Методы обработки воды: физические и ионный обмен

Физический метод обработки осадков сточных вод
 
Все технологии данного типа делятся на несколько категорий, которые отличаются природой воздействий на жидкость, используемым оборудованием. Чтобы разобраться в том, какие методы обработки воды являются наиболее эффективными и менее затратными, достаточно будет изучить материалы, представленные в данной статье.
 

Простые решения не решат всех проблем!

 
Негативный эффект при наличии слишком жесткой воды создают находящиеся в них соединения кальция и магния. Некоторые из них, Mg(НСО3)2 и Са(НСО3)2, при кипячении выделяются в виде нерастворимых осадков, которые, в частности, и образуют накипь. Таким образом, если произвести соответствующую процедуру с жидкостью, то жесткость данного типа будет устранена.
 
Посчитаем затраты. Они связаны с нагревом воды до высокого уровня, большими потерями времени, необходимостью последующего отделения сформировавшихся твердых фракций. В совокупности расходы будут большими. Подобный химический метод очистки воды не годится для создания крупных запасов очищенной жидкости в домашних условиях. Однако она используется на практике в южных городах, на кораблях, там, где иные технологии не подходят и есть мощные источники энергии, атомные реакторы, двигатели. Фактически, в данных случаях речь идет о дистилляции, несколько более сложном технологическом процессе, в котором кипячение является только одной из стадий обработки.
 
При кипячении не выделяются MgSO4, CaCl2, многие иные соединения на основе кальция и магния, хлориды и сульфаты. Они определяют величину так называемой некарбонатной жесткости, которая устраняется с применением других методик.
 

Физическая обработка и ее недостатки

 
Физический метод обработки воды основаны на реакциях, в ходе которых осуществляется преобразование солей в нерастворимые осадки. Если, например, добавить гашеную известь (Ca(OH)2) в жидкость, содержащую соль кальция Са(НСО3)2, то будет создана вода и 2CaCO3 – карбонат, который выпадет в осадок. В настоящее время чаще используются различные ортофосфаты. Созданные с их помощью физические соединения отделяются с использованием соответствующих механических фильтров.
 
Для сокращения расходов в промышленности используются крупные резервуары. В них после обработки сточные воды отстаивается длительное время, после чего осадок удается со дна. Домашнее использование подобного физического метода затруднено не только необходимостью последующего удаления механических примесей. Безвредность технологии обеспечивается очень точным дозированием отдельных реагентов. Сделать это в быту не сможет любой пользователь. Полностью автоматизированная установка, надежно защищенная от внешних воздействий, получилась бы при ее создании слишком дорогой.
 
Именно поэтому дома используются только относительно безвредные методики. Их можно назвать «физическими» только условно из-за их недостатков. Перед стиральными машинами некоторые производители рекомендуют устанавливать емкости с засыпанными внутрь полифосфатными солями. При прохождении через них жесткой воды, эти физические соединения создают своеобразные оболочки вокруг солей кальция и магния. Такие слои не соединяются друг с другом, поэтому не происходит при нагреве образование накипи.
Несмотря на то, что рекламируется полная безвредность данных препаратов, многие эксперты вполне обоснованно не советуют использовать подобные физические методы обработки воды в иных местах. Насыщенная большим количеством полифосфатных соединений вода способна вызвать аллергические реакции. Ее нельзя употреблять для питья.
 

Ионный обмен: широко распространенный метод

 
Чтобы не усложнять восприятие материала можно применить более известный термин, «ионный обмен». Данные методы обработки воды основаны на способности загрузки активно поглощать соли магния и кальция, соединения марганца и железа (катионы). Взамен вода будет насыщена ионами водорода или натрия. Такие соединения не способны будут образовать накипь. Натриевые соли только изменяют вкусовые параметры жидкости.
 
Если все процедуры ионного обмена выполнены правильно, то за один цикл обработки можно будет снизить жесткость до 0,1 мг-экв/литр. Если планируется использование в системе нагревательного котла, то с использованием дополнительной ступени получится уменьшить жесткость до 0,01 мг-экв/литр. Такая величина концентрации солей значительно увеличит срок службы соответствующего оборудования. Владельцу не придется прибегать к услугам специализированных организаций для выполнения его очистки от накипи.
 
Ионный обмен выполняет свои функции качественно только при точном выполнении правил эксплуатации, при использовании достаточно дорогих, полностью автоматизированных установок. Их относительно крупные размеры накладывают естественные ограничения при выборе места размещения систем. Высокая сложность снижает общую надежность.
 

Возвращение к простоте: ионный обмен

 
Попробуем отделить соли и другие химические соединения кальция, магния с использованием фильтров. Сделать это можно с помощью ионообменных установок обратного осмоса. Основой ионнообменной технологии является способность воды перемещаться через полунепроницаемую мембрану под давлением из области с большой концентрацией растворенных веществ в ту, где их меньше. Фактически речь в данном случае идет о сравнительно медленной фильтрации с использованием микроскопических пор. Именно поэтому степень очистки современных систем данного типа достигает практически идеальной величины, 99%.
 
Обработка воды методом ионного обмена
 
Такая обработка воды методом ионного обмена хороша, но она недостаточно быстра для создания больших запасов жидкости. При одновременном использовании нескольких мембран стоимость и сложность установки возрастают до такого высокого уровня, который ограничивает целесообразность применения их в бытовых условиях. За 24 часа качественная система обратного осмоса, современная модель, способна создать около 200 литров очищенной от примесей воды, чего будет мало для удовлетворения обычных потребностей в технической жидкости.
     
Эффективное удаление вредных свойств жесткой воды
 
Наиболее интересными являются такие методы обработки воды, которые вообще не оказывают влияния на ее состав. Это позволяет пользователю самостоятельно принимать решения относительно наличия определенных примесей. С другой стороны, негативные проявления, такие как накипь, возникать не будут. В данном случае мы говорим о магнитных преобразователях.
 
Эти современные устройства магнитной обработки воды генерируют электрические колебания определенной частоты, которые с помощью катушек преобразуются в магнитное поле. Оно трансформирует соли жесткости особым образом. После такого воздействия они утрачивают способность объединяться в крупные твердые образования при повышении температуры. Данное элегантное решение обеспечивает необходимый результат без лишних затрат и сложностей.
 
Установки ионного обмена, собранные на основе отмеченных принципов, применяются в настоящее время и в промышленности, и в быту. Они неприхотливы, надежны, не нуждаются в техническом обслуживании. Особенно интересно и удобно то, что разобраться с их монтажом и последующей эксплуатацией способен любой пользователь.