Es imposible analizar los problemas de dureza excesiva del agua moderna sin un estudio detallado de la diversidad. formas de ablandar el agua. La abundancia de filtros en los estantes de las tiendas y los mercados nos hace pensar que elegir un dispositivo para un apartamento no es tan simple. Y para elegir la opción correcta de suavizante, debe familiarizarse con al menos diferentes tipos de métodos de suavizado de agua. Sin conocer los conceptos básicos, es imposible entender el tema.

Aunque sabemos bastante sobre la escoria, todavía hay demasiados prejuicios con respecto a los dispositivos de filtrado, así como mitos sobre la inutilidad, al menos para las condiciones de vida. La excesiva dureza del agua conduce a una gran cantidad de eventos adversos. El precio de la formación de incrustaciones y la escasa solubilidad con agua dura de baja calidad de cualquier detergente es demasiado caro para descuidar los problemas de ablandamiento del agua en la actualidad.

Por alguna razón, se cree aquí que la rigidez excesiva en el agua es un mito, y que el uso de filtros es una inyección de dinero de ciudadanos crédulos. Al mismo tiempo, todos vieron y sabían perfectamente qué es la escoria y qué tan difícil es manejarla, qué tan difícil es eliminarla, constantemente de un mes a otro. Si tiene dudas sobre el grado de dureza de su agua, siempre puede realizar un análisis químico del agua. Siempre le ayudará no solo a determinar cuánta agua tiene limpia y adecuada para la comida. Según sus resultados, puede hacer el correcto, es decir, competente.

Aprenderá que usa agua de baja calidad por muchos signos que nos son tan familiares. La rigidez excesiva se manifestará incluso al cocinar. Tal agua hace que la carne se vuelva más dura. Las verduras se desmoronan cuando se hierven en tal agua. Y el borde eterno de las sales sedimentarias de la dureza. Si ya tiene tales teteras o sartenes con un borde duro eterno en el interior de las superficies, entonces la dureza del cien por ciento en su agua ha superado por mucho los límites permitidos. Aprenderá acerca de la presencia de dicha agua en el apartamento no solo por la cal dentro del hervidor de agua, el agua dejará su huella e incluso cuando lave los platos en el lavavajillas. Parecería que los vasos y platos después del lavado en una máquina de este tipo deberían salir crujientes y perfectamente limpios, pero no en el caso de agua dura. El uso de dicha agua se puede encontrar por las traicioneras manchas blancas en los vasos, por la capa blanca apenas perceptible en las placas.

Afecta la rigidez y la calidad de los platos preparados, y el té y el café. El verdadero café natural preparado con buena agua tiene un sabor completamente diferente, y si eres un verdadero amante del café, entonces la cuestión de crear un sistema para limpiar la dureza nunca te molestará. Solo hay que probar un buen café en el agua adecuada.

La ropa mal lavada indicará la presencia de un exceso de sales de calcio con magnesio en el agua. La formación de escala: esto está lejos del resultado de trabajar con esa agua. Ella también tiene esa característica, como poca solubilidad, la del polvo, la del jabón con detergente para platos. Al trabajar con agua dura, no puede ahorrar de ninguna manera. Esta característica conduce al rápido desgaste de las telas, comienzan a agrietarse y rasgarse ante nuestros ojos. Y vale la pena instalar un solo ablandador de agua electromagnético AquaCHIT frente a la lavadora y se resolverá el problema con una mayor dureza del agua. Pero muchas personas creen que un dispositivo magnético no puede limpiar el agua. Si bien ellos, por su propio ejemplo, no están convencidos de cómo funcionan racional y económicamente los métodos de ablandamiento del agua.

Y una cosa más: el uso de agua de baja calidad para uso personal, al final, afecta negativamente nuestra salud. No puedes beber esa agua con impunidad. Y su cuerpo le responderá con diversas enfermedades crónicas, envejecimiento prematuro de la piel y pérdida de cabello. Solo que no todas las personas pueden identificar de inmediato la causa de tales enfermedades en la dureza del agua.

Los métodos de ablandamiento del agua implican el uso de dispositivos especiales. Su tarea es eliminar el exceso de dos sales de carbonato del agua. Pero hay formas más primitivas. Casi nunca se usan hoy en día, pero una vez antes de la invención, fueron utilizados por nuestros antepasados \u200b\u200ben un esfuerzo por al menos de alguna manera protegerse de los efectos nocivos del calcio y el magnesio.

La forma más fácil de ablandar el agua es usar una pieza simple de silicio. Todo lo que necesita para obtener agua blanda es comprar una pieza de silicona de unos 5 x 5 cm de tamaño y ponerla en una botella (3 litros) con agua del grifo. En semanas, podrá beber agua "cargada" y no será mohosa, sino suave y sabrosa, también con propiedades medicinales. Este es el efecto del silicio sobre las sales de calcio y magnesio. Muy a menudo, en la antigüedad, el pozo estaba revestido con silicio para obtener buena agua.

Hoy en día, el uso de dicho método de silicio para ablandar el agua tiene derecho a la vida, pero es poco probable que pueda limpiar una gran cantidad de agua con él. Por lo tanto, solo el uso terapéutico y medicinal de este método.

Para la industria, el uso de métodos primitivos de ablandamiento del agua es imposible. En esta situación, incluso el uso de un sistema de tratamiento de agua cuidadosamente pensado basado en el análisis químico del agua no es una protección completa contra la formación de incrustaciones. Entonces, en el sistema de energía, todavía tiene que limpiar la cal. Y la diferencia es que después del trabajo, la placa se debilita y crece más lentamente, y eso es lo suficientemente importante como para eliminarlo fácilmente. Ni siquiera tiene que comprar fondos especiales para ello. Un enjuague normal con agua es suficiente.

La incrustación no es peor que la escasa solubilidad en agua, que es perjudicial para los electrodomésticos y equipos. El problema es que si la escala no se elimina de manera oportuna, entonces comienza a crecer aún más rápido y con más confianza. Y a raíz de ello, la corrosión comienza a desarrollar lentamente sus actividades. Estos dos fenómenos están inextricablemente unidos.

No solo es escalar, no es estéticamente agradable, feo, de poca utilidad, sino también con la formación de escala, aumenta la amenaza de perder maquinaria y equipos caros. Los problemas de escala, especialmente en la industria, son siempre costos muy altos. Métodos de ablandamiento de agua. tanto reactivo como no reactivo no podrían aparecer así. Debe haber buenas razones para crearlos. Esa es la razón y la escoria es.

En salas de calderas, especialmente salas de vapor, esta es toda la historia. Para que la sala de calderas de vapor funcione, la calidad del vapor debe ser muy alta y durante el tratamiento, ese agua, ese vapor pasa por una gran cantidad de casos, lo que ayuda a las plantas de vapor a durar mucho más tiempo que cuando trabajan con agua sin tratar.

¿A qué conduce el agua mala? Lo calientan. Las sales de dureza durante el calentamiento forman un precipitado poco soluble, es decir, incrustaciones que, cuando se calientan, se depositan con precisión en la superficie calentada. La capa formada, aunque se formó durante el proceso de calentamiento, pero por sí sola no absorbe calor y no transmite. Y recordamos que se depositó solo en la superficie de calentamiento. Con el tiempo, la densidad de la capa de escala alcanza tales límites que el calor deja de transferirse por completo al agua.

Durante este período de tiempo, el consumo de combustible está creciendo simplemente inimaginable. Después de todo, el dispositivo o equipo está tratando de funcionar. Y su trabajo es calentar el agua. Y para hacer esto, debe tratar de calentar la báscula para que al menos el 10 por ciento del calor transferido a ella se transfiera al agua. Para hacer esto, tienes que gastar mucho combustible. Toma mucho tiempo y aparece mientras sufre sobrecargas locas. Naturalmente, esto no puede continuar para siempre. Metales, al caer en el horno de hogar abierto, si están cubiertos con una capa de escamas.

Por lo tanto, resulta que un electrodoméstico puede apagarse para no quemarse, y una caldera de combustible sólido no puede hacer esto. Solo puede ser arrancado de un efecto similar. Aquí, los sacrificios humanos son posibles. Por lo tanto, uno debe ser tratado de manera muy correcta y cuidadosa. Especialmente en la industria, es absolutamente imposible pasar por alto la descalcificación.

Cualquier descalcificación de equipos industriales implica un apagado obligatorio del sistema. Estos son tiempos de inactividad, estos son nuevamente productos entregados a tiempo, estos son gastos. No es posible realizar la descalcificación con el equipo en funcionamiento. Solo detente y despeja. Y la mayoría de las veces la limpieza plegable, tk. equipamiento en salas de calderas y en complejos metalúrgicos. Llegar a los lugares más remotos no funcionará de inmediato. Por lo tanto, considere si la eliminación es tan barata. Equipos de instalación de equipos, equipos de limpieza de superficies, tiempo de inactividad, pago por productos de limpieza. Definitivamente no es posible ahorrar en descalcificación.

Y no importa cómo lo intente, no será posible realizar ninguna limpieza antical sin dejar rastro. Siempre habrá arañazos, la limpieza mecánica elimina no solo el revestimiento protector, sino que también toca la capa principal. Bueno, cualquier superficie deteriorada es un lugar favorito para depósitos a escala. Resulta que eliminando una escala, estimulamos la rápida formación de otras capas. Para que no sea rentable eliminar constantemente la escala, no es rentable en absoluto.

Ahora, con respecto a los métodos de ablandamiento para aguas duras. Aunque pueda parecer a primera vista que hay muchos suavizantes, no hay tantos métodos de suavizado de agua dura, aunque hay alguna opción. Los métodos se pueden dividir de forma segura en químicos y físicos. La purificación química del agua implica el uso de una variedad de reactivos, durante los cuales las sales de dureza se vuelven poco solubles, precipitan y se eliminan fácilmente de los sistemas donde se usa agua. Aprendamos más sobre estas formas de ablandar el agua dura. Sus tipos y ventajas.

Métodos físicos de ablandamiento del agua.

El mismo grupo formas físicas de ablandar el agua  funciona sin el uso de ningún producto químico. Este grupo es ideal para limpiar el agua del grifo, es decir, esa agua, que también se usa para uso personal, para beber y comer. Allí, el agua debe ser suave por defecto.

Métodos de ablandamiento de agua por membrana

Aún puedes seleccionar un grupo métodos de ablandamiento de agua de membrana. Esto incluye ósmosis inversa, una industria muy popular. Este es un método de limpieza fino con presión. Dentro de dicho dispositivo hay una membrana delgada hecha de materiales caros. Toda la superficie de dicha membrana está salpicada de agujeros. El diámetro de tales agujeros no excede el tamaño de una molécula de agua. Tal superficie semipermeable hace posible eliminar prácticamente cualquier impureza que sea más grande que una molécula de agua del agua.

Con dicho dispositivo, puede obtener fácilmente el agua ideal para la misma farmacología o para la producción de agua potable. El destilado se obtiene por nanofiltración. Este es otro tipo de ósmosis inversa, solo baja presión.

La carta de triunfo de este método de ablandamiento del agua es el más alto grado de purificación, la capacidad de obtener agua con características predeterminadas, solo cambiando la membrana. Pero la ósmosis inversa, como otros métodos de purificación de agua con membrana, tiene sus inconvenientes. Cuando el dispositivo funciona, hay mucha agua dentro del dispositivo. Esto sucede por varias razones. En primer lugar, la tasa de filtración a través de la membrana está lejos de ser tan alta, además el dispositivo incluye más de un filtro. La instalación puede incluir ósmosis inversa, un filtro mecánico y aire acondicionado. Este último debe instalarse en instalaciones para la producción de agua potable. Este método de ablandamiento del agua elimina muy bien las impurezas hasta las bacterias con virus, lo cual es importante para el agua potable. Luego, sin acondicionamiento, dicha agua se vuelve inadecuada para uso personal. Bueno, entonces el uso de ósmosis inversa limita significativamente el costo de instalación. No todos en la vida cotidiana pueden permitirse usar una instalación de este tipo.

Método químico de ablandamiento del agua.

Método químico de ablandamiento del agua.  como dijimos, implica el uso de productos químicos. Esto incluye cloro y fosfatos de sodio. Para tal ablandamiento, los dispensadores que se montan en una tubería de agua se usan con mayor frecuencia. Tales métodos son malos porque los químicos pueden formar otras impurezas en el agua y se obtiene el mismo precipitado. Solo que también está muy mal eliminado. Al mismo tiempo, la recuperación química de las partes filtrantes de los dispositivos también se refiere al método químico de ablandamiento del agua. Por lo tanto, el método más conocido es el intercambio iónico. Aquí el cartucho se restaura con una solución muy salina. Después de la restauración, el cartucho podrá volver a funcionar.

Método de intercambio iónico para ablandar el agua.

Intercambio iónicocomo una forma de ablandar el agua es una de las más fáciles. No requiere ningún diseño especial. Base, como su nombre lo indica, intercambio iónico. Una resina similar a un gel funciona dentro de dicho dispositivo. Contiene una gran cantidad de sodio, que muy rápidamente, en contacto con agua dura, se reemplaza por cristales de sales de calcio y magnesio. Por lo tanto, resulta un proceso de limpieza simple y rápido, sin ningún esfuerzo. Después de un cierto período de tiempo, todo el sodio se elimina del cartucho.

En la industria, el cartucho se restaura lavando con una solución, pero en la vida cotidiana simplemente se cambia, porque el agua potable no tolera los reactivos. La velocidad de limpieza es excelente, pero los costos de los cartuchos o su restauración son bastante altos. Y en la vida cotidiana, la jarra del filtro puede limpiarle un par de tres litros de fuerza. Para una protección completa contra la escala y la rigidez, deberá usar otro filtro sin falta.

Ablandador de agua sin reactivos

Representante brillante método no reactivo de ablandamiento de agua  Es la fuerza de impacto magnético. La base de tales dispositivos es poderosos imanes. Necesariamente constante. Simplemente está montando dicho dispositivo y el campo magnético ya está funcionando. Al mismo tiempo, el dispositivo es fácil de instalar, fácil de quitar. No requiere mantenimiento, no necesita cartuchos y limpieza. El esta trabajando. Por lo tanto, el campo de fuerza magnética penetra en el agua, de modo que las sales de dureza contenidas en él pierden su forma anterior. Ahora estas son agujas afiladas. Frotan las superficies con espuma vieja, de muy alta calidad mientras la eliminan. Pero el efecto magnético es muy exigente con el agua. Necesita agua a temperatura ambiente que fluya en una dirección y a cierta velocidad. Fue posible eliminar todas las desventajas del método magnético de ablandamiento de agua solo agregando una corriente eléctrica. Entonces inventaron una instalación electromagnética.

Habiéndose familiarizado con todos métodos de ablandamiento de agua, debemos concluir que hoy abandonar el ablandamiento significa arriesgar la salud de su familia y una completa falta de previsión. Por lo tanto, cada vez más personas eligen de esta manera.

Esquemas tecnológicos y elementos estructurales de las plantas de ablandamiento de reactivos.

Método termoquímico de ablandamiento del agua.

Ablandador de diálisis

Tratamiento magnético de agua

Literatura

Fundamentos teóricos del ablandamiento del agua, clasificación de métodos.

El ablandamiento del agua se refiere al proceso de eliminación de cationes de dureza, es decir, calcio y magnesio  De acuerdo con GOST 2874-82, la dureza del agua de "agua potable" no debe exceder 7 mEq / l. Ciertos tipos de producción de agua de proceso imponen requisitos para su ablandamiento profundo, es decir. hasta 0.05.0.01 mEq / l. Las fuentes de agua de uso común tienen una dureza que cumple con los estándares del agua potable y no necesitan ser suavizadas. El ablandamiento del agua se lleva a cabo principalmente durante su preparación con fines técnicos. Por lo tanto, la dureza del agua para alimentar calderas de tambor no debe exceder 0.005 mEq / l. El ablandamiento del agua se lleva a cabo por métodos: térmicos, basados \u200b\u200ben el calentamiento del agua, su destilación o congelación; reactivo, en el que los iones en el agua Ca ( II ) y Mg ( II ) se unen con diversos reactivos a compuestos prácticamente insolubles; intercambio iónico, basado en el filtrado de agua ablandada a través de materiales especiales intercambiando sus iones constituyentes Na ( I) o H (1) para iones Ca (II) y Mg ( II ) contenido en agua de diálisis; combinados, que representan varias combinaciones de estos métodos.

La elección del método de ablandamiento del agua está determinada por su calidad, la profundidad de ablandamiento necesaria y las consideraciones técnicas y económicas. De acuerdo con las recomendaciones de SNiP   al ablandar el agua subterránea, se deben usar métodos de intercambio iónico; cuando se ablanda el agua superficial, cuando también se requiere la clarificación del agua al mismo tiempo, el método de cal o cal sodada, y con ablandamiento de aguas profundas, posterior cationización.  Las principales características y condiciones de aplicación de los métodos de ablandamiento de agua se dan en la tabla. 20.1

ablandamiento diálisis térmica del agua

Para obtener agua para las necesidades domésticas y para beber, solo una parte determinada se ablanda, seguido de la mezcla con la fuente de agua, mientras que la cantidad de agua ablandada Q y  determinado por la fórmula

(20.1)

donde estan el p. y - dureza total de la fuente de agua, mEq / l; W 0. s. - la dureza total del agua que ingresa a la red, mEq / l; W 0.   a las - dureza del agua ablandada, mEq / L.

Métodos de ablandamiento de agua

Indicador	térmica	reactivo	intercambio iónico	diálisis
Característica del proceso	El agua se calienta a una temperatura superior a 100 ° C, mientras que se elimina la dureza de carbonato y no carbonato (en forma de carbonato de calcio, hidroxi. Da magnesio y yeso)	Se agrega cal al agua, lo que elimina la dureza de carbonato y magnesio, así como la soda, que elimina el no carbonato, otra dureza.	El agua ablandada pasa a través de filtros catiónicos.	La fuente de agua se filtra a través de una membrana semipermeable.
Método Propósito	Eliminación de la dureza de carbonatos del agua utilizada para alimentar calderas de baja y media presión.	Ablandamiento superficial mientras se clarifica el agua de los sólidos en suspensión.	Ablandamiento profundo del agua que contiene una pequeña cantidad de sólidos en suspensión.	Ablandador de agua profunda
Consumo de agua para necesidades propias.	-	No más del 10%	Hasta 30% o más en proporción a la dureza de la fuente de agua.	10
Condiciones de uso efectivo: turbidez de la fuente de agua, mg / l	Hasta 50	Hasta 500	No más de 8	Hasta 2.0
Dureza del agua, mEq / L	Dureza de carbonatos con predominio de Ca (HC03) 2, dureza sin carbonatos en forma de yeso	5.30	No más de 15	Hasta 10.0
Dureza residual del agua, mEq / L	Dureza de carbonatos hasta 0.035, CaS04 hasta 0.70	Hasta 0,70	0.03.0.05 prn de una etapa y hasta 0.01 con cationización de dos etapas	0.01 y menos
Temperatura del agua, ° С	Hasta 270	Hasta 90	Hasta 30 (glauconita), hasta 60 (carbón sulfonado)	Hasta 60

Ablandador de agua termal

El método térmico de ablandamiento de agua es aconsejable cuando se usa agua de carbonato, que se alimenta a calderas de baja presión, así como en combinación con métodos reactivos de ablandamiento de agua. Se basa en el cambio del equilibrio de dióxido de carbono cuando se calienta hacia la formación de carbonato de calcio, que se describe en la reacción.

Ca (HC0 3) 2 -\u003e CaCO 3 + C0 2 + H 2 0.

El equilibrio cambia debido a una disminución en la solubilidad del monóxido de carbono (IV), causada por un aumento en la temperatura y la presión. Al hervir, el monóxido de carbono (IV) puede eliminarse por completo y, por lo tanto, reducir significativamente la dureza del carbonato de calcio. Sin embargo, no es posible eliminar por completo esta rigidez, ya que el carbonato de calcio, aunque insignificante (13 mg / l a una temperatura de 18 ° C), todavía es soluble en agua.

En presencia de bicarbonato de magnesio en agua, el proceso de su deposición procede de la siguiente manera: primero, se forma un carbonato de magnesio relativamente bien soluble (110 mg / L a 18 ° C)

Mg (HCO 3) → MgC0 3 + С0 2 + Н 2 0,

que con ebullición prolongada se hidroliza, dando como resultado un precipitado poco soluble (8,4 mg / l). hidróxido de magnesio

MgC0 3 + H 2 0 → Mg (0H) 2 + C0 2.

Por lo tanto, cuando hierve agua, la rigidez causada por los bicarbonatos de calcio y magnesio disminuye. Al hervir agua, la dureza determinada por el sulfato de calcio también disminuye, cuya solubilidad cae a 0,65 g / l.

En la fig. 1 muestra un suavizador de diseño Kopiev, caracterizado por la relativa simplicidad del dispositivo y su fiabilidad. El agua tratada precalentada en el aparato ingresa a través del eyector a la salida del calentador de película y se rocía sobre tuberías colocadas verticalmente, y fluye hacia el vapor caliente. Luego, junto con el agua de purga de las calderas, ingresa al clarificador con sedimento suspendido a través de una tubería suministrada centralmente a través del fondo de un orificio.

El dióxido de carbono y el oxígeno liberado del agua junto con el exceso de vapor se descargan a la atmósfera. Las sales de calcio y magnesio formadas durante el calentamiento del agua se retienen en la capa suspendida. Después de pasar a través de una capa suspendida, el agua ablandada ingresa al colector y se descarga fuera del aparato.

El tiempo de residencia del agua en el ablandador térmico es de 30.45 min, la velocidad de su movimiento ascendente en la capa suspendida es de 7.10 m / h, y en los orificios del fondo falso es de 0.1.0.25 m / s.

Fig. 1. El diseño suavizante Kopiev.

15    - descarga de agua de drenaje; 12    - tubería de alimentación central; 13    - fondos perforados falsos; 11 - capa ponderada; 14    - descarga de lodos; 9 -   colector de agua ablandada; 1, 10    - suministro de fuente y eliminación de agua ablandada; 2    - calderas de purga; 3 - eyector; 4    - vapor; 5 -   calentador de película; 6 - descarga de vapor; 7    - tubería de drenaje de agua perforada anular al eyector; 8 - particiones de separación inclinadas

Métodos reactivos de ablandamiento del agua

El ablandamiento del agua por métodos reactivos se basa en tratarlo con reactivos que forman compuestos poco solubles con calcio y magnesio: Mg (OH) 2, CaC0 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 y otros, seguido de su separación en clarificadores Tanques de sedimentación de capa fina y filtros de clarificación. Como reactivos, se utilizan cal, carbonato de sodio, hidróxidos de sodio y bario y otras sustancias.

Limar el ablandamiento del agua   Se utiliza por su alta dureza de carbonato y baja de no carbonato, así como en el caso en que no es necesario eliminar las sales de dureza de no carbonato del agua. Como reactivo, se usa la cal, que se introduce en forma de solución o suspensión (leche) en agua tratada precalentada. Al disolverse, la cal enriquece el agua con iones OH y Ca 2+, lo que conduce a la unión del monóxido de carbono libre (IV) disuelto en agua con la formación de iones carbonato y la transición de iones hidrocarbonados a carbonato:

С0 2 + 20Н - → СО 3 + Н 2 0, НСО 3 - + ОН - → СО 3 - + Н 2 О.

Un aumento en la concentración de iones C0 3 2 - en el agua tratada y la presencia de iones Ca 2+ en él, teniendo en cuenta los que se introducen con la cal, conduce a un aumento en el producto de solubilidad y la precipitación de carbonato de calcio poco soluble:

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3.

Con un exceso de cal, el hidróxido de magnesio también precipita.

Mg 2+ + 20H - → Mg (OH) 2

Para acelerar la eliminación de impurezas dispersas y coloidales y reducir la alcalinidad del agua, la coagulación de estas impurezas con sulfato de hierro (II), es decir. FeS0 4 * 7 H 2 0. La dureza residual del agua ablandada durante la descarbonización se puede obtener en 0.4.0.8 mEq / L más que la dureza sin carbonato, y la alcalinidad de 0.8.1.2 mEq / L. La dosis de cal se determina por la proporción de la concentración de iones de calcio en el agua y la dureza de carbonatos: a) con una proporción de [Ca 2+] / 20<Ж к,

   (20.2b)

b) con la relación de [Ca 2+] / 20\u003e W a

(20.3)

donde [СО 2] es la concentración en agua de monóxido de carbono libre (IV), mg / l; [Ca 2+] - concentración de iones de calcio, mg / l; W a la dureza de carbonatos del agua, mEq / l; D a - la dosis de coagulante (FeS0 4 o FeCl 3 en términos de productos anhidros), mg / l; e a   - masa equivalente del principio activo del coagulante, mg / mEq (para FeS0 4 e   k \u003d 76, para FeCl 3 e k \u003d 54); 0.5 y 0.3 - exceso de cal para asegurar una mayor integridad de la reacción, mEq / L.

El agua tiene una capacidad de disolución extremadamente alta. Al caer en forma de precipitación, disuelve los gases en la atmósfera, incluido el dióxido de carbono. Posteriormente, filtrándose en el suelo, el agua captura una cantidad adicional de dióxido de carbono como producto de descomposición de objetos vivos y no vivos. Al interactuar con el agua, el dióxido de carbono forma ácido carbónico, lo que aumenta el potencial de disolución de minerales y otras impurezas. Al pasar a través de una capa de piedra caliza, está saturada de iones de calcio y magnesio, que son responsables de la dureza. El hierro y el manganeso en las fuentes están en concentraciones más bajas que los iones de calcio y magnesio. Como el agua es un solvente, atrapa cloruros solubles, sulfatos, nitratos de calcio y magnesio. De manera similar, absorbe compuestos de sodio, carbonato, bicarbonato, cloruro y sulfato, así como una cierta cantidad de sílice.

En general, con un detallado análisis  Prácticamente todos los elementos de la tabla periódica se pueden encontrar en ella en una concentración mayor o menor.

Rigidez  Se subdivide en hidrocarbonato, también llamado temporal, y no carbonato (cloruro, sulfato, nitrato), constante. Dureza temporal  eliminado por ebullición (placa en el elemento calefactor), rigidez constante  cuando se calienta, no se elimina.

La eliminación de las sales de dureza se llama ablandamiento. La dureza del agua en la Federación de Rusia se mide en unidades de mEq / litro y, según la industria, los requisitos para el nivel de dureza varían de 7 mEq / litro (fines domésticos) a mEq / litro o menos en medicina , electrónica, energía, industria nuclear. La dureza del agua permitida de 7 mEq / l no representa un grave peligro para la salud, pero crea una serie de problemas domésticos. El agua dura provoca precipitaciones y depósitos en la superficie de las tuberías y elementos de trabajo de los electrodomésticos. Este problema es especialmente relevante para electrodomésticos con elementos de calefacción: calderas de agua caliente y vapor, calderas y otros equipos de intercambio de calor.

Eliminación de la rigidez: el ablandamiento se realiza con resinas de intercambio iónico. Una resina de intercambio iónico es un polímero que consiste en una matriz polimérica y grupos funcionales. La matriz polimérica se sintetiza a partir de monómero de estireno en presencia de unión a divinilbenceno. En el proceso de síntesis, se usa alcohol, que en cierto momento se evapora, y dejando la matriz forma poros en él. Luego se introducen grupos funcionales en la matriz. El grupo funcional consta de dos partes: una fija, unida a la matriz, y una parte móvil. Si la parte móvil del grupo funcional es el catión, y la parte estacionaria es el anión, entonces la resina se llama intercambio catiónico, y si la parte móvil es anión, entonces es intercambio aniónico. La resina de intercambio catiónico puede estar en forma de sodio (resina de intercambio catiónico de Na) o en forma de hidrógeno (resina de intercambio catiónico H).

El proceso de ablandamiento por resina de intercambio iónico

Limpieza con resinas de intercambio iónico.

La resina de intercambio iónico se vierte en la columna, llenando 60-65% del volumen total del filtro. El agua dura ingresa a la columna y, dado que el material de intercambio iónico tiene una mayor afinidad química por el calcio y el magnesio que por los iones de sodio, estos últimos se desplazan de la resina. La sustitución de los cationes de calcio y magnesio con cationes de sodio se produce en proporciones equivalentes. El agua que contiene iones de bicarbonato de calcio y magnesio en la entrada contendrá una cantidad equivalente de bicarbonatos de sodio en la salida. La cantidad de iones de sodio en la resina es limitada, por lo que llega un momento en que la resina deja de ablandar el agua, es decir, la capacidad de intercambio de la resina se agota. Para recargar la resina o su regeneración, se inicia el proceso de intercambio iónico inverso, durante el cual la resina de intercambio iónico se expone a una solución concentrada del tipo inicial de cationes. Se utiliza una solución relativamente fuerte de cloruro de sodio para regenerar la resina de intercambio catiónico de Na. El sodio desplaza el calcio y el magnesio de la resina de la solución, recargándolo.

Suavizante, limpieza con resinas de intercambio iónico:
Estructuralmente, el suavizante consta de tres partes: cilindros con una resina de intercambio iónico y un tubo de elevación de agua, una válvula de control con un controlador electrónico y recipientes para solución salina. Hay dos tipos de controladores: la regeneración ocurre en el tiempo y la regeneración ocurre en el volumen. Cuando se regenera a tiempo, el controlador pone la unidad en modo de regeneración después de un cierto número de horas, días o en un día específico de la semana. Durante la regeneración de volumen, la válvula de control tiene un medidor de agua incorporado, y después de que una cierta cantidad de agua pasa a través de la instalación de agua, el controlador la pone en modo de regeneración. Este volumen se denomina ciclo de filtro de la unidad y el controlador lo calcula en función de la dureza del agua, el volumen y la capacidad de carga, que se ingresan en el controlador en la etapa de programación.

En los casos en que se requiere un suministro ininterrumpido de agua blanda, se pueden usar dos filtros idénticos que funcionan en modo TWIN o DUPLEX. En modo gemelo, un controlador controla dos válvulas de control. Cuando un filtro ablanda el agua, está en modo de funcionamiento, el segundo con la resina regenerada está en modo de espera. Cuando se agota el ciclo de filtro del primer filtro, la válvula de control pone el segundo filtro en el modo operativo de filtración y el primero en el modo de regeneración. Una vez completada la regeneración, el primer filtro pasa al modo de espera y permanece en él hasta que finaliza el segundo ciclo del ciclo del filtro. El proceso de limpieza se repite cíclicamente, los filtros funcionan alternativamente.

En el modo "dúplex", los filtros funcionan simultáneamente y se transfieren alternativamente de acuerdo con un programa dado al modo de regeneración con un cambio en el tiempo de su inicio por la duración del ciclo de regeneración.

Limar el ablandamiento del agua

En los casos en que sea necesario ablandar el agua con una alta dureza de carbonatos (más de 30 mEq / l), no es práctico usar una resina de intercambio iónico. Rigidez previa a la baja utilizando tecnología de encalado. El ablandamiento del agua con cal y cenizas de soda implica la dosificación de cal apagada Ca (OH) 2 en agua dura para eliminar la dureza de carbonatos por precipitación y el filtrado posterior del precipitado. La dureza no carbonatada, a su vez, se reduce mediante la adición de carbonato de sodio Na2CO3 para formar un precipitado insoluble, que también se elimina por filtración.

Este método se utiliza en empresas de servicios públicos de agua y empresas con alto consumo de agua. Este es un método bastante efectivo para reducir la dureza del agua, sin embargo, no elimina completamente todos los minerales.

La cal apagada se usa para eliminar el bicarbonato de calcio del agua. Cuando el calcio y el magnesio están contenidos en forma de cloruros o sulfatos, este tratamiento es notablemente menos efectivo.

Reducir la dureza del agua con cal y cenizas de soda se vuelve extremadamente costoso si la dureza debe reducirse a menos de 2 mEq / l. Para fines domésticos, no es práctico ablandar el agua con cal y carbonato de sodio. Por un lado, existen dificultades para suministrar cal y cenizas de sosa, por otro lado, se requiere un control estricto del proceso de sedimentación y filtración. Otro factor limitante en el uso de este proceso es el tamaño del equipo necesario y la gran cantidad de lodo de cal emitido.

"y" Métodos de ablandamiento de agua con reactivos químicos "de la sección" Agua "y la subsección" ", abordamos el tema de la lucha contra la dureza y las sales de incrustación. En artículos anteriores, examinamos la definición de la palabra" ablandamiento de agua "y consideramos que hay varias formas de ablandamiento: físico, químico, extrasensorial y también tocó métodos reactivos de ablandamiento del agua como el intercambio iónico y la dosificación de antiescalantes (agentes desincrustantes). En este artículo le ofrecemos dos subsecciones: un poco sobre métodos extrasensoriales y un poco más e sobre los métodos físicos para ablandar el agua.

Los métodos extrasensoriales y físicos de ablandamiento del agua no se entienden ni entienden completamente. Probablemente, esta es la razón por la cual la forma psíquica de lidiar con el agua dura se confunde con la forma física de luchar. Y, en consecuencia, pierden dinero, tiempo y fe en las personas. Tanto para la compra de dispositivos extrasensoriales, como para la reparación de equipos que no protegieron de la escala. Por cierto, para una buena comprensión del artículo, le recomendamos que primero estudie los materiales en los artículos "Agua dura" y "", que proporcionan las definiciones básicas utilizadas en este artículo (como ablandamiento de agua, incrustaciones, dureza, sales de dureza, etc.)

Métodos extrasensoriales de ablandamiento de agua.

Entonces, los métodos extrasensoriales se confunden fácilmente con los físicos. Casi lo mismo que el efecto de ganzfeld con magia. Entonces, por ejemplo, el tratamiento del agua con un campo magnético. Este es un método de alta calidad para combatir las incrustaciones y un método extrasensorial inútil para purificar y estructurar el agua.

Los métodos físicos y extrasensoriales difieren de una manera muy simple: si una cosa cuesta un poco de dinero (en promedio, hasta 100 pies cúbicos), y se promete que cumplirá una serie de tareas (como: limpiar el agua de todas las sustancias, eliminar la incrustación, curar y dar juventud, estructuras, acelera el crecimiento de plantas y pelo, elimina el deterioro, etc.), entonces este es un método extrasensorial de purificación de agua. No nos detendremos en los métodos extrasensoriales en detalle, se describen en varias fuentes (por ejemplo, aquí), ya que su sentido es solo una centésima parte de lo prometido.

Por cierto, recientemente ha aparecido una tendencia a aumentar el costo de tales estructurantes suavizantes. Por lo tanto, puede encontrarse con un falso muy caro, que se declara como protección contra la escala. Sin embargo, generalmente los dispositivos que realmente pueden ayudar físicamente con la escala, no tienen funciones de estructuración adicionales.

Por lo tanto, si desea realizar una estructura extrasensorial, debe comprar un dispositivo especial. Si necesita ablandar el agua físicamente, debe comprar un dispositivo especial. Pero no es un complejo. Aunque ... ¿Cómo te gusta? Y vamos a pasar a métodos físicos para controlar la escoria.

Como se mencionó anteriormente, hay varias definiciones del término "ablandamiento del agua", dependiendo de la etapa en que se encuentre el impacto:

• en la etapa de combatir las causas de la dureza del agua o
• en la etapa de lidiar con las consecuencias del uso de agua dura.

Métodos anteriores (intercambio iónico) destinados a combatir las causas de la dureza del agua. Es decir, las sales de calcio y magnesio se eliminan del agua, lo que conduce a la creación de agua blanda.

Los métodos físicos de ablandamiento del agua tienen como objetivo hacer frente a las consecuencias del agua dura, con escala.

En consecuencia, los métodos de ablandamiento físico no implican agua blanda en el primer valor (agua sin sales de dureza). El resultado del ablandamiento físico del agua es el agua, que ha retenido todas sus sales de dureza, pero no daña las tuberías y las calderas, es decir, no forma escamas. Sin embargo, el agua dura después del procesamiento físico cambia sus propiedades y, como resultado, deja de formar escamas. Es decir, deja de ser difícil. Y se vuelve suave. Por supuesto, si nos dedicamos a la investigación científica, introduciríamos una diferencia en términos de "agua blanda", es decir, agua en la que no hay sales de dureza en principio, y "agua ablandada", que no forma escamas, pero puede contener sales de dureza. Sin embargo, estos son matices terminológicos que no nos interesan. De hecho, tenemos métodos físicos para ablandar el agua.

Existen métodos físicos básicos para controlar la escoria:

1. Tratamiento de aguas de campo magnético.
2. Tratamiento de aguas por campo eléctrico.
3. Tratamiento ultrasónico de agua.
4. Tratamiento de agua con pulsos de baja corriente.
5. Método de ablandamiento térmico (agua hirviendo ordinaria).

Y comenzaremos a caracterizar gradualmente los métodos físicos para lidiar con el agua dura. Quizás no cubriremos todo de una vez en un artículo, pero una serie de artículos definitivamente incluirá las características de cada uno de los métodos. Comencemos por tratar el agua con un campo magnético, ya que este tipo de control físico de la escala se confunde con mayor frecuencia con el ablandamiento extrasensorial del agua.

El tratamiento del agua del campo magnético es un tema complejo y controvertido. Sin entrar en detalles, podemos decir que el ablandamiento físico efectivo del agua usando un campo magnético es posible solo cuando se puede tener en cuenta una gran cantidad de factores al mismo tiempo. Esto es:

1. fuerza del campo magnético
2. caudal de agua
3. composición del agua:
   • iónico (incluida la presencia de iones de hierro y aluminio que perjudican el tratamiento físico del agua),
   • molecular (incluidas las moléculas orgánicas grandes, especialmente las que tienen la capacidad de formar complejos),
   • impurezas mecánicas (incluido el óxido),
   • relación de componentes para y diamagnéticos,
   • oxígeno disuelto y otros gases,
   • la presencia de sistemas de no equilibrio, etc.
4. temperatura del agua durante y después del tratamiento,
5. tiempo de procesamiento
6. presión atmosférica
7. presión de agua
8. etc.

Todos estos y muchos otros factores afectan la efectividad del tratamiento magnético del agua. Por lo tanto, un ligero cambio en la composición del agua debe compensarse con cambios en estos parámetros (por ejemplo, la velocidad del agua y la intensidad del campo magnético). Todos los cambios deben ser monitoreados y deben reaccionar de inmediato, ya que la efectividad del ablandamiento físico del agua por medio de un campo magnético cambiará en una dirección desconocida.

Pero es posible, y el tratamiento magnético del agua se utiliza con éxito en muchas salas de calderas. Esto se debe principalmente al hecho de que en las calderas se observa la constancia de la mayoría de los factores enumerados, tanto el flujo de agua como la composición del agua, y la temperatura y presión del agua, etc.

Sin embargo, esto prácticamente NO es posible repetir en casa. Y cuando desee comprar un imán en una tubería para salvar su casa de la escala, piense mucho y, en primer lugar, piense si puede organizar no solo la constancia de los indicadores descritos anteriormente, sino también encontrar su combinación óptima a través de experimentos.

Si no, entonces tratar el agua con un campo magnético en forma de imanes no es para usted, y no obtendrá nada más que la pérdida de dinero para comprar un imán y reparar equipos y tuberías. En otras palabras, se puede decir de esta manera: la probabilidad de que un imán de tubería lo ayude es inferior al 10%. Es decir, en casa, un campo magnético constante se aproxima al ablandamiento extrasensorial del agua.

Para compensar la variabilidad de los parámetros del agua durante el procesamiento físico, se utilizan métodos más modernos de ablandamiento físico, por ejemplo, usando un ablandador electrónico de agua.

Por lo tanto, no confunda los métodos extrasensoriales de ablandamiento del agua, el ablandamiento físico de un área de acción limitada y los métodos físicos modernos de ablandamiento del agua.

Sobre el cual discutiremos en la secuela.

Tipos de rigidez. Métodos de ablandamiento de agua

Cationes Ca 2+   causar dureza de calcio y cationesMg 2+   - dureza de magnesio. Dureza total   compuesto de calcio y magnesio, es decir de la concentración total de cationes en el aguaCa 2+ y Mg 2+.

Se entiende que ablandamiento del agua significa eliminación o reducción de su dureza. Consiste principalmente en la eliminación total o parcial de cationes.Ca 2+, Mg 2+ y Fe 2+ . Hay tres formas principales de ablandar el agua: tratamiento térmico, tratamiento químico, intercambio iónico.

1. tratamiento térmico

La esencia del método es precalentar el agua a 70-80° Con o hirviendo. En este caso, cationesCa 2+, Mg 2+   precipitado en forma de compuestos escasamente solubles.

En relación con los procesos de ablandamiento del agua, distinga dureza carbonato y no carbonato .

Carbonato   llamada dureza causada por la presencia de bicarbonatos de calcio en el aguaCa (HCO 3) 2 y Magnesio Mg (HCO 3 ) 2. Al hervir, los hidrocarbonatos se destruyen y los carbonatos poco solubles se forman precipitan, y la dureza total del agua disminuye en la cantidad de dureza de carbonatos. Por lo tanto, la dureza de carbonatos también se llama temporal .

Al hervir cationes de calcio   precipitado en la forma carbonato de calcio :

Ca 2+ + 2HCO 3 2- \u003d CaCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2,

pero cationes de magnesio   - en la forma carbonato básico   o en la forma hidróxido de magnesio   (a pH\u003e 10.3):

2Mg 2+ + 2HCO 3 - + 2OH - \u003d (MgOH) 2 CO 3 ↓ + H 2 O + CO 2

iones hidróxido OH -   formado debido a la interacción de ionesHCO 3 - con agua:

HCO 3 - + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + OH -

El resto de la rigidez que persiste después de hervir el agua se llama sin carbonato . Está determinado por el contenido en agua de sales de calcio y magnesio de ácidos fuertes: sulfatos, cloruros, nitratos . Al hervir, estas sales no se eliminan, por lo que la dureza sin carbonato también se llama constante .

2. Tratamiento químico.

El ablandamiento del agua también se puede lograr mediante el tratamiento con diversos productos químicos. Por lo tanto, la dureza de carbonatos se puede eliminar agregando cal apagada

Ca 2+ + 2 HCO 3 - + Ca 2+ + 2 OH - \u003d 2 CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O

Mg 2+ + 2HCO 3 2- + 2Ca 2+ + 4OH - \u003d Mg (OH) 2 ↓ + 2CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O

Mientras agrega lima   y refresco   puede deshacerse de la dureza de carbonatos y no carbonatos ( método de soda de lima ) En este caso, la cal elimina la dureza de carbonatos y la soda elimina la dureza de los no carbonatos:

Ca 2+ + CO 3 2- + \u003d CaCO 3 ↓;

Mg 2+ + CO 3 2- + \u003d MgCO 3

MgCO 3 + Ca 2+ + 2 OH - \u003d Mg (OH) 2 ↓ + CaCO 3 ↓

El polifosfato de sodio es una herramienta eficaz para ablandar el agua.Na 5 P 3 O 10 . En este caso, la unión de ionesCa 2+ y Mg 2+   llevado a cabo debido a la formación de compuestos complejos de quelato solubles en agua:

P 3 O 10 5- + Ca 2+ \u003d 3-

P 3 O 10 5- + Mg 2+ \u003d 3-

3. Iónicointercambio

Se utilizan otros métodos para eliminar la dureza del agua, entre los cuales uno de los más modernos se basa en el uso de intercambiadores de cationes - método de intercambio catiónico . Hay sólidos que contienen iones móviles que pueden intercambiarse por iones del entorno externo. Tienen el nombre intercambiadores de iones .

Los ionitos se dividen en dos grupos. Algunos de ellos intercambian sus cationes por cationes medianos y se llaman intercambiadores de cationes , otros intercambian sus aniones y son llamados intercambiadores de aniones . Los ionitos no se disuelven en soluciones de sales, ácidos y álcalis.

De los intercambiadores de iones inorgánicos, el más importante zeolitas   - aluminosilicatos de composición compleja que tienen una estructura cristalina. Por ejemplo, composición de aluminosilicato.Na 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 4 SiO 2 ∙ mH2O   tiene una red espacial formada por átomosAl, Si y O . La red es penetrada por cavidades en las que se colocan las moléculas de agua y los iones.Na + . Estos últimos, que tienen cierta libertad de movimiento, son reemplazados por iones.Ca 2+ y Mg 2+   cuando el agua pasa a través de una capa de granos (gránulos) de zeolita.

Más perfecto resinas de intercambio iónico obtenido sobre la base de polímeros sintéticos. Poseen altas características operativas y técnicas y una variedad de propiedades fisicoquímicas.

Para eliminar la dureza del agua. intercambiadores de cationes . Su composición puede expresarse condicionalmente por la fórmula generalNa 2 R, donde Na +   - un catión muy móvil, yR 2-   - una partícula de resina de intercambio catiónico con carga negativa.

Si el agua pasa a través de capas de resina de intercambio catiónico, los iones de sodio se intercambiarán por iones de calcio y magnesio:

Ca2 + + Na2R \u003d 2Na + + CaR;

Mg 2+ + Na 2 R \u003d 2 Na + + MgR

Por lo tanto, los iones de calcio y magnesio pasan de la solución al intercambiador de cationes, mientras se elimina la dureza.

Cuando el proceso de intercambio iónico alcanza el equilibrio, el intercambiador iónico deja de funcionar: pierde la capacidad de ablandar el agua. Sin embargo, cualquier intercambiador de iones se somete fácilmente a la regeneración. Para esto, se pasa una solución concentrada a través de resina de intercambio catiónico.NaCl (Na 2 SO 4) o HCl (H 2 SO 4). En este caso, iones Ca 2+ y Mg 2+   entrar en solución, y el intercambiador de cationes nuevamente está saturado de ionesNa + o H +.

4. Métodos físicos para eliminar la rigidez.

Los métodos basados \u200b\u200ben fenómenos físicos también se utilizan para ablandar el agua.

Método de electrodiálisis basado en el fenómeno del movimiento dirigido de iones electrolíticos a electrodos conectados a una red de corriente continua. Así, los iones metálicos, que determinan la dureza del agua, quedan atrapados en los electrodos y se separan del agua que sale del aparato de tratamiento de agua.

Método de ionización magnética   También utiliza el fenómeno del movimiento dirigido de iones, pero ya bajo la influencia de un campo magnético. Para aumentar el número de iones en el agua, se irradia preliminarmente con radiación ionizante.

Tratamiento magnético de agua   consiste en pasar agua a través de un sistema de campos magnéticos de direcciones opuestas. Como resultado de esto, hay una disminución en el grado de hidratación de las sustancias disueltas y su combinación en partículas más grandes que precipitan.

Tratamiento de agua por ultrasonidos   También conduce a la formación de partículas más grandes de sustancias disueltas con la formación de sedimentos.

E.A. Nudnova, I.N. Arzhanova