Умягчение воды

Особенности промышленного умягчения воды

Жесткость воды – важный показатель, влияющий на технологические процессы и долговечность техники. Присутствие в воде солей кальция и магния приводит к образованию накипи на внутренней поверхности труб и теплообменников, что негативно сказывается на пропускной способности трубопроводов и в целом на работоспособности оборудования. Например, для Москвы и Московской области характерно высокое содержание карбонатных солей и соединений железа, определяющих параметр временной и постоянной жесткости воды.

Процедура умягчения снижает концентрацию гидрокарбонатов кальция, магния и других солей (в частности сульфитов и хлоридов Ca и Mg) и приводит эти показатели к нормативным значениям. Для этих целей мы разработали линейку фильтрационного промышленного оборудования постоянного и периодического действия.

Методы умягчения воды в промышленном производстве

Способ понижения жесткости воды определяется на основании лабораторных анализов и зависит от технологического процесса и качества поступающей воды. Во внимание принимаются такие факторы, как:

• характер местности;
• производительность оборудования;
• способ водозабора;
• время года.

Для создания промышленной системы фильтров-водоумягчителей используются следующие процессы:

1. Ионный обмен. Ионы карбонатных солей жесткости в воде заменяются безопасными для оборудования ионами натрия, находящимися в специальной смоле (полимерных шариках).
2. Мембранное разделение или обратный осмос. Универсальная технология, позволяющая умягчать воду при низком давлении.
3. Термическое умягчение воды. Методика позволяет избавиться от временной жесткости путем кипячения. При нагреве гидрокарбонаты разлагаются с образованием осадка.
4. Обработка воды реагентами. Воду умягчают известкованием, содо-известкованием и содово-натриевым методом. Выбор способа зависит от состава солей: если преобладают карбонатные соли, используют известкование и содо-известкование, если некарбонатные – содово-натриевый способ.

Наиболее популярные методы умягчения в производстве – это ионный обмен и обратный осмос. В некоторых случаях в одном производственном процессе применяется несколько способов снижения жесткости.

Принцип действия ионных фильтрационных установок

В ионных установках ионы солей жесткости заменяются на ионы натрия, которые не откладываются в трубах и теплообменниках. Оборудование этого типа имеет несколько ступеней очистки, но при повторном цикле возникает риск перенасыщения воды натрием. В конструкции фильтров используются специальные сменные картриджи, которые быстро забиваются и теряют эффективность. Обратимость ионообменного процесса позволяет нивелировать этот недостаток – смоляные картриджи восстанавливают промывкой соленой водой, поэтому они используются многократно. Процедура умягчения контролируется посредством автоматического клапана управления.

Принцип действия фильтров обратного осмоса

Фильтрат подается на обратноосмотическую мембрану, поры которой пропускают только молекулы воды. При этом жидкость разделяется на пермеат (очищенную воду) и концентрат (соли, которые отводятся в дренажную систему). Большинство задерживаемых веществ накапливается на мембране, формируя дополнительный фильтрующий слой. Для повышения эффективности умягчения воды практикуется обратная промывка, при котором фильтрат пропускают в обратном направлении. При необходимости создается дополнительный поток, который размывает образовавшийся слой.

Такие системы используются для получения воды высокой степени очистки. Желательно, чтобы процедуру предваряла более «грубая» фильтрация. Помимо снижения жесткости мембранные элементы предотвращают попадание в воду других загрязнений.

Для чего нужно умягчение в промышленном производстве

Снижение жесткости воды требуется для предотвращения образования накипи и налета на стенках трубопроводов и теплообменных систем. Если этого не делать, со временем эффективность промышленного оборудования снижается, вплоть до его полного выхода из строя. Этого можно избежать, если заблаговременно включить в технологическую цепочку мембранные или ионообменные фильтры.

Варианты использования промышленных систем умягчения воды

• Получение питьевой воды в жилищно-коммунальном хозяйстве. Жесткость питьевой воды регламентируется нормами СанПиН 2.1.4.1074-01, поэтому при превышении допустимых параметров процедура умягчения обязательна.
• Производство бутилированной воды, напитков, ликероводочной продукции. Вода должна иметь определенные вкусовые качества, на которые влияют показатели жесткости.
• Теплоэнергетика. Здесь параметры жесткости воды имеют критическую важность. Длительная и эффективная работа теплообменников напрямую зависит от количества солей. Вода, в избытке содержащая карбонатные и некарбонатные соли, приводит к обильному образованию осадков и отложению накипи. Снижение жесткости – обязательный процесс, без которого не обходится ни одна котельная или парогенератор. В некоторых случаях требуется монтаж двухступенчатых промышленных систем умягчения воды.

Какие требования предъявляют к воде на промышленных предприятиях

• Питьевая вода для пищевого производства должна иметь жесткость не больше 7 мг-экв/л.
• Для технической воды, используемой в других сферах, параметр жесткости не должен превышать 0,7 - 1,0 мг-экв/л.
• Для теплоэнергетики показатель жесткости воды не должен превышать 0,3 мг-экв/л.

Фильтры для умягчения воды