Tratar problemas de rigidez excesiva agua moderna imposible sin un estudio detallado de la diversidad formas de ablandar el agua. La abundancia de filtros en las estanterías de tiendas y mercados nos hace pensar que elegir un dispositivo para un apartamento no es tan sencillo. Y para elegir la opción de suavizante adecuada, debe familiarizarse al menos con diferentes tipos Formas de ablandar el agua. Sin conocer los conceptos básicos, es imposible entender el tema.

Aunque sabemos mucho sobre la escala, todavía existen demasiados prejuicios sobre los dispositivos de filtrado, así como mitos sobre su inutilidad, al menos en condiciones domésticas. Una dureza excesiva del agua provoca una gran cantidad de fenómenos indeseables. El costo de la formación de incrustaciones y la escasa solubilidad de cualquier detergente en agua dura y de baja calidad es demasiado caro como para descuidar los problemas del ablandamiento del agua en la actualidad.

Por alguna razón, creemos que la dureza excesiva del agua es un mito y que el uso de filtros les saca dinero a los ciudadanos crédulos. Al mismo tiempo, todo el mundo ha visto y sabe perfectamente qué es la incrustación y lo difícil que es combatirla, lo difícil que es eliminarla, constantemente de mes a mes. Si tiene dudas sobre la dureza del agua, siempre puede realizar una prueba química del agua. Siempre le ayudará no sólo a determinar qué tan limpia y comestible es su agua. En base a sus resultados, podrás redactar uno correcto, es decir, competente.

Sabrás que estás consumiendo agua de mala calidad por muchos signos que a todos nos resultan familiares. La dureza excesiva se manifestará incluso durante la cocción. Esta agua hace que la carne se vuelva más dura. Las verduras se deshacen cuando se cocinan en esa agua. Y el borde eterno del sedimento de sales de dureza. Si ya tiene teteras u ollas con un borde duro eterno en el interior de las superficies, entonces el cien por ciento de la dureza del agua ha excedido durante mucho tiempo los límites permitidos. La presencia de este tipo de agua en el apartamento se sabrá no sólo por los depósitos de cal dentro del hervidor, sino que el agua dejará su huella incluso al lavar los platos en el lavavajillas. Parecería que los vasos y platos después del lavado en una máquina de este tipo deberían quedar chirriantes y perfectamente limpios, pero este no es el caso con agua dura. El uso de este tipo de agua se reconoce por las reveladoras rayas blancas en los vasos y una capa blanca apenas perceptible en los platos.

La dureza también afecta a la calidad de los platos preparados, del té y del café. El verdadero café natural elaborado con buena agua tiene un sabor completamente diferente, y si eres un verdadero amante del café, la cuestión de crear un sistema de eliminación de dureza nunca te molestará. Sólo hay que probar un buen café con el agua adecuada.

La ropa mal lavada también indicará la presencia de un exceso de sales de calcio y magnesio en el agua. La formación de incrustaciones no es lo único que resulta del trabajo con este tipo de agua. También tiene una característica como la mala solubilidad, tanto en polvo como en forma de jabón con detergente para lavavajillas. No hay forma de ahorrar dinero cuando se trabaja con agua dura. Esta característica conduce a un rápido desgaste de las telas, comienzan a agrietarse y rasgarse literalmente ante nuestros ojos. Y vale la pena instalar un descalcificador de agua electromagnético AquaSHIT frente a la lavadora y se resolverá el problema del aumento de la dureza del agua. Pero mucha gente cree que un dispositivo con imanes no puede limpiar el agua. Hasta que se convenzan con su propio ejemplo de lo racional y económico que funcionan los métodos de ablandamiento del agua.

Y una cosa más: el uso de agua de baja calidad para uso personal en última instancia afectará negativamente a nuestra salud. No se puede beber esa agua impunemente. Y tu cuerpo te responderá de diferentes maneras. enfermedades crónicas, envejecimiento prematuro de la piel y caída del cabello. Pero no todas las personas pueden identificar inmediatamente la causa de tales enfermedades en la dureza del agua.

Los métodos para ablandar el agua implican el uso de dispositivos especiales. Su tarea es eliminar el exceso de dos sales de carbonato del agua. Pero también existen formas más primitivas. Casi nunca se usan hoy en día, pero antes de la invención, nuestros antepasados ​​​​los usaban en un esfuerzo por protegerse de alguna manera de los efectos nocivos del calcio y el magnesio.

Entonces de una manera sencilla El ablandamiento del agua es el uso de una simple pieza de silicio. Para conseguir agua blanda basta con comprar un trozo de silicona de unos 5x5 cm y ponerlo en una botella (de 3 litros) con agua del grifo. En una semana podrás beber agua “cargada” y no estará mohosa, sino suave y sabrosa, y además con propiedades medicinales. Este es el efecto del silicio sobre las sales de calcio y magnesio. En la antigüedad, muy a menudo se recubría un pozo con silicona para obtener agua de buena calidad.

Hoy en día, el uso de un método de ablandamiento de agua con silicio tiene derecho a la vida, pero es poco probable que sea posible purificar una gran cantidad de agua con su ayuda. Por lo tanto, este método sólo tiene un uso terapéutico y medicinal.

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 un análisis químico del agua, no constituye una protección completa contra la formación de incrustaciones. Entonces, en la ingeniería de energía térmica, aún tendrá que limpiarlo de cal. Y la diferencia es que después del trabajo la placa se forma débilmente, pero crece más lentamente y, lo que es más importante, se elimina con bastante facilidad. Ni siquiera hace falta comprar productos especiales para ello. Es suficiente con un enjuague regular con agua.

La formación de incrustaciones, no peor que la mala solubilidad en agua, daña los electrodomésticos y equipos. El problema es que si la escala no se elimina a tiempo, comienza a crecer aún más rápido y con más confianza. Y a su paso, la corrosión comienza a desarrollar lentamente su actividad. Estos dos fenómenos están indisolublemente ligados.

La incrustación no solo es antiestética, antiestética y de poca utilidad, sino que también con la formación de incrustaciones aumenta la amenaza de perder equipos y equipos costosos. Los problemas de escala, especialmente en la industria, siempre suponen un gasto muy grande. Métodos de ablandamiento del agua. Tanto los reactivos como los no reactivos no podrían aparecer así. Tenía que haber buenas razones para su creación. Ésta es la razón de la escala.

En las salas de calderas, especialmente en las de vapor, es toda una historia. Para que una sala de calderas de vapor funcione, la calidad del vapor debe ser muy alta y durante el tiempo de purificación, tanto el agua como el vapor pasan por una gran cantidad de instancias, lo que ayuda a que las centrales eléctricas de vapor duren mucho más que cuando trabajan con agua sin tratar.

¿A qué conduce el agua mala? La están calentando. Durante el proceso de calentamiento, las sales duras forman un precipitado poco soluble, es decir, incrustaciones que, cuando se calientan, se depositan precisamente en la superficie calentada. La capa formada, aunque se forma durante el proceso de calentamiento, no absorbe ni transmite calor por sí misma. Y recordamos que se depositó precisamente sobre la superficie calefactora. Con el tiempo, la densidad de la capa de incrustaciones alcanza límites tales que el calor deja de transferirse por completo al agua.

Durante este período de tiempo, el consumo de combustible aumenta de manera simplemente inimaginable. Después de todo, el dispositivo o equipo está intentando funcionar. Y su trabajo es calentar agua. Y para hacer esto, debe intentar calentar la báscula para que transfiera al agua al menos el 10 por ciento del calor transferido. Para ello hay que gastar mucho combustible. Esto lleva mucho tiempo y las superficies sufren enormes sobrecargas. Naturalmente, esto no puede continuar para siempre. Los metales, por así decirlo, entran en un horno de hogar abierto si están cubiertos con una capa de incrustaciones.

Entonces resulta que un electrodoméstico puede apagarse para no quemarse, pero una caldera de combustible sólido no puede hacerlo. Sólo puede ser destrozado por tal efecto. Aquí es posible que haya víctimas humanas. Por lo tanto, esto debe tratarse de manera muy correcta y cuidadosa. Es absolutamente imposible saltarse la descalcificación, especialmente en la industria.

Cualquier descalcificación equipo industrial implica un apagado obligatorio del sistema. Esto es tiempo de inactividad, nuevamente productos que no se entregan a tiempo, estos son gastos. No es posible descalcificar el equipo mientras esté funcionando. Deténgase y limpie únicamente. Y la mayoría de las veces, limpieza desmontable, porque... El equipamiento, tanto en las salas de calderas como en la metalurgia, es complejo. No será posible llegar inmediatamente a los lugares más remotos. Así que considere si la eliminación es realmente tan barata. Cuadrillas de instalación de equipos, cuadrillas de limpieza de superficies, tiempos de inactividad, pago de productos de limpieza. Definitivamente no podrá ahorrar dinero en la descalcificación.

Y por mucho que lo intentes, seguro que no podrás realizar ninguna limpieza antical sin dejar rastro. Siempre habrá rayones; la limpieza mecánica no solo elimina cubierta protectora, también afectará a la capa principal. Bueno, cualquier superficie dañada es un lugar favorito para los depósitos de sarro. Entonces resulta que al eliminar una escala, estimulamos la rápida formación de otras capas. Por lo tanto, no es rentable eliminar incrustaciones constantemente, nada rentable.

Ahora, con respecto a las formas de ablandar el agua dura. Aunque a primera vista pueda parecer que existen muchos dispositivos para ablandar el agua, no hay tantas formas de ablandar el agua dura, aunque existe una opción. Los métodos se pueden dividir con seguridad en químicos y físicos. La purificación química del agua implica el uso de varios reactivos, durante los cuales las sales duras se vuelven poco solubles, precipitan y se eliminan fácilmente de los sistemas donde se usa agua. Aprendamos más sobre estos métodos para ablandar el agua dura. Sus tipos y ventajas.

Métodos físicos de ablandamiento del agua.

El grupo métodos físicos de ablandamiento del agua Funciona sin el uso de productos químicos. Este grupo es ideal para purificar el agua del grifo, es decir, agua que también se utiliza para uso personal: beber y comer. El agua allí debería ser blanda por defecto.

Métodos de membrana para ablandar el agua.

También puedes seleccionar un grupo Métodos de membrana para ablandar el agua.. Esto incluye la ósmosis inversa, que es muy popular en la industria. Este es un método de limpieza fina que utiliza presión. Dentro de dicho dispositivo hay una membrana delgada hecha de materiales costosos. Toda la superficie de dicha membrana está salpicada de agujeros. El diámetro de tales agujeros no excede el tamaño de una molécula de agua. Una superficie semipermeable de este tipo permite eliminar del agua casi cualquier impureza que sea más grande que una molécula de agua.

Con un dispositivo de este tipo se puede obtener fácilmente agua ideal para la misma farmacología o para la producción de agua potable. El destilado se obtiene mediante nanofiltración. Este es otro tipo osmosis inversa, solo baja presión.

La principal ventaja de este método de ablandamiento del agua es el grado más alto purificación, la capacidad de obtener agua con características específicas solo cambiando la membrana. Pero la ósmosis inversa, al igual que otros métodos de purificación de agua con membranas, tiene sus inconvenientes. Cuando el aparato está funcionando, hay mucha agua dentro del mismo. Esto sucede por varias razones. En primer lugar, la tasa de permeación a través de la membrana no es tan alta, además el dispositivo incluye más de un filtro. La instalación puede incluir ósmosis inversa, filtro mecánico y aire acondicionado. Este último debe instalarse en instalaciones de producción de agua potable. Este método de ablandamiento del agua elimina muy bien las impurezas, incluidas las bacterias y los virus, lo cual es importante para el agua potable. Entonces, sin acondicionamiento, dicha agua se vuelve inadecuada para uso personal. Bueno, entonces el uso de ósmosis inversa limita significativamente el costo de instalación. No todo el mundo en la vida cotidiana puede permitirse el lujo de utilizar una instalación de este tipo.

Método químico de ablandamiento del agua.

Método químico de ablandamiento del agua. como ya hemos dicho, implica el uso de productos químicos. Esto incluye cloro sódico y fosfatos. Para tal ablandamiento, los dispensadores que se montan en una tubería de agua se utilizan con mayor frecuencia. Estos métodos son malos porque los productos químicos pueden formar otras impurezas en el agua y se obtiene el mismo sedimento. Sólo que también es muy difícil de eliminar. Al mismo tiempo, el método químico de ablandamiento del agua también incluye la restauración química de las partes filtrantes de los dispositivos. Por tanto, el más famoso de este método es el intercambio iónico. Aquí el cartucho se regenera utilizando una solución muy salada. Después de la restauración, el cartucho podrá volver a funcionar.

Método de intercambio iónico para ablandar el agua.

Intercambio iónico, como método para ablandar el agua es uno de los más sencillos. No requiere ninguna estructura especial. La base, como su nombre indica, es el intercambio iónico. Dentro de dicho dispositivo funciona una resina similar a un gel. Contiene una gran cantidad de sodio, que muy rápidamente, al entrar en contacto con el agua dura, se reemplaza por cristales de sales de calcio y magnesio. Esto da como resultado un proceso de limpieza sencillo y rápido, sin ningún esfuerzo. Después de un cierto período de tiempo, se elimina todo el sodio del cartucho.

En la industria, el cartucho se restaura lavándolo con una solución, pero en la vida cotidiana simplemente se reemplaza, porque agua potable No tolera los reactivos. La velocidad de limpieza es excelente, pero los costes de los cartuchos o de su restauración son bastante elevados. Y en la vida cotidiana, una jarra con filtro puede limpiar como máximo un par de litros. Para una protección completa contra las incrustaciones y la dureza, deberá utilizar otro filtro.

Método de ablandamiento del agua sin reactivos

Un representante brillante método sin reactivos para ablandar el agua es un efecto de fuerza magnética. La base de estos dispositivos son los potentes imanes. Definitivamente permanente. Usted acaba de instalar un dispositivo de este tipo, pero el campo magnético ya está funcionando. El dispositivo es fácil de instalar y quitar. No requiere mantenimiento, no necesita cartuchos ni limpieza. Él trabaja. De este modo, el campo de fuerza magnético impregna el agua, de modo que las sales de dureza que contiene pierden su forma anterior. Estas son agujas afiladas. Frotan superficies con incrustaciones viejas, eliminándolas de forma muy eficaz. Pero la influencia magnética es muy exigente con el agua. Necesita agua a temperatura ambiente, que fluya en una dirección y a cierta velocidad. Eliminar todas las desventajas del método magnético de ablandamiento del agua fue posible simplemente agregando una corriente eléctrica. Así se inventó el dispositivo electromagnético.

Después de conocer a todos formas de ablandar el agua, debemos concluir que hoy negarse a ablandarse significa arriesgar la salud de la familia y una total falta de previsión. Por eso, hoy en día cada vez más personas eligen este camino.

Esquemas tecnológicos y elementos estructurales Plantas ablandadoras de agua con reactivos.

Método termoquímico de ablandamiento de agua.

Ablandamiento de agua mediante diálisis.

Tratamiento de agua magnético

Literatura

Fundamentos teóricos del ablandamiento del agua, clasificación de métodos.

El ablandamiento del agua se refiere al proceso de eliminar los cationes duros de la misma, es decir. calcio y magnesio. De acuerdo con GOST 2874-82 "Agua potable", la dureza del agua no debe exceder los 7 mEq/l. Ciertos tipos de producción requieren un profundo ablandamiento del agua de proceso, es decir, hasta 0,05,0,01 mEq/l. Las fuentes de agua utilizadas normalmente tienen una dureza que cumple con los estándares del agua potable y no requieren ablandamiento. El ablandamiento del agua se lleva a cabo principalmente durante su preparación con fines técnicos. Por tanto, la dureza del agua para alimentar calderas de tambor no debe exceder los 0,005 mEq/l. El ablandamiento del agua se realiza mediante los siguientes métodos: térmico, basado en calentar agua, destilarla o congelarla; reactivos, en los que los iones presentes en el agua California ( II ) Y magnesio ( II ) se unen con varios reactivos en compuestos prácticamente insolubles; Intercambio iónico, basado en la filtración del agua ablandada a través de materiales especiales que intercambian los iones incluidos en su composición. N / A ( I) o H (1) en iones Ca (II) y magnesio ( II ), contenida en el agua de diálisis; combinados, que representan varias combinaciones de los métodos enumerados.

La elección del método de ablandamiento del agua está determinada por su calidad, la profundidad de ablandamiento requerida y consideraciones técnicas y económicas. De acuerdo con las recomendaciones de SNiP. al ablandar el agua subterránea, se deben utilizar métodos de intercambio iónico; al suavizar aguas superficiales Cuando también se requiere clarificación del agua se utiliza el método de cal o cal-sosa, y cuando el agua se ablanda profundamente se utiliza la cationización posterior. Las principales características y condiciones para el uso de métodos de ablandamiento de agua se dan en la tabla. 20.1.

ablandamiento de agua para diálisis térmica

Para obtener agua para las necesidades domésticas y potable, generalmente solo se ablanda una cierta parte y luego se mezcla con agua de origen, mientras que la cantidad de agua ablandada qy determinado por la fórmula

(20.1)

¿Dónde está J o. Y. - dureza total del agua de origen, mEq/l; F 0. s. - dureza total del agua que entra a la red, mEq/l; F 0. Ud. - dureza del agua descalcificada, mEq/l.

Métodos de ablandamiento de agua.

Índice	térmico	reactivo	intercambio iónico	diálisis
Características del proceso	El agua se calienta a una temperatura superior a 100°C, lo que elimina la dureza carbonatada y no carbonatada (en forma de carbonato cálcico, hidroxi, magnesio y yeso).	Al agua se le añade cal, que elimina las durezas de carbonatos y magnesio, así como soda, que elimina las durezas sin carbonatos.	El agua a ablandar pasa a través de filtros intercambiadores de cationes.	El agua de origen se filtra a través de una membrana semipermeable.
Propósito del método	Eliminación de la dureza de carbonatos del agua utilizada para alimentar calderas de baja y media presión.	Ablandamiento superficial y al mismo tiempo clarificación del agua de sólidos suspendidos.	Ablandamiento profundo de agua que contiene una pequeña cantidad de sólidos en suspensión.	Ablandamiento profundo del agua
Consumo de agua para necesidades propias.	-	No más del 10%	Hasta 30% o más en proporción a la dureza del agua de origen.	10
Condiciones para un uso efectivo: turbidez del agua de origen, mg/l	Hasta 50	Hasta 500	No más de 8	Hasta 2.0
Dureza del agua, mEq/l	Dureza carbonatada con predominio de Ca (HC03) 2, dureza no carbonatada en forma de yeso	5.30	No superior a 15	Hasta 10.0
Dureza residual del agua, mEq/l	Dureza de carbonato hasta 0,035, CaS04 hasta 0,70	Hasta 0,70	0.03.0.05 prn monoetapa y hasta 0.01 con cationización de dos etapas	0,01 y menos
Temperatura del agua, °C	Hasta 270	hasta 90	Hasta 30 (glauconita), hasta 60 (sulfonita)	Hasta 60

Método térmico de ablandamiento del agua.

Se recomienda utilizar el método térmico de ablandamiento del agua cuando se utilizan aguas carbonatadas para alimentar calderas. baja presión, y también en combinación con métodos reactivos de ablandamiento de agua. Se basa en un cambio en el equilibrio del dióxido de carbono cuando se calienta hacia la formación de carbonato de calcio, que se describe mediante la reacción.

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

El equilibrio se desplaza debido a una disminución en la solubilidad del monóxido de carbono (IV) causada por un aumento de temperatura y presión. La ebullición puede eliminar completamente el monóxido de carbono (IV) y, por lo tanto, reducir significativamente la dureza del carbonato de calcio. Sin embargo, no es posible eliminar completamente esta dureza, ya que el carbonato de calcio, aunque ligeramente (13 mg/l a una temperatura de 18°C), sigue siendo soluble en agua.

Si el bicarbonato de magnesio está presente en el agua, el proceso de precipitación ocurre de la siguiente manera: primero, se forma carbonato de magnesio relativamente altamente soluble (110 mg/l a una temperatura de 18 ° C).

Mg (HCO 3) → MgC0 3 + C0 2 + H 2 0,

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

MgC0 3 +H 2 0 → Mg (0H) 2 +C0 2 .

En consecuencia, cuando se hierve el agua, la dureza provocada por los bicarbonatos de calcio y magnesio disminuye. Cuando se hierve el agua, también disminuye la dureza, determinada por el sulfato de calcio, cuya solubilidad desciende a 0,65 g/l.

En la Fig. 1 muestra un descalcificador térmico diseñado por Kopyev, caracterizado por la relativa simplicidad del dispositivo y su funcionamiento confiable. El agua tratada, precalentada en el aparato, entra a través del eyector en el casquillo del calentador de película y se rocía a través de tuberías colocadas verticalmente y fluye a través de ellas hacia el vapor caliente. Luego, junto con el agua de purga de las calderas, ingresa al clarificador con sedimento en suspensión a través de la tubería de suministro central por el fondo perforado.

El dióxido de carbono y el oxígeno liberados del agua junto con el exceso de vapor se descargan a la atmósfera. Las sales de calcio y magnesio que se forman durante el calentamiento del agua quedan retenidas en la capa suspendida. Después de atravesar la capa suspendida, el agua ablandada ingresa al tanque de recolección y se descarga fuera del aparato.

El tiempo de residencia del agua en el descalcificador térmico es de 30,45 minutos, la velocidad de su movimiento ascendente en la capa suspendida es de 7,10 m/h y en los orificios del doble fondo de 0,1-0,25 m/s.

Arroz. 1. Descalcificador térmico diseñado por Kopyev.

15 - descarga de agua de drenaje; 12 - tubería de suministro central; 13 - fondos falsos perforados; 11 - capa suspendida; 14 - descarga de lodos; 9 - recogida de agua ablandada; 1, 10 - suministro de agua de manantial y extracción de agua ablandada; 2 - soplado de caldera; 3 - eyector; 4 - evaporación; 5 - calentador de película; 6 - liberación de vapor; 7 - tubería anular perforada para drenaje de agua al eyector; 8 - mamparas separadoras inclinadas

Métodos reactivos para ablandar el agua.

El ablandamiento del agua mediante métodos reactivos se basa en su tratamiento 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, seguidos por 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.

Ablandamiento de agua mediante encalado se utiliza para durezas altas en carbonatos y bajas no carbonatadas, así como en los casos en los que no es necesario eliminar las sales de dureza no carbonatadas del agua. Como reactivo se utiliza cal, que se introduce en forma de solución o suspensión (leche) en agua tratada precalentada. Cuando se disuelve, la cal enriquece el agua con iones OH - y Ca 2+, lo que conduce a la unión del monóxido de carbono (IV) libre disuelto en agua con la formación de iones carbonato y la transición de iones hidrocarbonato a carbonato:

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

Un aumento en la concentración de iones CO 3 2 - en el agua tratada y la presencia de iones Ca 2+ en ella, teniendo en cuenta los introducidos con 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.

Si hay exceso de cal, también precipita hidróxido de magnesio.

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) se utiliza simultáneamente con el encalado, es decir, FeS0 4 *7 H 2 0. La dureza residual del agua ablandada durante la descarbonización se puede obtener entre 0,4 y 0,8 mg-eq/l más que la dureza sin carbonatos, y la alcalinidad es de 0,8-1,2 mg-eq/l. La dosis de cal está determinada por la relación entre la concentración de iones calcio en el agua y la dureza de carbonatos: a) en la relación [Ca 2+ ] /20<Ж к,

(20.2b)

b) con la relación [Ca 2+ ] /20 > J c,

(20.3)

donde [CO 2 ] es la concentración de monóxido de carbono (IV) libre en agua, mg/l; [Ca 2+ ] - concentración de iones calcio, mg/l; Fc - dureza de carbonatos del agua, mEq/l; D k - dosis de coagulante (FeS0 4 o FeCl 3 en términos de productos anhidros), mg/l; e k- masa equivalente de la sustancia activa del coagulante, mg/mg-eq (para FeS0 4 mi k = 76, para FeCl 3 e k = 54); 0,5 y 0,3 - exceso de cal para asegurar una mayor completitud de la reacción, mEq/l.

El agua tiene un poder de disolución excepcionalmente alto. Al caer en forma de precipitación, disuelve los gases de la atmósfera, incluido el dióxido de carbono. Posteriormente, al filtrarse en el suelo, el agua captura cantidades adicionales de dióxido de carbono como producto de la descomposición de objetos vivos y no vivos. Cuando el dióxido de carbono reacciona con el agua, forma ácido carbónico, lo que aumenta el potencial de disolver minerales y otras impurezas. Al atravesar una capa de piedra caliza, se satura con iones de calcio y magnesio, responsables de la dureza. El hierro y el manganeso en las fuentes se encuentran en concentraciones más bajas que los iones de calcio y magnesio. Como el agua es un disolvente, recoge cloruros, sulfatos, nitratos de calcio y magnesio solubles. De manera similar, absorbe compuestos de carbonato, bicarbonato, cloruro y sulfato de sodio, así como algo de sílice.

En general, con detalle análisis En él se pueden encontrar casi todos los elementos de la tabla periódica en mayor o menor concentración.

Rigidez se divide en hidrocarbonato, también llamado temporal, y no carbonato (cloruro, sulfato, nitrato), permanente. Dureza temporal eliminado por ebullición (depósito en el elemento calefactor), dureza constante no desaparece cuando se calienta.

Quitar 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 de uso, los requisitos para el nivel de dureza varían desde 7 mEq/L (para uso doméstico) hasta unidades de mEq/litro o menos en medicina. Electrónica, energía, industria nuclear. La dureza del agua permitida de 7 mEq/l no supone un peligro grave para la salud, pero genera una serie de problemas cotidianos. El agua dura provoca la formación de sedimentos y depósitos en la superficie de tuberías y elementos de trabajo. electrodomésticos. Este problema es especialmente relevante para dispositivos con elementos calefactores: calderas de agua caliente y vapor, calderas y otros equipos de intercambio de calor.

Eliminación de dureza: el ablandamiento se realiza mediante resina de intercambio iónico. Una resina de intercambio iónico es un polímero que consta de una matriz polimérica y grupos funcionales. La matriz polimérica se sintetiza a partir de monómero de estireno en presencia de un aglutinante de divinilbenceno. Durante el proceso de síntesis se utiliza alcohol, que en un momento determinado se evapora y, saliendo de la matriz, forma poros en la misma. Luego se introducen grupos funcionales en la matriz. El grupo funcional consta de dos partes: una parte fija, unida a la matriz, y una parte móvil. Si la parte móvil del grupo funcional es un catión y la parte estacionaria es un anión, entonces la resina se llama intercambio catiónico, y si la parte móvil es un anión, entonces es intercambio aniónico. La resina de intercambio catiónico puede estar en forma de sodio (resina de intercambio catiónico Na) o en forma de hidrógeno (resina de intercambio catiónico H).

Proceso de ablandamiento de resina de intercambio iónico.

Limpieza con resinas de intercambio iónico

Se vierte resina de intercambio iónico en la columna, llenando entre el 60 y el 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 son desplazados de la resina. La sustitución de cationes de calcio y magnesio por cationes de sodio se produce en proporciones equivalentes. El agua que contiene iones de bicarbonato de calcio y magnesio en su entrada contendrá una cantidad equivalente de bicarbonato de sodio en su salida. El número de iones de sodio en la resina es limitado, 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 regenerarla se inicia un proceso de intercambio iónico inverso, durante el cual la resina de intercambio iónico se expone a una solución concentrada del tipo original de cationes. Para regenerar la resina de intercambio catiónico de Na, se utiliza una solución relativamente fuerte de cloruro de sodio. El sodio de la solución desplaza el calcio y el magnesio de la resina, recargándola.

Unidad de ablandamiento, limpieza con resinas de intercambio iónico:
Estructuralmente, la instalación de ablandamiento consta de tres partes: cilindros con resina de intercambio iónico y un tubo de elevación de agua, una válvula de control con un controlador electrónico y un recipiente para solución salina. Hay dos tipos de controladores: la regeneración se produce por tiempo y la regeneración se produce por volumen. Con la regeneración basada en el tiempo, el controlador cambia la unidad al modo de regeneración después de un cierto número de horas, días o en un determinado día de la semana. Cuando se regenera por volumen, la válvula de control tiene un medidor de agua incorporado y, después de que una cierta cantidad de agua ha pasado por la instalación de agua, el controlador la cambia al modo de regeneración. Este volumen se denomina ciclo de filtración de la instalación y es calculado por el controlador en función de la dureza del agua, el volumen y la capacidad de carga, que se introducen en el controlador en la fase de programación.

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

En el modo "dúplex", los filtros funcionan simultáneamente y se transfieren alternativamente según un programa determinado al modo de regeneración con un cambio en su hora de inicio durante la duración del ciclo de regeneración.

Ablandamiento de agua mediante encalado

En los casos en los que sea necesario ablandar aguas con una dureza elevada de carbonatos (más de 30 mEq/l), no es aconsejable utilizar una resina de intercambio iónico. Primero se debe reducir la dureza mediante tecnología de encalado. El ablandamiento del agua con cal y carbonato de sodio implica dosificar cal apagada Ca(OH)2 en agua dura para eliminar la dureza de los carbonatos mediante la sedimentación y luego la filtración del sedimento. La dureza no carbonatada, a su vez, se reduce añadiendo carbonato de sodio Na2CO3 para formar un precipitado insoluble, que también se elimina mediante filtración.

Este método se utiliza en empresas de agua y empresas con alto consumo de agua. Esto es suficiente método efectivo Reduce la dureza del agua, sin embargo, no elimina completamente todos los minerales.

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

Reducir la dureza del agua con cal y carbonato de sodio resulta 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 en el suministro de cal y carbonato de sodio; por otro, se requiere un control estricto del proceso de decantación y filtración. Otro factor limitante en el uso de este proceso es el tamaño equipo necesario y se liberan grandes cantidades de lodos de cal.

" y "Métodos de reactivos químicos para ablandar el agua", sección "Agua" y subsección " " abordamos el tema de la lucha contra las sales de dureza y las incrustaciones. En artículos anteriores analizamos la definición real de la palabra "ablandar agua" y consideramos que existe Hay varios métodos de ablandamiento: físico, químico, extrasensorial. También abordamos métodos reactivos para ablandar el agua como el intercambio iónico y la dosificación de antiincrustantes. En este artículo le ofrecemos dos subsecciones: un poco sobre métodos extrasensoriales y un poco más sobre los métodos físicos de ablandamiento del agua.

Los métodos psíquicos y físicos para ablandar el agua no se estudian ni comprenden completamente. Probablemente esta sea la razón por la que la forma extrasensorial de lidiar con el agua dura a menudo se confunde con la forma física de luchar. Y, en consecuencia, pierden dinero, tiempo y fe en la gente. Tanto para la compra de gadgets psíquicos como para la reparación de equipos que no protegieron de escala. Por cierto, para una buena comprensión del artículo, le recomendamos que primero estudie los materiales de los artículos "Agua dura" y "", donde se dan las definiciones básicas utilizadas en este artículo (como ablandamiento del agua, incrustaciones, dureza). , sales de dureza, etc.)

Formas extrasensoriales de ablandar el agua.

Por tanto, los métodos extrasensoriales se confunden fácilmente con los físicos. Casi lo mismo que el efecto Ganzfeld con magia. Por ejemplo, tratar el agua con un campo magnético. Esta es a la vez una forma de alta calidad de combatir las incrustaciones y una forma extrasensorial inútil de purificar y estructurar el agua.

La diferencia entre los métodos físicos y extrasensoriales es muy simple: si algo cuesta poco dinero (en promedio hasta 100 USD), pero se promete que cumplirá una gran cantidad de tareas (como por ejemplo: purificar el agua de todas las sustancias, eliminar incrustaciones, mejorar la salud y dar juventud, estructuras, acelera el crecimiento de las plantas y del cabello, elimina daños, etc.), entonces esta es una forma extrasensorial de purificar el agua. No nos detendremos en detalle en los métodos extrasensoriales, se describen en varias fuentes (por ejemplo, aquí), ya que no sirven más que una centésima parte de lo prometido.

Por cierto, recientemente ha habido una tendencia a que estos estructurantes suavizantes se vuelvan más caros. Por lo tanto, puede toparse con una falsificación muy costosa, que se anuncia como protección contra las incrustaciones. Sin embargo, normalmente los dispositivos que realmente pueden ayudar físicamente a escalar no tienen funciones de estructuración adicionales.

Por lo tanto, si desea participar en la estructuración extrasensorial, debe comprar un dispositivo especial. Si necesita ablandar el agua físicamente, debe comprar un dispositivo especial. Pero no un complejo. Aunque... Como quieras :) Y pasaremos a los métodos físicos para lidiar con la escala.

Como se mencionó anteriormente, existen varias definiciones del término "ablandamiento de agua", según la etapa en la que se produce el impacto:

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

Los métodos anteriores (el intercambio iónico) tienen como objetivo 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: las incrustaciones.

En consecuencia, los métodos de ablandamiento físico no implican agua blanda en el primer sentido (agua sin ninguna sal dura). El resultado del ablandamiento físico del agua es agua que ha retenido todas sus sales de dureza, pero no daña las tuberías ni las calderas, es decir, no forma incrustaciones. Sin embargo, después del tratamiento físico, el agua dura cambia sus propiedades y, como resultado, deja de formar incrustaciones. Es decir, deja de ser duro. Y se vuelve suave. Por supuesto, si estuviéramos haciendo investigación científica, introduciríamos una diferencia en los términos “agua blanda”, es decir, agua en la que en principio no hay sales de dureza, y “agua ablandada”, que no forma incrustaciones, pero puede contener sales de dureza. Sin embargo, se trata de matices terminológicos que no nos interesan. De hecho, necesitamos formas físicas de ablandar el agua.

Existen los siguientes métodos físicos básicos para combatir las escamas:

1. Tratamiento del agua con campo magnético.
2. Tratamiento de agua con campo eléctrico.
3. Tratamiento ultrasónico del agua.
4. Tratamiento de agua mediante pulsos de corriente de baja corriente.
5. Método de ablandamiento térmico (ebullición regular del agua).

Y comenzaremos a caracterizar gradualmente los métodos físicos para tratar el agua dura. Puede que no cubramos todo de una vez en un solo artículo, pero una serie de artículos definitivamente incluirán las características de cada método. Comencemos por tratar el agua con un campo magnético, ya que este tipo de lucha física contra las incrustaciones a menudo se confunde con el ablandamiento extrasensorial del agua.

El tratamiento del agua con campo magnético es un tema complejo y controvertido. Sin entrar en detalles, podemos decir que el ablandamiento físico efectivo del agua mediante un campo magnético sólo es posible cuando es posible tener en cuenta simultáneamente una gran cantidad de factores. Este:

1. intensidad del campo magnético,
2. velocidad del flujo 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 aquellas con la capacidad de formar complejos),
   • impurezas mecánicas (incluido el óxido),
   • relación de componentes paramagnéticos y diamagnéticos,
   • oxígeno disuelto y otros gases,
   • la presencia de sistemas de desequilibrio, etc.
4. temperatura del agua durante y después del tratamiento,
5. Tiempo de procesamiento,
6. Presión atmosférica,
7. presión del agua,
8. etc.

Todos estos y muchos otros factores influyen en la eficacia del tratamiento magnético del agua. Por tanto, un ligero cambio en la composición del agua debe compensarse mediante cambios en los parámetros especificados (por ejemplo, la velocidad del agua y la intensidad del campo magnético). Todos los cambios deben ser monitoreados y respondidos de inmediato, ya que la efectividad del ablandamiento físico del agua mediante 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. En primer lugar, esto sucede porque en las salas de calderas se observa la constancia de la mayoría de los factores enumerados: flujo de agua, composición del agua, temperatura del agua, presión, etc.

Sin embargo, esto casi NO es posible repetirlo en casa. Y cuando desee comprar un imán para una tubería para salvar su casa de las incrustaciones, piense detenidamente 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.

De lo contrario, tratar el agua mediante un campo magnético en forma de imanes no es para usted y no obtendrá nada más que perder dinero comprando un imán y reparando equipos y tuberías. Otra forma de decirlo es la siguiente: la probabilidad de que un imán de tubo le ayude es inferior al 10%. Es decir, en casa, un campo magnético constante se acerca al ablandamiento extrasensorial del agua.

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

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.

Lo cual se discutirá en la secuela.

Tipos de rigidez. Métodos de ablandamiento del agua.

cationes Ca 2+ determinar la dureza del calcio y los cationes magnesio 2+ - dureza del magnesio. Dureza general se compone de calcio y magnesio, es decir de la concentración total de cationes en el agua Ca 2+ y Mg 2+ .

El ablandamiento del agua se refiere a eliminar o reducir su dureza. Principalmente consiste en la eliminación total o parcial de cationes del mismo. 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 su ebullición. En este caso, los cationes Ca2+, Mg2+ precipitar en forma de compuestos poco solubles.

En relación a los procesos de ablandamiento de agua, existen dureza carbonatada y no carbonatada .

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

al hervir cationes de calcio precipitar como carbonato de calcio :

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

A cationes de magnesio - como carbonato básico o en la forma hidróxido de magnesio (a pH>10,3):

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

iones hidróxido OH - Se forman debido a la interacción de iones. HCO 3 - con agua:

HCO 3 - + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + OH -

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

2. Tratamiento químico.

El ablandamiento del agua también se puede lograr tratando varios quimicos. Por tanto, la dureza de carbonatos se puede eliminar añadiendo cal apagada

Ca 2+ + 2 HCO 3 - + Ca 2+ + 2 OH - = 2 CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O

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

Al agregar al mismo tiempo cal Y soda puede deshacerse de la dureza carbonatada y no carbonatada ( método de soda de lima ). La dureza de carbonatos se elimina con cal y la dureza sin carbonatos con sosa:

Ca 2+ + CO 3 2-+ = CaCO 3 ↓;

Mg 2+ + CO 3 2-+ = MgCO 3

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

El polifosfato de sodio es un ablandador de agua eficaz. Na5P3O10 . En este caso, la unión de iones. Ca 2+ y Mg 2+ Se lleva a cabo debido a la formación de compuestos complejos quelatos que son altamente solubles en agua:

P 3 O 10 5- + Ca 2+ = 3-

P 3 O 10 5- + Mg 2+ = 3-

3. Iónicointercambio

También se utilizan otros métodos para eliminar la dureza del agua, entre los cuales uno de los más modernos se basa en el uso intercambiadores de cationes - método de intercambio catiónico . Hay sustancias sólidas que contienen iones móviles que pueden intercambiarse con iones del ambiente externo. obtuvieron el nombre resinas de intercambio iónico .

Las ionitas se dividen en dos grupos. Algunos de ellos intercambian sus cationes por cationes del medio ambiente y se denominan intercambiadores de cationes , otros intercambian sus aniones y se llaman intercambiadores de aniones . Los intercambiadores de iones no se disuelven en soluciones de sales, ácidos y álcalis.

De intercambiadores de iones inorgánicos valor más alto tener zeolitas - aluminosilicatos de composición compleja con estructura cristalina. Por ejemplo, aluminosilicato de la composición Na 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 4 SiO 2 ∙ metro H2O tiene una red espacial formada por átomos Al, Si y O . La red está llena de cavidades en las que se encuentran moléculas de agua e iones. Na+ . Estos últimos, al tener cierta libertad de movimiento, son sustituidos por iones. Ca 2+ y Mg 2+ al pasar agua a través de una capa de granos de zeolita (gránulos).

Más perfecto resinas de intercambio iónico , obtenido a base de polímeros sintéticos. Tienen simultáneamente altas características técnicas y de rendimiento y diversas propiedades físicas y químicas.

Para eliminar la dureza del agua, utilice intercambiadores de cationes . Su composición se puede expresar condicionalmente mediante la fórmula general. Na 2 R, donde Na + es un catión muy móvil, y R2- - una partícula intercambiadora de cationes que lleva una carga negativa.

Si pasa agua a través de las capas del intercambiador de cationes, los iones de sodio se intercambiarán por iones de calcio y magnesio:

Ca 2+ + Na 2 R = 2Na + + CaR;

Mg 2+ + Na 2 R = 2 Na + + MgR

Así, los iones de calcio y magnesio pasan de la solución al intercambiador de cationes y se elimina la dureza.

Cuando el proceso de intercambio iónico alcanza el equilibrio, el intercambiador de iones deja de funcionar y pierde su capacidad de ablandar el agua. Sin embargo, cualquier intercambiador de iones se regenera fácilmente. Para ello, se pasa una solución concentrada a través del intercambiador de cationes. 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 se satura nuevamente con iones Na+ o H+.

4. Métodos físicos para eliminar la dureza.

También se utilizan métodos basados ​​​​en fenómenos físicos para ablandar el agua.

Método de electrodiálisis se basa en el fenómeno del movimiento dirigido de iones electrolitos a electrodos conectados a una red de corriente continua. Así, los iones metálicos, que provocan la dureza del agua, quedan retenidos 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 bajo la influencia de un campo magnético. Para aumentar la cantidad de iones en el agua, se irradia previamente con radiación ionizante.

Tratamiento de agua magnético Consiste en hacer pasar agua a través de un sistema de campos magnéticos de direcciones opuestas. Como resultado, el grado de hidratación de las sustancias disueltas disminuye y se combinan en partículas más grandes que precipitan.

Tratamiento de agua por ultrasonidos también da como resultado partículas de soluto más grandes que forman sedimentos.

E.A. Nudnova, I.N. Arzhanova