для чего нужен ионообменный фильтр
Описание и характеристика ионообменных фильтров для очистки воды
В воде, поступающей в дом, может содержаться избыток вредных солей, негативно воздействующий на человеческий организм. Вследствие чего в нём образуются камни.
Также жёсткая вода вредит нагревательным составляющим отопительной техники и стиральных машин. Поэтому необходимо понижать жёсткость воды. А чтобы это процесс получился наиболее эффективным, следует применять ионообменные фильтры.
Описание метода фильтрации
Ионообменные фильтры для обработки жидкости – это специальная автоматическая система, способная снизить жесткость воды (убрать излишек магния и кальция). Этот процесс работает за счет ионообменной смолы.
Разбирая данный процесс детальнее, требуется изучить принцип функционирования, структуру и модификации такого фильтра.
Принцип действия
Наибольшей эффективностью характеризуются модели с водородными смолами. Тяжёлые металлы и радиоактивные компоненты, следуя через это устройство, захватываются. Их место занимает безвредный водород.
Также есть натриевые приборы. Они заменяют металлические ионы на натриевые. В итоге получается переизбыток солей, и проходят щелочные реакции.
Вследствие такого очищения меняется кислотно-щелочные показатели воды. Из-за этого нарушаются обмен веществ в организме. Но в целом, такие соли не опасны для человека и не формируют накипи на бытовых приборах.
В ионном обмене ключевую роль играют специальные смолы. Это неорганические соединения, насыщенные порами и выпускающиеся в гранулах. Их нужно периодически очищать. А регулярность этой операции обуславливается уровнем загрязнения воды и загруженностью прибора.
Устройство
Его составляющими являются:
В центре корпуса сосредоточен фильтрующий блок, для создания которого применён ионообменный волокнистый материал. За ним находятся сетчатый фильтр, который механически удерживает мусор, и ионообменный отсек.
Завершением конструкции является фильтр тонкого очищения. Для устранения газов из воды в корпусе есть специальные отверстия.
Плюсы и минусы очистителей
Достоинства ионообменных фильтров таковы:
Недостатки:
На что обращать внимание при выборе?
До покупки фильтрующей системы:
Если требуется очищать промышленные стоки или умягчать значительные объёмы воды, то лучше покупать солидную промышленную модель с автоматической регенерацией.
Почти все модификации требуется дополнять угольным фильтром. Это необходимо для полноценной качественной очистки воды, после которой она становится пригодной для питья.
При выборе модели учитывайте способы замены ионов солей: натрий или водород. От вида фильтра обуславливаются кислотно-щелочные показатели очищенной воды.
Также фильтрующие приборы отличаются друг от друга по производительности.
Она имеет прямую зависимость от объёма фильтрующих загрузок и вектор восстанавливающего потока. По последнему есть разделение аппаратов на прямоточные и противоточные.
Большие модификации – это колонны с автоматической регенерацией наполнителя. Они образованы тремя блоками. Контроль над потоком жидкости в них осуществляет особый клапан, находящийся под процессором электронного типа.
Восстановительный контейнер наполняется поваренной солью. По степени истощения смолы в него добавляется вода, и промывается наполнитель.
Эксплуатация
Чтобы фильтр работал эффективно и максимально долго, требуется постоянно реанимировать специальный картридж и рабочую смолу.
Как часто нужно менять? Каждая модель фильтра обслуживается по индивидуальному графику. В их документах обычно отражаются средние значения на основе типовых норм. В учёт не берётся уровень загрязнения воды.
В целом, интервалы для замены следующие:
Тонкости регенерации смолы
Для восстановления первоначальных качеств смолы используется поваренная соль в пропорции 100 г на литр воды.
Если из прибора можно достать смолу, то используется 3 литра такого состава. В обратном случае – 5 л.
Алгоритм работы с извлечением смолы:
Действия без извлечения смолы:
Если после восстановления смола не даёт должного эффекта, приобретается новый картридж, либо меняется загрузка. По факту после 3-4 промывки требуется замена картриджа.
В видео можно ознакомиться наглядно с процедурой регенерации фильтра с ионообменной смолой:
Производители
Наибольшей популярностью пользуются 3 следующие компании:
Аквафор
Российская компания из Санкт-Петербурга, с 1992 года специализирующаяся на производстве фильтров для жидкости и сорбентов.
Особенности продукции:
Барьер
Российская компания с 1993 года выпускающая фильтры бытового назначения. Имеет 4 производственные точки в крупных городах.
Особенности фильтров:
Гейзер
Производитель бытовых установок с широким ассортиментом.
Особенности продукции с ионным обменом:
Заключение
Фильтры с ионным обменом эффективно очищают и умягчают воду, а также удерживают кислотно-щелочное равновесие.
Это очень популярные устройства, представленные в хорошем ассортименте в виде кувшинов, проточных систем под мойку и т.д. Благодаря ним хозяева устраняют угрозы для себя и многих бытовых аппаратов.
Что такое ионообменный фильтр для очищения воды: как выбрать, принцип работы и устройство
Пить воду из крана можно далеко не всегда, поскольку в ее составе содержатся различные примеси и вредные компоненты. С целью очистки питательной влаги люди используют различное фильтрующее оборудование. Нередко они устанавливают в доме ионообменный фильтр для очистки воды.
Устройство ионных фильтров
Ионообменные фильтры представляют собой специальную очистительную систему, которая включает в себя пластиковый или стальной корпус, картридж со смолой, распределительные устройства и емкость для регенерирующего раствора. В центре расположен фильтрующий блок. Его изготовляют на основе ионообменного сырья с волокнистой структурой.
Дальше установлен сетчатый фильтр, удерживающий механический мусор, и ионообменник. Этот узел запускает процесс обмена ионов тяжелых металлов в более легкие и безопасные соединения. Еще строением системы предусмотрено наличие фильтра тонкой очистки. Чтобы отводить растворенные газы, в корпусе закрепляются специальные отверстия.
Доступные на рынке фильтры характеризуются разными показателями КПД. Они определяются объемом загрузки и направлением регенерирующего потока. В зависимости от последнего свойства выделяют противоточные и прямоточные системы.
Габариты таких агрегатов определяются сферой их применения и рабочими характеристиками. Чтобы обрабатывать большие объемы сточной или сильно загрязненный воды нужно использовать крупногабаритный фильтр с повышенной мощностью. Для бытового использования подойдет компактная модель.
Они могут обладать съемным картриджем, который несложно заменить и восстановить в случае выхода из строя. Большие устройства выполнены в виде специальных колонн, поддерживающих автоматическое обновление наполнителя. В большинстве случае конструкция состоит из 3 блоков.
Для регулировки потока воды используется специальный клапан, который находится под электроникой. В восстановительном резервуаре размещается поваренная соль. Если ионообменная смола теряет свои свойства, в емкость закачивают жидкость и производят промывку наполнителя.
Принцип действия ионообменного фильтра
Ионообменная очистка необходима при повышении минерализации до 100 мг солей на 1 л воды. Наивысшей производительностью характеризуются фильтры на основе водородных смол. Сталкиваясь с таким оборудованием, тяжелые металлы, токсические или радиоактивные элементы превращаются в безопасный водород, а из жидкости выходят соли кальция и магния.
Рабочее вещество является неорганическим и пористым. Для эффективной работы очистительного оборудования нужно периодически очищать смолу. Частота таких процедур определяется интенсивностью эксплуатации системы. Чтобы обработать смоляной картридж, следует воспользоваться поваренной солью и кислотой лимона.
Заявленный производителем срок службы составляет не меньше 3 лет. С помощью ионообменного фильтра для очистки воды можно смягчить ее и вывести из состава ионы стронция, хрома, железа и прочих тяжелых примесей.
Особенности очистки воды ионообменным способом
Методика ионообменной очистки воды пользуется большой популярностью и применяется как для промышленных, так и для бытовых целей. Поскольку жесткость питьевой жидкости появляется в результате скопления солей магния и кальция, обмен ионной меняет их уровень и восстанавливает нормальный состав.
Обработка способствует преобразованию минеральных солей в другие химические структуры с сохранением свойств воды.
Для очистки жидкости в фильтр помещается специальный ионит, после чего он заполняется водой. Жидкость начинает просачиваться сквозь ионообменник, что приводит к изменению ее химической структуры.
При отмене аэрации такая технология не вызывает выпадение солей жесткости в осадок, что лишает пользователей необходимости устанавливать дополнительные фильтрующие системы.
Лучшие 3 ионных фильтра
В продаже предлагается большое количество фильтров с ионообменным принципом действия. Однако некоторые модели заслуживают особого внимания и занимают лидирующие места в рейтингах.
К таким относится умягчитель для умягчения воды Ecosoft FU 2472CE15. Он предназначается для промышленного использования и способен обрабатывать до 11,7 м3 жидкости в час.
Среди плюсов системы выделяют отсутствие накипи и отложений в процессе работы, минимальные расходы на обслуживание, большой срок службы ионообменной смолы (до 5 лет), а также поддержку защиты от скачков напряжения. Существует множество способов смягчения воды, но обмен ионов считается наиболее востребованным.
В списке лучших фильтров находится модель BWT AQA PERLA 30. Она обладает компактными габаритами и следующими рабочими свойствами:
Устройство серии Ecosoft FU 0844CE Twin разработано для бытового применения. Оно может выдавать до 1,3 м3 чистой воды за час работы, устраняя проблему образования накипи на бытовых приборах. Затраты на обслуживание системы минимальные, а заявленный срок службы превышает 5 лет. Агрегат поддерживает автоматизацию работы и не боится скачков напряжения.
Критерии выбора ионного фильтра
Отправляясь на поиски оборудования с методом очистки воды ионным обменом, необходимо объективно оценить некоторые критерии выбора. Среди них:
Достоинства и недостатки ионообменной очистки воды
Ионообменный метод очистки воды пользуется большим спросом и применяется в тех условиях, где показатели минерализации превышают допустимую норму и достигают 100 мг солей на 1 л. Такие агрегаты устраняют проблему сильной жесткости и обладают массой преимуществ. Это позволяет использовать их как для промышленных, так и для бытовых целей.
Среди положительных особенностей выделяют:
Однако кроме плюсов система имеет и минусы. Во-первых, пользователю понадобится периодически регенерировать или заменять ионообменную смолу, что влечет за собой ряд финансовых затрат. Во-вторых, рабочее вещество после использования должно подвергаться утилизации. В-третьих, скорость обработки невысокая, т.к. смола для очистки воды не является гидрофильным материалом, а процесс обмена ионов протекает медленно.
Передовые агрегаты лишены многих недостатков. Производители оснащают их катализаторами, которые способствуют ускорению ионного обмена и снижают расход реагентов. В результате фильтр становится максимально производительным и эффективным.
Принцип работы ионообменного фильтра для очистки воды
Анализы питьевой воды показывают, что содержание в ней нежелательных и вредных примесей велико. Смягчить и очистить ее поможет ионообменный фильтр. Самые популярные модели таких устройств продают в интернет-магазине «КВАНТА+» из г. Тюмень.
Ионообменная очистка воды помогает смягчить и очистить ее.
Область применения ионообменного фильтра
Производители предлагают подобные очистители в широком ассортименте. Их монтируют на различные системы водоподготовки промышленных предприятий, для смягчения жидкости, полученной из скважины в частных домах, квартирах и офисах.
Некоторые модели ионообменных фильтров для очистки воды на основе смолы устанавливают в увлажнители и кондиционеры.
Конструкция и устройство
Имеется несколько разновидностей подобных приборов. Независимо от внешнего вида, каждый из них включает такие компоненты:
Очищающий модуль располагается в центре корпуса и состоит из волокнистого материала или смолы, сетки для механической сорбции, ионообменного отсека и фильтра тонкой очистки. Газы и излишек жидкости удаляются через специальные отверстия.
Принцип действия водоочистителя
Если минерализация воды выше 100 мг/л, очиститель, работающий на принципах обмена ионами, поможет исправить ее. Чаще всего в состав жидкости входят:
Во время работы фильтра происходит замещение молекул вредных веществ на частицы соли. Сами примеси превращаются в водород и улетучиваются в атмосферу.
В промышленности применяют натриевые установки, повышающие содержание солей. Такую жидкость считают технической и употреблять ее в пищу не рекомендуют.
В бытовых ионообменных фильтрах для воды устанавливают дополнительный угольный элемент, обеспечивающий безопасное использование для здоровья человека.
Разновидности ионообменных фильтров
Подобные приборы классифицируются по нескольким критериям:
Для обезжелезивания жидкости
В отличие от остальных ионообменных установок в таких аппаратах применяют многокомпонентную смолу. В ее среде происходит вытеснение ионов железа и тяжелых металлов, а также органических примесей. Чаще всего такие фильтры ставят после скважин.
Устройства для обезжелезивания дороже, чем большинство подобных очистителей. Однако качество жидкости после них сравнимо с фильтрами обратного осмоса, а производительность выше, чем у аппаратов с однокомпонентным картриджем.
Поэтому установка дополнительных средств для умягчения воды и ее очистки нецелесообразна.
Система обезжелезивания.
Для смягчения жесткой воды
Это самые распространенные приборы ионной очистки. Иногда их объединяют с установками обратного осмоса.
Преимущества устройств для смягчения воды:
Со специализированными смолами
Такие очистители снабжают картриджами, наполненными селективной смолой. Она очищает воду лишь от того элемента, против которого предназначена.
Большинство фильтров позволяют менять ионообменную засыпку по мере необходимости или ее истощения.
Регенерируемые и нерегенерируемые
Они отличаются друг от друга тем, что первые восстанавливают свойства после насыщения ионами натрия. Смесь для регенерации находится в отдельном модуле и периодически добавляется. У вторых картридж с ионной смолой меняют на новый.
Для смягчения воды (кабинетного типа)
Эти фильтры выделили в отдельную категорию. Среди их особенностей:
Преимущества и недостатки использования
Достоинствами ионообменных устройств для очистки и умягчения воды стали:
Как выбирать ионообменный фильтр
Прежде чем купить ионный очиститель воды, нужно проанализировать несколько моментов:
Правила эксплуатации
Чтобы увеличить срок службы картриджа и обеспечить эффективную работу фильтра, необходимо:
Обслуживание фильтра ионообменного типа
Уход за прибором заключается в обеспечении регенерации ионообменной составляющей. Сделать это можно с помощью поваренной соли.
Порядок проведения процедуры таков:
Отдельно промывается угольный элемент, если он есть в комплекте. После сборки нужно открыть вентиль, включить воду и пропускать ее через прибор до тех пор, пока она на выходе не утратит солевой привкус.
Лучшие производители ионообменных фильтров
Наилучшие приборы ионного обмена производят несколько российских компаний. Одной из них стала фирма «Аквафор», основанная в Санкт-Петербурге в 1992 г. Она специализируется на производстве систем очистки воды и сорбентов.
Особенностями продукции «Аквафора» стали:
Популярной моделью стал универсальный ионообменный фильтр «Аквафор WaterBoss 400». Он удаляет марганец и железо в количестве до 3 мг/л и устраняет жесткость до 12 мг-экв/л.
Достоинствами модели стали:
С 1993 г. работает компания «Барьер», выпускающая ионообменную смолу под собственным брендом. Аппараты заслужили признание покупателей надежностью, качеством умягчения и очищения, аккуратной сборкой.
Одной из лучших моделей стал комбинированный фильтр «Барьер Expert Standard». Его отличают:
Широкий ассортимент характеризует ионное оборудование для очистки воды под брендом «Гейзер». Его отличают:
«Гейзер БИО 321», кроме ионообменного модуля, содержит картридж с наполнителем «Арагон 2» с биоцидной добавкой. Он защищает воду от бактерий и вирусов. Мелкая сетка не пропускает грязь и мусор.
В компании «КВАНТА+» обученные менеджеры помогут выбрать подходящую модель фильтра с ионным обменом.
Ионообменный фильтр – идеальный метод очистки воды?
Фильтры для очистки воды в современном мире давно перестали считаться предметом роскоши, а скорее переросли в ранг «жизненно необходимых». Производители, понимая повышенный спрос на свой товар, разрабатывают всё больше новых технологий, способных значительно улучшить качество жидкости. К одним из таких передовых методов, применяемых для очистки воды, относятся ионообменные фильтры. В чем их польза? Действительно ли именно данный вид очистного устройства можно считать идеальным, с точки зрения приемлемой стоимости, функционала и безопасности для здоровья потребителя? Мы знаем ответ.
Что это такое
Ионообменный фильтр, приобретаемый для очистки воды, наиболее часто используется для её умягчения. Иными словами, благодаря данному устройству становится возможным расщепление солей жесткости, находящихся в жидкости, чаще всего поступаемой именно из труб централизованного водоснабжения.
Традиционно ионообменные установки классифицируются в зависимости от условий применения на:
Домашняя установка, как правило, должна состоять из корпуса, выполненного из качественного пластика или стали, заполненного «очистным» материалом. Принцип её работы основан на использовании специальных пористых неорганических гранул, называемых по-другому смолой. Данные частицы должны быть максимально насыщены ионами натрия.
Установив бак, наполненный «заряженными» гранулами, за первичным фильтром, расположенным на «входе» в систему холодного водоснабжения, вся вода, проходящая через трубу, будет подвергаться дополнительному этапу очищения. В соответствии с продуманной технологией для умягчения жидкости, ионообменная смола, изменяя химический состав поступаемого вещества, заменяет содержащиеся в нем ионы магния и кальция на ионы натрия. Скорость водоизменения в данном случае зависит от степени загрязнения и непосредственного объёма поступаемой жидкости.
Важно отметить, что получившийся химический состав воды не несет никакого вреда для здоровья употребляющего её человека и не провоцирует образование накипи в трубных установках.
По истечении периода, указанного производителем как эксплуатационный, пользователь будет вынужден произвести восстановление смолы, используя пищевую соль или лимонную кислоту. Очевидно, что абсолютная регенерация фильтрующего элемента невозможна. Спустя в среднем 1 – 3 года бережного использования очистной установки и регулярно проводимого обновления «заряда» гранул ионами, потребуется полная замена картриджа устройства.
Помимо необходимости для покупателя тщательно следить за ионообменным фильтром, установленным для умягчения воды, существует ряд других моментов, способных доставить дискомфорт пользователю.
Очевидно, что существующие недостатки выбора в пользу ионообменного фильтра могут в определенной степени испортить впечатление от его эксплуатации. Но не стоит при этом забывать о существенных преимуществах очистки воды именно данным методом. К основным из них относятся:
Как выбрать
Поняв целесообразность приобретения фильтра, прочитав вышеприведенную информацию, у покупателя наверняка возникнет логичный вопрос, связанный с другими критериями выбора устройства. Мы решили облегчить задачу и привели ниже список показателей, заслуживающих особого внимания и объективную оценку при анализе ассортимента очистных сооружений для воды.
Покупка очистного устройства для воды необходима каждому, кто заботится о качестве питьевого сырья. Теперь, зная специфические особенности работы ионообменного вида фильтров, а также его преимущества и недостатки, важные для принятия к сведению, покупатель без труда сможет определиться с выбором товара, способного удовлетворить базовую потребность человека в получении качественной воды.
Что такое ионообменная очистка воды
Ионный обмен как метод очистки воды
В основе механизма деминерализации воды ионным обменом лежит способность ионообменных смол избирательно забирать из электролита ионы металлов взамен на эквивалентное количество ионов ионита. На скорость процесса влияет валентность ионов, их заряд, степень гидратации, радиус иона. Реакция ионного обмена в воде:
H[Кат] + NaCL ↔ Na[Кат] + HCL;
Попадая в анионитовые фильтры, анионы образующихся кислот и находящиеся в исходном водном растворе обмениваются на подвижные ионы анионитов:
Ионообменная обработка воды
Катиониты и аниониты делят на моно- и полифункциональные. Монокатиониты, имеющие в составе сульфогруппу, относятся к сильнокислым, диссоциируют полностью и могут осуществлять ионный обмен в растворе с любым рН. Катиониты с карбоксильной и фенольной группами являются слабокислотными и могут активно работать лишь в щелочной среде. Фосфоросодержащие группы имеют среднее значение кислотности. Слабоосновные аниониты чаще бывают полифункциональными. Полезная обменная емкость анионитов повышается с понижением рН раствора.
Ионный обмен для очистки воды
Для деминерализации воды водный раствор, избавленный от основных примесей путем предварительной очистки, поступает последовательно в катионобменные и анионообменные фильтры. В катионите связываются ионы металлов, а в раствор уходят соответствующие кислоты. Образующийся СО2 удаляют дегазацией. Затем в анионите происходит сорбция сильнокислых анионов.
В зависимости от необходимой глубины очистки реализуются одно-, двух- и трехступенчатые ионообменные аппараты. Во всех установках ионообменной очистки воды для связывания катионов металлов из водного раствора применяют сильнокислотные катиониты с хорошей сорбционной способностью.
Основные цели применения ионообменного метода обессоливания воды
Ионообменная очистка воды от железа
Обезжелезивание воды катионированием используют при необходимости одновременного удаления Fe и солей, обуславливающих жесткость, и когда обрабатываемый водный раствор на пути к катионитовому фильтру не обогащается кислородом. Вода проходит через фильтры, загруженные Na-катионитом. Регенерируют такой катионит NaCl.
Подробнее про обработку воды ионным обменом в частных домах вы можете прочитать здесь!
Другое применение ионного обмена для очистки воды
Метод ионного обмена для получения воды очищенной
Соединение в одной установке смешанного действия анионита и катионита позволяет достигнуть высокой чистоты раствора: за один цикл удаляются практически все растворенные ионы. Получаем чистую воду с низкой минерализацией и нейтральным рН. Избирательно подобранные по размеру и плотности зерна монодисперсных ионитов в современных фильтрах обеспечивают качественное связывание и стабильность параметров. Такие установки ионного обмена воды не регенерируются и подлежат замене при выработке ионообменной емкости.
Преимущества очистки воды с помощью ионного обмена
К минусам ионообменной технологии очистки воды можно отнести:
Как выбрать ионообменную установку для воды
Выбирать ионообменные установки для очистки воды нужно, исходя из технических условий на ионообменные материалы, учитывая требования потребителей очищенной воды и экономические показатели. Общие рекомендации при выборе схемы ионообменной очистки воды: