-1.2 mg-eq/l ปริมาณมะนาวถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนในน้ำและความกระด้างของคาร์บอเนต: ก) ที่อัตราส่วน [Ca 2+ ] /20<Ж к,

(20.2ข)

b) ที่อัตราส่วน [Ca 2+ ] /20 > J c

(20.3)

โดยที่ [CO 2 ] คือความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์อิสระ (IV) ในน้ำ mg/l; [Ca 2+ ] - ความเข้มข้นของแคลเซียมไอออน, mg/l; Fc - ความกระด้างของคาร์บอเนตของน้ำ, mEq/l; D k - ปริมาณของสารตกตะกอน (FeS0 4 หรือ FeCl 3 ในรูปของผลิตภัณฑ์ปราศจากน้ำ), mg/l; อีเค- มวลเทียบเท่าของสารออกฤทธิ์ของสารตกตะกอน, mg/mg-eq (สำหรับ FeS0 4 จ k = 76 สำหรับ FeCl 3 e k = 54); 0.5 และ 0.3 - ปริมาณปูนขาวส่วนเกินเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาสมบูรณ์ยิ่งขึ้น mEq/l

จำเป็นต้องทราบระดับความกระด้างของน้ำที่ใช้ ชีวิตของเราหลายด้านขึ้นอยู่กับความกระด้างของน้ำดื่ม: ปริมาณผงซักที่ใช้, จำเป็นต้องมีมาตรการเพื่อทำให้น้ำกระด้างอ่อนลง, ปลาในตู้ปลาจะอาศัยอยู่ในน้ำได้นานแค่ไหน, ไม่ว่าจะจำเป็นต้องแนะนำโพลีฟอสเฟตในระบบรีเวิร์สออสโมซิส ฯลฯ .

มีหลายวิธีในการกำหนดความแข็ง:

• ตามปริมาณของโฟมผงซักฟอกที่เกิดขึ้น
• ตามพื้นที่
• ตามจำนวนสเกลบนองค์ประกอบความร้อน
• ตามคุณสมบัติรสชาติของน้ำ
• โดยใช้รีเอเจนต์และอุปกรณ์พิเศษ

ความแข็งคืออะไร?

ไอออนบวกหลักที่มีอยู่ในน้ำ ได้แก่ แคลเซียม แมกนีเซียม แมงกานีส เหล็ก สตรอนเซียม แคตไอออนสามตัวสุดท้ายมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความกระด้างของน้ำ นอกจากนี้ยังมีแคตไอออนไตรวาเลนต์ของอะลูมิเนียมและเหล็ก ซึ่งมี pH ที่แน่นอนก่อตัวเป็นแผ่นหินปูน

ความแข็งสามารถมีได้หลายประเภท:

• ความแข็งโดยรวม– ปริมาณแมกนีเซียมและแคลเซียมไอออนทั้งหมด
• ความแข็งของคาร์บอเนต– ปริมาณไฮโดรคาร์บอเนตและคาร์บอเนตที่ pH มากกว่า 8.3 ถอดออกได้ง่ายโดยการต้ม: ในระหว่างให้ความร้อนพวกมันจะสลายตัวเป็นกรดคาร์บอนิกและตะกอน
• ความแข็งที่ไม่ใช่คาร์บอเนต– เกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมของกรดแก่ ไม่สามารถเอาออกได้โดยการต้ม

ความกระด้างของน้ำมีหลายหน่วย: โมล/ม. 3, มก.-eq/l, dH, d⁰, f⁰, ppm CaCO 3

ทำไมน้ำถึงแข็ง? ไอออนของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธพบได้ในน้ำแร่ทั้งหมด พวกมันถูกพรากไปจากแหล่งสะสมของโดโลไมต์ ยิปซั่ม และหินปูน แหล่งน้ำอาจมีความกระด้างได้หลายช่วง มีระบบความแข็งแกร่งหลายระบบ ในต่างประเทศพวกเขาเข้าใกล้มันมากกว่า "รุนแรง" ตัวอย่างเช่น น้ำในประเทศของเราถือว่าอ่อนโดยมีความกระด้าง 0-4 mEq/l และในสหรัฐอเมริกา - 0-1.5 mEq/l น้ำกระด้างมากในรัสเซีย - มากกว่า 12 mg-eq/l และในสหรัฐอเมริกา - มากกว่า 6 mg-eq/l

ความกระด้างของน้ำที่มีแร่ธาตุต่ำคือ 80% เนื่องจากแคลเซียมไอออน เมื่อแร่ธาตุเพิ่มขึ้น สัดส่วนของแคลเซียมไอออนจะลดลงอย่างรวดเร็ว และแมกนีเซียมไอออนจะเพิ่มขึ้น

น้ำผิวดินส่วนใหญ่มักมีความกระด้างน้อยกว่าน้ำใต้ดิน ความแข็งยังขึ้นอยู่กับฤดูกาลด้วย: เมื่อหิมะละลายก็จะลดลง

ความกระด้างของน้ำดื่มเปลี่ยนรสชาติ เกณฑ์ความไวสำหรับแคลเซียมไอออนคือตั้งแต่ 2 ถึง 6 mEq/l ขึ้นอยู่กับแอนไอออน น้ำจะมีรสขมและส่งผลเสียต่อกระบวนการย่อยอาหาร WHO ไม่ได้ให้คำแนะนำใดๆ เกี่ยวกับความกระด้างของน้ำ เนื่องจากไม่มีหลักฐานที่ถูกต้องเกี่ยวกับผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

การจำกัดความแข็งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ทำความร้อน ตัวอย่างเช่น ในหม้อไอน้ำ - สูงถึง 0.1 mEq/l น้ำอ่อนมีความเป็นด่างต่ำและทำให้ท่อน้ำสึกกร่อน สาธารณูปโภคใช้การดูแลพิเศษเพื่อค้นหาการประนีประนอมระหว่างคราบจุลินทรีย์และการกัดกร่อน

วิธีการลดความกระด้างของน้ำมีสามกลุ่ม:

• ทางกายภาพ;
• เคมี;
• กายสิทธิ์

วิธีการรีเอเจนต์เพื่อทำให้น้ำอ่อนลง

การแลกเปลี่ยนไอออน

วิธีการทางเคมีขึ้นอยู่กับการแลกเปลี่ยนไอออน มวลกรองเป็นเรซินแลกเปลี่ยนไอออน ประกอบด้วยโมเลกุลยาวที่รวมตัวกันเป็นลูกบอลสีเหลือง กระบวนการขนาดเล็กที่มีโซเดียมไอออนยื่นออกมาจากลูกบอล

ในระหว่างการกรอง น้ำจะซึมเข้าไปในเรซินทั้งหมด และเกลือของเรซินจะเข้ามาแทนที่โซเดียม โซเดียมเองก็ถูกพาไปโดยน้ำ เนื่องจากความแตกต่างของประจุไอออน เกลือจึงถูกชะล้างออกไปมากกว่าที่สะสมอยู่ 2 เท่า เมื่อเวลาผ่านไป เกลือจะถูกเปลี่ยนและเรซินจะหยุดทำงาน เรซินแต่ละชนิดมีระยะเวลาการทำงานของตัวเอง

เรซินแลกเปลี่ยนไอออนสามารถอยู่ในตลับหรือเทลงในกระบอกยาว - แบบคอลัมน์ ตลับมีขนาดเล็กและใช้เพื่อลดความกระด้างของน้ำดื่มเท่านั้น เหมาะสำหรับทำน้ำอ่อนตัวที่บ้าน คอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออนใช้เพื่อทำให้น้ำอ่อนลงในอพาร์ตเมนต์หรืออุตสาหกรรมขนาดเล็ก นอกจากต้นทุนที่สูงแล้ว คอลัมน์ยังต้องโหลดมวลตัวกรองที่นำกลับมาใช้ใหม่เป็นระยะๆ

หากไม่มีโซเดียมไอออนเหลืออยู่ในเรซินของคาร์ทริดจ์ มันก็จะถูกแทนที่ด้วยอันใหม่และอันเก่าจะถูกโยนทิ้งไป เมื่อใช้คอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออน เรซินจะถูกคืนสภาพในถังพิเศษที่มีน้ำเกลือ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ละลายเกลือเม็ด น้ำเกลือจะสร้างความสามารถของเรซินในการแลกเปลี่ยนไอออนขึ้นมาใหม่

ข้อเสียคือความสามารถในการขจัดธาตุเหล็กของน้ำเพิ่มเติม มันอุดตันเรซินและทำให้ใช้งานไม่ได้โดยสิ้นเชิง คุณควรวิเคราะห์น้ำให้ตรงเวลา!

การใช้สารเคมีอื่นๆ

มีวิธีที่ได้รับความนิยมไม่มากนักแต่มีประสิทธิภาพในการทำให้น้ำอ่อนตัวลง:

• โซดาแอชหรือมะนาว
• โพลีฟอสเฟต;
• สารต้านตะกรัน – สารประกอบต่อต้านการเกิดตะกรัน

เพิ่มความนุ่มนวลด้วยมะนาวและโซดา

ทำให้น้ำอ่อนลงด้วยโซดา

วิธีการทำให้น้ำอ่อนตัวโดยใช้ปูนขาวเรียกว่าปูนขาว ใช้ปูนขาว ปริมาณคาร์บอเนตลดลง

ส่วนผสมของโซดาและมะนาวจะได้ผลดีที่สุด เพื่อสาธิตวิธีทำให้น้ำอ่อนตัวลงที่บ้าน คุณสามารถเติมโซดาแอชลงในน้ำซักผ้าได้ รับประทานครั้งละ 1-2 ช้อนชา ต่อถัง คนให้เข้ากันและรอให้ตะกอนก่อตัว ผู้หญิงในสมัยกรีกโบราณใช้วิธีการที่คล้ายกันโดยใช้ขี้เถ้าเตา

น้ำหลังมะนาวและโซดาไม่เหมาะสำหรับการเป็นอาหาร!

อ่อนตัวลงด้วยโพลีฟอสเฟต

โพลีฟอสเฟตสามารถจับกับเกลือที่มีความแข็งได้ เป็นผลึกสีขาวขนาดใหญ่ น้ำไหลผ่านตัวกรองและละลายโพลีฟอสเฟตซึ่งจับกับเกลือ

ข้อเสียคืออันตรายจากโพลีฟอสเฟตต่อสิ่งมีชีวิตรวมทั้งมนุษย์ด้วยพวกมันเป็นปุ๋ย: หลังจากเข้าสู่อ่างเก็บน้ำจะสังเกตเห็นการเจริญเติบโตของสาหร่าย

โพลีฟอสเฟตยังไม่เหมาะสำหรับการทำให้น้ำดื่มอ่อนตัวลง!

วิธีการทางกายภาพของการทำให้น้ำอ่อนลง

วิธีการทางกายภาพต่อสู้กับผลที่ตามมาจากความแข็งสูง - ระดับ นี่คือการทำน้ำให้บริสุทธิ์โดยไม่ต้องใช้รีเอเจนต์ เมื่อใช้งานจะไม่ลดความเข้มข้นของเกลือ แต่เพียงป้องกันอันตรายต่อท่อและองค์ประกอบความร้อน น้ำจะอ่อนตัวลงหรือเพื่อความเข้าใจที่มากขึ้น

วิธีการทางกายภาพต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• การใช้สนามแม่เหล็ก
• การใช้สนามไฟฟ้า
• การรักษาด้วยอัลตราโซนิก
• วิธีระบายความร้อน
• การใช้พัลส์กระแสจุดต่ำ

สนามแม่เหล็ก

การทำให้น้ำอ่อนลงโดยปราศจากรีเอเจนต์โดยใช้สนามแม่เหล็กมีความแตกต่างหลายประการ ประสิทธิภาพจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีการปฏิบัติตามกฎบางประการ:

• ความเร็วการไหลของน้ำที่แน่นอน
• ความแรงของสนามที่เลือก
• องค์ประกอบไอออนิกและโมเลกุลบางอย่างของน้ำ
• อุณหภูมิของน้ำเข้าและออก
• เวลาในการประมวลผล
• ความดันบรรยากาศ
• แรงดันน้ำ ฯลฯ

การเปลี่ยนพารามิเตอร์ใดๆ จำเป็นต้องมีการกำหนดค่าใหม่ทั้งหมดทั้งระบบ การตอบสนองจะต้องทันที แม้จะมีความยากลำบากในการควบคุมพารามิเตอร์ แต่การใช้น้ำอ่อนแบบแม่เหล็กในห้องหม้อไอน้ำ

แต่การทำให้น้ำอ่อนลงที่บ้านโดยใช้สนามแม่เหล็กนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย หากคุณต้องการซื้อแม่เหล็กสำหรับไปป์ไลน์ ลองคิดดูว่าคุณจะเลือกอย่างไรและมั่นใจในพารามิเตอร์ที่จำเป็น

การใช้อัลตราซาวนด์

อัลตราซาวนด์ทำให้เกิดโพรงอากาศ - การก่อตัวของฟองก๊าซ ความเป็นไปได้ที่จะเกิดการพบกันของแมกนีเซียมและแคลเซียมไอออนจะเพิ่มขึ้น จุดศูนย์กลางการตกผลึกไม่ได้ปรากฏบนพื้นผิวของท่อ แต่ปรากฏอยู่ในคอลัมน์น้ำ

เมื่อทำให้น้ำร้อนอ่อนลงด้วยอัลตราซาวนด์ ผลึกจะมีขนาดไม่ถึงขนาดที่จำเป็นสำหรับการตกตะกอน - เกล็ดจะไม่ก่อตัวบนพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน

นอกจากนี้ ยังเกิดการสั่นสะเทือนความถี่สูง ซึ่งป้องกันการก่อตัวของคราบพลัค โดยจะผลักคริสตัลออกจากพื้นผิว

แรงสั่นสะเทือนจากการดัดงอเป็นอันตรายต่อชั้นของตะกรันที่ก่อตัวขึ้น เริ่มแตกออกเป็นชิ้นๆจนอุดตันช่องได้ ก่อนใช้อัลตราซาวนด์จำเป็นต้องทำความสะอาดพื้นผิวจากสเกล

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สารปรับสภาพน้ำที่ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปราศจากรีเอเจนต์จะเปลี่ยนวิธีการตกผลึกของเกลือ แรงกระตุ้นไฟฟ้าแบบไดนามิกที่มีลักษณะแตกต่างกันจะถูกสร้างขึ้น พวกมันไปตามลวดพันบนท่อ คริสตัลจะอยู่ในรูปของชั้นวางยาวซึ่งยากต่อการยึดติดกับพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน

ในระหว่างการประมวลผล คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะต่อสู้กับคราบหินปูนที่มีอยู่และสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวโลหะ

การลดความร้อน

นี่เป็นครั้งแรกที่มีคนได้ยินเกี่ยวกับวิธีนี้ แต่จริงๆแล้วใครๆ ก็ใช้กันมาตั้งแต่เด็กๆ นี่คือน้ำเดือดที่เราคุ้นเคย

ทุกคนสังเกตเห็นว่าหลังจากน้ำเดือดจะเกิดการตกตะกอนของเกลือที่มีความกระด้าง กาแฟหรือชาทำจากน้ำที่อ่อนกว่าน้ำประปา

ใช้เวลาต้มนานแค่ไหน? ง่ายมาก: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและผลกระทบ เกลือที่มีความกระด้างจะละลายได้น้อยลงและตกตะกอนมากขึ้น ในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา ยิ่งระเหยเร็วเท่าไร แผ่นหินปูนก็จะยิ่งก่อตัวมากขึ้นเท่านั้น ฝาปิดที่ปิดสนิทช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และของเหลวจะระเหยอย่างรวดเร็วในภาชนะเปิด

เมื่อใช้สารลดความร้อน ให้เปิดฝาภาชนะทิ้งไว้เล็กน้อย นอกจากนี้ยังจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่สะสมเกลือสูงสุดเพื่อเร่งการอ่อนตัวของน้ำดื่ม

ด้วยความแข็งสูงถึง 4 mEq/l จึงไม่จำเป็นต้องมีการทำให้อ่อนลงเนื่องจากความร้อน เกลือจะตกตะกอนช้ากว่าการระเหยของน้ำ น้ำที่เหลือจะมีความเข้มข้นของสิ่งสกปรกเพิ่มมากขึ้น

การทำให้น้ำอ่อนลงหมายถึงกระบวนการกำจัดไอออนบวกที่มีความกระด้างออกไป เช่น Ca และ Mg การทำให้น้ำอ่อนลงทำได้โดยใช้วิธีการต่อไปนี้:

1) การทำให้อ่อนลงด้วยความร้อนโดยใช้น้ำร้อนกลั่นหรือแช่แข็ง

2) รีเอเจนต์ซึ่งไอออนความกระด้างที่มีอยู่ในน้ำถูกผูกมัดโดยรีเอเจนต์ต่าง ๆ ให้เป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติ

3) การแลกเปลี่ยนไอออน โดยอาศัยการกรองน้ำอ่อนตัวผ่านวัสดุพิเศษที่แลกเปลี่ยนโซเดียมหรือไฮโดรเจนไอออนที่รวมอยู่ในองค์ประกอบสำหรับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนบวก

4) การฟอกไต;

5) รวมกันซึ่งแสดงถึงการผสมผสานต่างๆ ของวิธีการที่ระบุไว้

การเลือกวิธีการทำให้น้ำอ่อนตัวนั้นพิจารณาจากคุณภาพ ความลึกที่ต้องการในการทำให้น้ำอ่อนตัว และการพิจารณาทางเทคนิคและเศรษฐกิจ

วิธีการทำให้น้ำอ่อนตัวด้วยความร้อน

ขอแนะนำให้ใช้เมื่อใช้น้ำคาร์บอเนตที่ใช้ในการป้อนหม้อไอน้ำแรงดันต่ำรวมทั้งใช้ร่วมกับวิธีรีเอเจนต์เพื่อทำให้น้ำอ่อนลง ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงสมดุลของคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อน้ำร้อนไปสู่การก่อตัวของแคลเซียมคาร์บอเนต

Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓+CO 2 + H 2 O

ความสมดุลเปลี่ยนไปเนื่องจากความสามารถในการละลายของ CO 2 ลดลงซึ่งเกิดจากอุณหภูมิและความดันที่เพิ่มขึ้น การต้มสามารถกำจัด CO 2 ได้อย่างสมบูรณ์ และช่วยลดความกระด้างของคาร์บอเนตได้อย่างมาก นอกจากนี้ความแข็งที่กำหนดโดยแคลเซียมซัลเฟตจะลดลง อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถขจัดความกระด้างนี้ได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนตยังคงละลายได้ในน้ำ (18 มก./ลิตร) วิธีนี้ใช้น้ำยาปรับอุณหภูมิ เวลาที่อยู่อาศัยของน้ำในนั้นคือ 30-45 นาที

วิธีการทำให้รีเอเจนต์อ่อนตัวลง

โดยอิงจากการบำบัดน้ำด้วยรีเอเจนต์ที่สร้างสารประกอบที่ละลายน้ำได้ไม่ดีอย่าง Mg(OH) 2, CaCO 3, Ca 3 (PO 4) 2 และอื่นๆ ด้วยแคลเซียมและแมกนีเซียม ตามด้วยการแยกสารเหล่านี้ในเครื่องทำให้กระจ่าง มะนาว โซดาแอช โซเดียม และแบเรียมไฮดรอกไซด์ และสารอื่นๆ ถูกนำมาใช้เป็นรีเอเจนต์

การทำให้น้ำอ่อนลงโดยการปูนจะใช้สำหรับคาร์บอเนตที่สูงและความกระด้างที่ไม่ใช่คาร์บอเนตต่ำ มะนาวถูกใช้เป็นรีเอเจนต์ซึ่งถูกนำมาใช้ในรูปของสารแขวนลอยลงในน้ำอุ่น เมื่อละลาย มะนาวจะทำให้น้ำมีไอออน OH - และ Ca +2 เพิ่มมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การจับตัวของ CO 2 ที่ละลายน้ำได้เพื่อสร้าง CO 3 -2 และการเปลี่ยน HCO 3 เป็น CO 2

CO 2 + 2 OH - →CO 3 -2 + H 2 O; HCO3 - +OH - → CO 3 –2 + H 2 O

การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CO 3 –2 ในน้ำที่ผ่านการบำบัดและการมีอยู่ของ Ca + 2 ไอออนในนั้นโดยคำนึงถึงความเข้มข้นของมะนาวจะนำไปสู่การตกตะกอนของ CaCO 3

Ca +2 + CO 3 –2 → CaCO 3 ↓

เพื่อเร่งกระบวนการให้เร็วขึ้น จะมีการแข็งตัวพร้อมกับการปูนขาว

ปริมาณมะนาวถูกกำหนดโดยสูตร:

D ผม = 28([CO 2 ] /22 +2 F k - [Ca +2 ]/20 + D k /e k + 0.5)

D k – ปริมาณของสารตกตะกอน, e – มวลที่เทียบเท่าของสารออกฤทธิ์ของสารตกตะกอน,

นิพจน์ D k / e k - ถ่ายด้วยเครื่องหมาย - หากมีการแนะนำการตกตะกอนก่อนมะนาวและ + หากรวมกันหรือหลังจากนั้น

การทำน้ำอ่อนตัวลงลึกยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยการให้ความร้อน โดยเติมสารรีเอเจนต์ส่วนเกินซึ่งเป็นสารตกตะกอน และสร้างการสัมผัสระหว่างน้ำอ่อนตัวกับตะกอนที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้

ฟอสเฟตใช้ในการทำให้น้ำอ่อนตัวลง ความกระด้างตกค้างลดลงเหลือ 0.02-0.03 mg*eq/l ฟอสเฟตยังทำให้น้ำมีความเสถียรมากขึ้น ลดผลกระทบจากการกัดกร่อนต่อท่อโลหะ และป้องกันการสะสมของคาร์บอเนตบนพื้นผิวด้านในของผนังท่อ โซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟตและโซเดียมไตรโพลีฟอสเฟตถูกใช้เป็นรีเอเจนต์ฟอสเฟต วิธีการทำให้ฟอสเฟตอ่อนลงโดยใช้ไตรโซเดียมฟอสเฟตเป็นวิธีการรีเอเจนต์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด เคมีของกระบวนการอธิบายได้ด้วยสมการ:

3Ca(HCO 3) 2 /3 Mg(HCO 3) 2 + 2 Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 / Mg 3 (PO 4) 2 +6 NaHCO 3

การอ่อนตัวของฟอสเฟตทำได้โดยการให้น้ำร้อนถึง 105–150 0 C ผลที่ได้จะตกตะกอน Ca 3 (PO 4) 2 และ Mg 3 (PO 4) 2 ดูดซับคอลลอยด์และกรดซิลิกจากน้ำอ่อนตัวได้ดีดังนั้นจึงใช้วิธีนี้ในการเตรียม น้ำป้อนสำหรับหม้อไอน้ำแรงดันปานกลางและสูง

น้ำอ่อนตัวโดยการฟอกไต

การฟอกไตเป็นวิธีการแยกสารละลายที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ขึ้นอยู่กับอัตราการแพร่กระจายของสารเหล่านี้ที่แตกต่างกันผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ซึ่งแยกสารละลายเข้มข้นและสารละลายเจือจาง การล้างไตจะดำเนินการในอุปกรณ์เมมเบรนที่มีเยื่อหุ้มไนโตรและเซลลูโลสอะซิเตต ประสิทธิภาพของเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ถูกกำหนดโดยค่าการเลือกและการซึมผ่านของน้ำที่สูงซึ่งจะต้องคงไว้ตลอดระยะเวลาการทำงานที่ยาวนาน

การบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็ก

ปัจจุบัน การบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็กถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการต่อสู้กับการก่อตัวของตะกรันและการห่อหุ้ม สาระสำคัญของมันอยู่ที่การกระทำของสนามแม่เหล็กบนไอออนของเกลือที่ละลายในน้ำ ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก โพลาไรเซชันและการเสียรูปของไอออนจะเกิดขึ้นพร้อมกับการลดลงของความชุ่มชื้น เพิ่มโอกาสที่จะเข้าใกล้และการก่อตัวของศูนย์กลางการตกผลึก สาระสำคัญของวิธีการนี้คือ เมื่อน้ำข้ามเส้นแรงแม่เหล็ก ตัวสร้างตะกรันจะไม่ถูกปล่อยออกมาบนพื้นผิวที่ให้ความร้อน แต่ในมวลของน้ำ ตะกอนที่หลวมที่เกิดขึ้นจะถูกกำจัดออกโดยการเป่า

น้ำอ่อนตัวลงด้วยประจุบวก

สาระสำคัญของการแลกเปลี่ยนไอออนอยู่ที่ความสามารถของตัวแลกเปลี่ยนไอออนในการดูดซับไอออนบวกและไอออนลบจากน้ำเพื่อแลกกับไอออนในตัวแลกเปลี่ยนในปริมาณที่เท่ากัน กระบวนการบำบัดน้ำโดยใช้วิธีแลกเปลี่ยนไอออนซึ่งส่งผลให้เกิดการแลกเปลี่ยนแคตไอออนเรียกว่าแคตไอออนไนซ์

เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกจะพองตัวในน้ำและมีปริมาตรเพิ่มขึ้น พลังงานของการเข้ามาของแคตไอออนต่างๆ เข้าไปในตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนตามขนาดของกิจกรรมไดนามิกของพวกมันสามารถจำแนกได้เป็นชุดต่อไปนี้:

นา< NН 4+ < К + < Мg +2 < Са +2 < Аl +3

อี พี = (ถาม* ฉ ผม)/(ก*h к) โดยที่ Ж และ – ความกระด้างของน้ำ; Q – ปริมาณน้ำอ่อนตัว, m3;

a – พื้นที่ของตัวกรองการแลกเปลี่ยนไอออนบวก m2; h k คือความสูงของชั้นตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก m

ระยะเวลาการทำงานของตัวกรองถูกกำหนดโดยสูตร:

T k = E r * h k / V k * F i โดยที่ Vk คืออัตราการกรองน้ำ

เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกอินทรีย์ใช้ในเทคโนโลยีการบำบัดน้ำ ประกอบด้วยกลุ่มที่ใช้งานทางเคมีซึ่ง H + ซึ่งสามารถถูกแทนที่ด้วยไอออนบวกอื่น ๆ : เอมีนควอเทอร์นารี NH 3 OH, หมู่ซัลโฟ HSO 3, หมู่คาร์บอกซิล COOH กลุ่ม HSO 3 มีคุณสมบัติเป็นกรดรุนแรง และ COOH มีคุณสมบัติเป็นกรดอ่อน ตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนจะถูกแบ่งออกเป็นกรดอ่อนและเป็นกรดแก่ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของหมู่ฟังก์ชัน กรดแก่แลกเปลี่ยนแคตไอออนในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง เป็นกลางและเป็นกรด กรดอ่อนแลกเปลี่ยนแคตไอออนในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเท่านั้น คุณภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนแคตไอออนมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติทางกายภาพ ความต้านทานต่อสารเคมีและความร้อน และความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงาน องค์ประกอบที่เป็นเศษส่วนแสดงคุณสมบัติการดำเนินงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานขึ้นอยู่กับประเภทของแคตไอออนที่ถูกสกัด อัตราส่วนของเกลือในน้ำอ่อนตัว ค่า pH ความสูงของชั้นตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออน ปริมาตรตัวกรอง โหมดการทำงาน และปริมาณการใช้เฉพาะของรีเอเจนต์ที่สร้างใหม่

โซเดียมแคตไอออนไนซ์

วิธีนี้ใช้ในการทำให้น้ำอ่อนตัวลงโดยมีปริมาณของแข็งแขวนลอย n/b 8 มก./ลิตร และสี n/b 30 0 ความกระด้างของน้ำจะลดลงด้วยไอออนบวกขั้นเดียวเป็น 0.05–0.1 โดยมีไอออนบวกสองขั้นเป็น 0.01 มก. *อีควอไลเซอร์/ลิตร กระบวนการโซเดียมแคตไอออนไนเซชันอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้:

2 นา[K] + Ca(HCO 3) 2 / Mg(HCO 3) 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 +2 NaHCO 3

2 Na[K] + CaCl 2 / Mg Cl 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 + 2 NaCl โดยที่ [K] คือเมทริกซ์โพลีเมอร์ที่ไม่ละลายน้ำ

หลังจากที่ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนหมดลง จะสูญเสียความสามารถในการทำให้น้ำอ่อนตัวลงและจะต้องสร้างใหม่

กระบวนการทำให้น้ำอ่อนลงโดยใช้ตัวกรองแลกเปลี่ยนไอออนบวกประกอบด้วยการดำเนินการดังต่อไปนี้:

กรองน้ำผ่านชั้นเรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวกจนกระทั่งถึงความแข็งสูงสุดที่อนุญาตในการกรอง

การคลายตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกด้วยการไหลของน้ำจากน้อยไปมาก

ระบายเบาะรองน้ำเพื่อหลีกเลี่ยงการเจือจางสารละลายฟื้นฟู

การสร้างเรซินแคตไอออนโดยการกรองสารละลายที่เหมาะสม

การล้างตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออน

การเลือกวิธีการจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดสำหรับน้ำอ่อนตัว คุณสมบัติของแหล่งน้ำ และข้อพิจารณาทางเทคนิคและเศรษฐกิจ การสร้างใหม่จะดำเนินการด้วยสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 5% ในปริมาณสารละลาย 1.2 ม. 3 ต่อเรซิน 1 ม. 3 จากนั้นปริมาณที่เหลือจะอยู่ในรูปของสารละลาย 8% กระบวนการฟื้นฟูอธิบายได้ด้วยปฏิกิริยาต่อไปนี้:

Ca[K] 2 / Mg[K] 2 + 2 NaCl↔2 Na[K] + CaCl 2 / Mg Cl 2

โซเดียมคลอไรด์ถูกนำมาใช้เนื่องจากมีจำหน่าย ต้นทุนต่ำ และยังผลิตเกลือที่ละลายน้ำได้สูง CaCl 2 และ MgCl 2 ซึ่งสามารถกำจัดออกได้อย่างง่ายดายด้วยสารละลายฟื้นฟูและน้ำ

การทำให้น้ำอ่อนตัวของน้ำไฮโดรเจนโซเดียมแคตไทต์

การบำบัดน้ำด้วยไอออนบวก H จะขึ้นอยู่กับการกรองผ่านชั้นของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่มีไฮโดรเจนเป็นไอออนแลกเปลี่ยน

2 H[K] + Ca(HCO 3) 2 / Mg(HCO 3) 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 +2H 2 O +CO 2

2 H[K] + NaCl↔2 Na[K] + HCl; 2 Н[К] + นา 2 SO 4 ↔2 นา[К] + Н 2 SO 4

ในระหว่างการทำให้น้ำเป็นไอออนบวก pH จะลดลงอย่างมากเนื่องจากกรดที่เกิดขึ้นในตัวกรอง CO2 ที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเติมไอออน H สามารถกำจัดออกได้โดยการไล่ก๊าซ และกรดแร่จะยังคงอยู่ในสารละลายในปริมาณที่เทียบเท่ากับปริมาณ SO 4 -2 และ Cl - ในน้ำต้นทาง จากปฏิกิริยาข้างต้น เห็นได้ชัดว่าความเป็นด่างของน้ำไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการแลกเปลี่ยนไอออน ดังนั้น โดยการผสมสารละลายที่เป็นกรดหลังจากตัวกรองแลกเปลี่ยน H-cation อย่างเป็นสัดส่วนกับตัวกรองที่เป็นด่างหลังจากตัวกรองแลกเปลี่ยน Na-cation คุณจะได้น้ำอ่อนตัวซึ่งมีความเป็นด่างต่างกัน นี่คือสาระสำคัญและข้อดีของ H-Na – แคตไอออนไนซ์ มีการใช้ Н-Nа แบบขนาน ต่อเนื่อง และแบบผสม ประจุบวก ในทางกลับกัน น้ำ 1 ส่วนจะไหลผ่านตัวกรองแลกเปลี่ยน Na-cation และอีกส่วนหนึ่งผ่านตัวกรองแลกเปลี่ยน Na-cation น้ำที่ได้จะถูกผสมในสัดส่วนที่มีความเป็นด่างไม่เกิน 0.4 มก.*สมการ/ลิตร ด้วยการกรองตามลำดับ น้ำส่วนหนึ่งจะถูกส่งผ่านตัวกรองแลกเปลี่ยน N-cation จากนั้นผสมกับน้ำที่เหลือและป้อนเข้าสู่ตัวกรองแลกเปลี่ยน Na-cation ทำให้สามารถใช้ความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเครื่องแลกเปลี่ยน H-cation ได้อย่างเต็มที่มากขึ้น และลดการใช้กรดในการสร้างใหม่ ไอออนบวกแบบผสมจะดำเนินการในตัวกรองตัวเดียว โดยโหลดที่ด้านบนด้วยตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก H และด้านล่างด้วยตัวแลกเปลี่ยน Na-ไอออนบวก

หลายคนเคยได้ยินเกี่ยวกับการทำให้น้ำกระด้างอ่อนตัวลง และกำลังพยายามสั่งซื้อน้ำยาปรับผ้านุ่มสำหรับการบำบัดน้ำ สิ่งนี้สำคัญและจำเป็นหรือไม่?

ค่ามาตรฐานทางสรีรวิทยาของความกระด้างระบุไว้ใน SanPiN 2.1.4.1116-02 สำหรับน้ำดื่มบรรจุขวดและเป็น จาก 1.5 ถึง 3.5 มิลลิโมล/ลิตรเครื่องใช้ในครัวเรือนต้องการน้ำที่นุ่มนวลกว่านี้เพื่อป้องกันการเกิดตะกรัน

ความแข็งมีสองประเภท:
คาร์บอเนต (ชั่วคราว)- เรียกเพราะถูกกำจัดด้วยการต้ม
ไม่คาร์บอเนต (ถาวร)- เรียกเพราะว่าเมื่อเดือดความแข็งจะไม่ถูกกำจัดออกไป แต่เมื่อระเหยออกไป จะเกิดตะกอนสีขาวอ่อนที่ละลายได้เล็กน้อย เช่น แคลเซียม หรือแมกนีเซียมซัลเฟต ก่อตัวเป็นเกล็ดบนผนังของภาชนะ เกลือ MgCl2, CaCl2, MgSO4 ที่บรรจุอยู่ในน้ำ ด้วยความแข็งคงที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนของโครงสร้างเหล็กและเร่งการสึกหรอของอุปกรณ์ทำความร้อนและความร้อนน้ำ เมื่อใช้น้ำกระด้างสำหรับอุปกรณ์ทำความร้อนน้ำและอุปกรณ์ทำความร้อน ตะกรันจะเกิดขึ้นจากแคลเซียมและแมกนีเซียมคาร์บอเนต ยิปซั่ม และเกลืออื่น ๆ จากขนาดทำให้น้ำร้อนได้ยาก และทำให้มีการใช้ไฟฟ้าและเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น

ในน้ำกระด้าง เนื้อสัตว์ ผัก และซีเรียลปรุงได้ไม่ดี และชาก็ชงได้ไม่ดี เมื่อซักผ้า (เช่นเดียวกับการสระผม) สารประกอบที่ไม่ละลายน้ำที่เกิดขึ้นจะสะสมอยู่บนพื้นผิวของเส้นด้ายและค่อยๆ ทำลายเส้นใย

การทำให้น้ำอ่อนลงเป็นกระบวนการกำจัดไอออนบวกที่มีความกระด้างออกไป เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม

วิธีระบายความร้อนขึ้นอยู่กับการให้น้ำร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือด กลั่นหรือแช่แข็งเพื่อกำจัดแคลเซียมคาร์บอเนตและแมกนีเซียมคาร์บอเนต เนื่องจากการใช้วิธีการนี้ ความกระด้างตกค้างของน้ำจะไม่เกิน 0.7 มิลลิโมล/ลิตร ดังนั้น วิธีการใช้ความร้อนจึงใช้สำหรับความต้องการทางเทคนิค โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้น้ำที่ใช้ป้อนหม้อต้มแรงดันต่ำ รวมถึงการใช้ร่วมกับวิธีรีเอเจนต์

เมื่อน้ำอ่อนตัวลง วิธีการรีเอเจนต์พวกเขาใช้รีเอเจนต์ที่เมื่อทำปฏิกิริยากับแคลเซียมและแมกนีเซียม จะก่อให้เกิดสารประกอบที่ละลายน้ำได้ไม่ดี จากนั้นจึงแยกตัวในเครื่องให้แสงสว่าง ถังตกตะกอนแบบชั้นบาง และตัวกรองแสง ปูนขาว โซดาแอช โซเดียม และแบเรียมไฮดรอกไซด์ และสารอื่นๆ ถูกใช้เป็นตัวทำปฏิกิริยาในการตกตะกอน การเลือกใช้รีเอเจนต์ขึ้นอยู่กับคุณภาพของน้ำต้นทางและเงื่อนไขการใช้งานต่อไป เมื่อใช้วิธีการรีเอเจนต์ ความกระด้างตกค้างของน้ำจะสูงถึง 0.7 มก./ล. ตามคำแนะนำของ "หลักปฏิบัติและกฎอาคาร" (SN และ P) วิธีการรีเอเจนต์ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อทำให้น้ำผิวดินอ่อนตัวลง เมื่อจำเป็นต้องมีการทำให้น้ำใสด้วย

การทำให้น้ำอ่อนตัวขึ้นอยู่กับอัตราการแพร่ของสารเหล่านี้ที่แตกต่างกัน ผ่านเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้,แยกสารละลายเข้มข้นและเจือจาง การทำน้ำให้อ่อนลงโดยการฟอกไตจะดำเนินการในอุปกรณ์เมมเบรนที่มีเยื่อหุ้มฟิล์มไนโตรและเซลลูโลสอะซิเตต จากการใช้วิธีนี้ ค่าความกระด้างของน้ำที่ตกค้างจะสูงถึง 0.01 มก./ล. และต่ำกว่า ด้านลบของวิธีการฟอกไตคืออุปกรณ์เมมเบรนมีราคาสูง

การบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็ก- ใช้เพื่อต่อสู้กับการก่อตัวของเกล็ด สาระสำคัญของวิธีการนี้คือ เมื่อน้ำข้ามเส้นแรงแม่เหล็ก ตัวสร้างตะกรันจะไม่ถูกปล่อยออกมาบนพื้นผิวที่ให้ความร้อน แต่ในมวลของน้ำ ตะกอนที่หลวม (ตะกอน) ที่เกิดขึ้นจะถูกกำจัดออกโดยการเป่า

ได้รับการประยุกต์ใช้งานได้จริงอย่างสูงสุด วิธีการแลกเปลี่ยนไอออนน้ำอ่อนตัว สาระสำคัญของวิธีการแลกเปลี่ยนไอออนอยู่ที่ความสามารถของวัสดุแลกเปลี่ยนไอออน (ตัวแลกเปลี่ยนไอออน) ในการดูดซับไอออนบวกหรือไอออนลบจากน้ำเพื่อแลกกับไอออนตัวแลกเปลี่ยนไอออนในปริมาณที่เท่ากัน มีตัวแลกเปลี่ยนแร่ธาตุและไอออนบวกอินทรีย์ซึ่งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบซึ่งจะถูกแบ่งออกเป็นสารที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติและเทียม ในเทคโนโลยีการบำบัดน้ำ มีการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกอินทรีย์ที่มีต้นกำเนิดเทียม ซึ่งเรียกว่าเรซินแลกเปลี่ยนไอออน ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย คุณภาพของเรซินแลกเปลี่ยนไอออนมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติทางกายภาพ ความต้านทานต่อสารเคมีและความร้อน ความสามารถในการทำงาน ฯลฯ ในการติดตั้งระบบลดความกระด้างของน้ำ จะใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนโดยอาศัยการใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวกในรูปแบบ Na และไอออน แลกเปลี่ยนเรซินในรูปแบบ Cl เช่น ใช้วิธีการไอออไนเซชันโซเดียมคลอรีน วิธีนี้ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้: โซเดียมไอออนบวกและไอออนของคลอรีน ที่ขั้นโซเดียมไอออนบวก ไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมซึ่งให้ความกระด้างของน้ำจะถูกแทนที่ด้วยไอออนโซเดียม

ผลที่ได้คือน้ำที่ผ่านการบำบัดจะอ่อนตัวลง และแคลเซียมและแมกนีเซียมจะเกิดเป็นโพลีเมอร์ที่ไม่ละลายน้ำ เมื่อน้ำที่เติมโซเดียมแคตไอออนไนซ์ผ่านคลอรีน-อะโนไอออน ปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนของแอนไอออนที่มีอยู่ในน้ำที่เติมโซเดียมด้วยไอออนของคลอรีนจะเกิดขึ้น และความเป็นด่างของน้ำที่ผ่านการบำบัดจะลดลง เพื่อคืนคุณสมบัติของเรซินแลกเปลี่ยนไอออน (การสร้างใหม่) จะใช้สารละลายเกลือแกง ดังนั้น จึงสามารถทำให้น้ำอ่อนตัวลงได้ลึก (สูงถึง 0.03 ... 0.05 มิลลิโมล/ลิตร) เมื่อใช้วิธีการไอออไนเซชันโซเดียม - คลอรีน จะใช้รีเอเจนต์เพียงตัวเดียวเท่านั้น - เกลือแกง ไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันการกัดกร่อนของอุปกรณ์ ท่อ และข้อต่อพิเศษ ปริมาณของอุปกรณ์จะลดลง และการควบคุมการทำงานและการทำงานของโรงงานลดความกระด้างของน้ำ เป็นแบบง่าย ผลลัพธ์ที่ได้คือความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นและลดต้นทุนของน้ำยาปรับน้ำ เพียงดื่มเครื่องดื่มที่นุ่มนวลนี้ตลอดเวลา

มีความเชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าน้ำจากชั้นหินอุ้มน้ำลึกสามารถบริโภคได้โดยไม่ต้องเตรียมการล่วงหน้า แท้จริงแล้วน้ำจากพวกมันสะอาดกว่าน้ำที่สูงมาก แต่ก็มีสิ่งสกปรกด้วยซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์และการทำงานของอุปกรณ์ เพื่อทำความเข้าใจปัญหาโดยละเอียด โปรดติดต่อผู้เชี่ยวชาญแผนกระบบบำบัดน้ำของบริษัท BIICS

น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดีเยี่ยม เมื่อสัมผัสกับหินอย่างต่อเนื่องจะอิ่มตัวด้วยสารที่ประกอบเป็นหินเหล่านี้ เมื่อเวลาผ่านไปจะสะสมสารประกอบจำนวนมาก องค์ประกอบของน้ำขึ้นอยู่กับชนิดของหินที่ชั้นหินอุ้มน้ำไหลผ่าน มอสโกและภูมิภาคมอสโกมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยเกลือความแข็งคาร์บอเนตและสารประกอบเหล็กในปริมาณสูง

การบริโภคน้ำที่มีความกระด้างเพิ่มขึ้นในระยะยาวทำให้เกิดการสะสมของนิ่วในไต (นิ่ว) เมื่อสัมผัสผิวหนังและเส้นผมจะแห้ง ในระหว่างการให้ความร้อน สารประกอบจะตกตะกอนทำให้เกิดสารเคลือบแข็งซึ่งยากต่อการขจัดออก องค์ประกอบความร้อนใช้งานไม่ได้ ท่อและสายยางอุดตัน และอัตราการสึกหรอของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น

สามารถกำหนดความแข็งส่วนเกินได้:

• สายตา: การก่อตัวของคราบจุลินทรีย์บนอุปกรณ์ประปาและองค์ประกอบความร้อน (ในกาต้มน้ำ, บนองค์ประกอบความร้อนของเครื่องซักผ้าและเครื่องล้างจาน, หม้อไอน้ำ)
• เพื่อลิ้มรส: เปรียบเทียบกับน้ำดื่มบรรจุขวดที่มีความแข็งที่ทราบ
• เมื่อเกิดฟอง: ในน้ำกระด้างเกิดฟองน้อยลงและปริมาณการใช้ผงซักฟอกก็สูงขึ้น
• ในห้องปฏิบัติการ.

การทำให้น้ำอ่อนลงคือการลดความเข้มข้นของเกลือที่มีความกระด้างและทำให้ตัวชี้วัดเหล่านี้ไปสู่ค่าที่แนะนำ

มาตรฐานความกระด้างของน้ำ

ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือที่มีความกระด้าง น้ำจะถูกแบ่งออกเป็น:

• อ่อน - ปริมาณเกลือไม่เกิน 2 mEq/l;
• ปกติ - ปริมาณเกลือภายใน 2 - 4 mEq/l;
• ปริมาณเกลือแข็งในช่วง 4 - 6 mEq/l;
• ความกระด้างสูง - มีปริมาณเกลือมากกว่า 6 mEq/l

มาตรฐานรัสเซียที่ควบคุมคุณภาพน้ำดื่มกำหนดค่าจำกัดความเข้มข้นของเกลือความกระด้างไว้ที่ระดับ 7.0 mEq/l ในขณะที่ WHO กำหนดตัวบ่งชี้นี้ไว้ที่ 2.5 mEq/L แต่ EEC ก็ได้นำมาตรฐานที่ 2.9 mEq/L มาใช้ ดังนั้นจึงอนุญาตให้จัดหาน้ำกระด้างมากเป็นน้ำประปาในรัสเซียได้ ซึ่งเกินคำแนะนำของ WHO ถึงสองเท่า

วิธีการทำให้น้ำอ่อนลง

ความร้อน

กล่าวอีกนัยหนึ่ง - เดือด เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แคลเซียมไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ (สารประกอบที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้เกิดความแข็ง) จะแตกตัวเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ละลายน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนที่ไม่ละลายน้ำจะตกตะกอนและก๊าซระเหย การต้มจะช่วยลดความเข้มข้นของแคลเซียมซัลเฟตบางส่วน วิธีการระบายความร้อนเป็นวิธีที่เข้าถึงได้มากที่สุดที่บ้าน แต่ไม่สะดวกที่สุดและมีผลผลิตต่ำ นอกจากนี้ยังไม่เหมาะกับสารประกอบแมกนีเซียมอีกด้วย

เมมเบรน

เพื่อทำให้น้ำอ่อนตัวลงด้วยวิธีนี้ จึงมีการใช้เมมเบรนโมเลกุลที่ยอมให้เฉพาะอนุภาคของน้ำผ่านไปได้ เพื่อขจัดสิ่งสกปรกส่วนใหญ่ (มากถึง 98%) นี่คือการทำงานของตัวกรองรีเวิร์สออสโมซิส

ไม่จำเป็นต้องดื่มน้ำที่ปนเปื้อนเพื่อประโยชน์ของเกลือบางชนิดที่คาดคะเนได้ว่ามีประโยชน์ที่มีอยู่ในน้ำนั้นด้วย เป็นการดีกว่ามากในการบำรุงร่างกายด้วยสารชนิดเดียวกันแต่พบได้ในอาหารธรรมดาๆ จริงๆ แล้ว มนุษยชาติใช้เวลาทั้งชีวิตโดยรับพวกเขาจากขนมปัง นม เนื้อสัตว์ ปลา ผักและผลไม้ ตัวอย่างเช่น นมหนึ่งแก้วมีแคลเซียมเพียงอย่างเดียวมากกว่าน้ำประปาหนึ่งแก้วหลายร้อยเท่า ในบางกรณี มีการติดตั้งเครื่องเติมแร่เพื่อเตรียมน้ำดื่มในลักษณะนี้

สารเคมี (รีเอเจนต์)

สาระสำคัญของวิธีนี้คือการแปลงสารประกอบที่ละลายน้ำได้ให้เป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ สำหรับสิ่งนี้ มีการใช้รีเอเจนต์หลายชนิดขึ้นอยู่กับความเด่นของเกลือประเภทใดประเภทหนึ่งในน้ำ สำหรับเกลือประเภทคาร์บอเนต จะใช้ปูนขาว สารประกอบโซเดียม โซดา และสารประกอบสังเคราะห์ เช่น ไตรโซเดียมฟอสเฟต เป็นผลให้น้ำอ่อนตัวลง แต่เนื่องจากมีสารรีเอเจนต์จึงไม่สามารถบริโภคเป็นอาหารได้

แม่เหล็ก

น้ำได้รับอิทธิพลจากการกระตุ้นให้เกิดสนามแม่เหล็กคงที่ การส่งผ่านสนามแม่เหล็กจะทำให้โครงสร้างของเกลือที่มีความแข็งเปลี่ยนไป โมเลกุลจะหยุดเชื่อมต่อเมื่อถูกความร้อนและไม่ก่อให้เกิดการตกตะกอน และยังทำให้ชั้นของตะกรันที่มีอยู่คลายตัวซึ่งละลายในน้ำ วิธีการนี้ไม่ได้ลดความเข้มข้นของเกลือ แต่ป้องกันการสะสมตัวของเกลือ น้ำนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในครัวเรือน: ท่อ อุปกรณ์สูบน้ำ และอุปกรณ์ทำความร้อนจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า น้ำสามารถทำให้น้ำอ่อนลงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้แม่เหล็กในปริมาณน้อยเท่านั้นและความเร็วการไหลไม่สูงกว่า 0.5 เมตร/วินาที น้ำยาปรับแม่เหล็กยังช่วยลดปริมาณธาตุเหล็กอีกด้วย

แม่เหล็กไฟฟ้า

เป็นเวอร์ชันปรับปรุงของแม่เหล็ก โดยมีข้อแตกต่างที่ว่าเกลือส่วนเกินไม่เพียงแต่สูญเสียความสามารถในการตกตะกอนเท่านั้น แต่ยังถูกกำจัดออกทางบ่อลงในท่อระบายน้ำด้วย

การแลกเปลี่ยนไอออน

สาระสำคัญของวิธีการคือการแทนที่แคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนด้วยโซเดียมไอออนซึ่งเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้และไม่มีผลเสียต่อสุขภาพและอุปกรณ์

ระบบบำบัดน้ำดื่มสมัยใหม่มักผสมผสานวิธีการต่างๆ เข้าด้วยกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์น้ำจากบ่อน้ำ ผู้เชี่ยวชาญด้านการบำบัดน้ำสามารถช่วยคุณพิจารณาว่าน้ำยาปรับผ้านุ่มชนิดใดที่จำเป็นสำหรับสถานการณ์ของคุณ สำหรับบ่อบาดาลในภูมิภาคมอสโกซึ่งมีคาร์บอเนตเป็นส่วนใหญ่ แนะนำให้ติดตั้งน้ำยาปรับน้ำชนิดแลกเปลี่ยนไอออน

โครงสร้างอุปกรณ์นี้เป็นภาชนะพลาสติกซึ่งมีเรซินแลกเปลี่ยนไอออนโพลีเมอร์ถูกเทลงในรูปเม็ดเล็ก ๆ ซึ่งสามารถปล่อยโซเดียมไอออนและดูดซับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนได้ น้ำที่เข้าสู่กระบอกสูบจะค่อยๆ ไหลผ่านเรซินซึ่งเกิดปฏิกิริยาทดแทน เมื่อความเข้มข้นของโซเดียมไอออนในเรซินลดลง จะต้องดำเนินการกระบวนการชะล้างและการสร้างใหม่ เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ถังเกลือเชื่อมต่อกับกระบอกสูบซึ่งจ่ายสารละลายโซเดียมคลอไรด์ กระบวนการนี้ถูกควบคุมโดยชุดควบคุมอัตโนมัติ ในระหว่างการล้าง น้ำที่ละลายแล้วจะหยุดลง ดังนั้นจึงตั้งโปรแกรมการสร้างใหม่ในเวลากลางคืน หากรวบรวมน้ำอย่างต่อเนื่องแนะนำให้ติดตั้งถังสองถังแล้วเริ่มสร้างใหม่สลับกัน โดยเฉลี่ยทุกๆ 3-4 ปี จะต้องเปลี่ยนเรซินเป็นระยะๆ เนื่องจากจำนวนรอบการบูรณะมีจำกัด ประสิทธิภาพของระบบขึ้นอยู่กับปริมาณการบรรทุกในกระบอกสูบ

บทความนี้จัดทำขึ้นโดยการมีส่วนร่วมของผู้เชี่ยวชาญจากแผนกระบบบำบัดน้ำของสถานที่