Вред ионообменной смолы: Ионообменное умягчение воды – все За и Против

Ионообменное умягчение воды – все За и Против

 

Использовать воду в современных реалиях без какой-либо очистки, невозможно. Это понятно каждому. Только вот далеко не каждому очевидно, что более всего убытков в быту приносит жесткая вода. Люди очень часто не понимают всей угрозы работы с такой водой. Им кажется, что на предприятиях, где вода нужна постоянно, избегать образования накипи крайне важно. А дома уж как-нибудь. Никогда умягчитель не считался прибором первой необходимости. Правильно ли так думать?

 

Когда начинают использовать ионообменные умягчители?

 

Умягчать воду естественно можно самыми разными способами. Для этого сегодня придуманы и удачно внедрены самые разные приборы. Потребитель или главный инженер любого крупного предприятия могут выбрать себе систему на основе ионного обмена или прибор, которые будут доводить воду,  до того состояния которое требуется запросами семьи или производственного процесса. Некоторые варианты применяемых устройств представлены в таблице.

 

Вид очистного прибора	Бытовое применение	Производственное
Умягчитель	Ионообменный умягчитель Магнитный Электромагнитный Обратный осмос Ультрафильтрация	Ионообменные многоступенчатые системы Электромагнитный прибор Ультразвуковой прибор Ультрафильтрационные установки Обратноосматические умягчители Комплексные приборы

 

В отличие от быта, в промышленности очень часто применяют спаренные приборы, которые способны одновременно устранять несколько видов примесей. Такая установка еще не является полноценной системой водоподготовки, но вот станцией или системой очистки вполне. Для удешевления такой системы, а также для получения с ее помощью питьевой воды часто в ней используют ионообменное умягчение воды.

 

На сегодня такой вид ионообменных умягчителей постепенно сдает свои позиции. На лидирующей позиции его удерживает только один единственный факт в его пользу – непосредственное умягчение воды. Другие приборы могут быть лучше в других ипостасях, могут обладать побочными важными факторами, но умягчает воду лучше всего ионообменное умягчение воды.

Что же работает в таком устройстве и зачем вообще необходимо это самое умягчение? Такой вопрос резонно может возникнуть у любого потребителя, который никогда не занимался домашними делами, и понятия не имеет, что такое постоянно чистить поверхности от столь ненавистной плохо выводимой накипи.

 

Если воду не менять, после централизованной очистки, то потребителю придется устранять накипные отложения постоянно. Только вот почему то, мало кто думает о том, что, если накипь оседает на стенках оборудования, то и в организме она осядет точно так же. Покупать воду постоянно – затратно и хлопотно. К тому же стирать и мыться все равно приходится в необработанной воде. Но, увы, эти факты мало влияют на принятие решений потребителем. Железный аргумент – поломка оборудования. Вот тогда среднестатистический россиянин начинает думать о том, что качество воды оказывается важно и что нужен умягчитель, чтобы избежать подобных проблем.

 

И первое, что попадается под руку любому потребителю – ионообменное умягчение воды. Такого рода приборы можно купить в любом супермаркете. Они доступны, представляют собой маленький кувшин, достаточный для производства нескольких литров питьевой воды. Начинают многие именно с него. А уже потом, когда понимают, что одной питьевой воды недостаточно, переходят на другие виды умягчителей.

 

При мощном достоинстве у ионообменного умягчителя есть значительные минусы.  Во-первых, это реагентный прибор, который требует не восстановления, а замены забивающихся картриджей. Но и в промышленности, где смолу восстанавливают, за собой эти процедуры тоже тянут расходы.

Постоянно покупать картриджи на смену мало доставит удовольствия потребителю. Во-первых, стоят они немало, почти половину стоимости самого устройства. Во-вторых, забиваются достаточно быстро. В третьих, такую очистку никто и ничто не стимулирует, она протекает сама, а значит скорость получения мягкой воды совсем невысока. То есть потребитель тратит деньги либо на приобретение средств от накипи, либо на приобретение картриджей на замену.

В промышленности смолы восстанавливают. Но для этого нужно много дешевой соли, что само по себе уже недешево, т.к. потребность в ней постоянна. После промывок получают очень соленые отходы. С ними тоже связан ряд проблем, которые придется решать постоянно.

 

Ионообменные смолы – особенности

 

Чтобы система очищения воды работала, как часы, нужно и ионообменные смолы покупать соответствующие. Если они будут низкого качества, то естественно ни о какой мягкой воде речь идти не может. Ионообменное умягчение воды подразумевает использование только хороших ионообменных смол. Компаний производящих такие смолы вполне достаточно.

Наиболее качественные и доступные ионообменные смолы поставляет на российский рынок компания Purolite.

 

 

Ее ионообменные смолы представляют собой качественные гранулы высокой очистки. С такой смолой получают воду именно для потребления в еду и в питье. Основной элемент для такой смолы – полимеры. Они отличаются высокой способностью отдавать натрий. Соли жесткости же в это время надежно прилипают к смоляным шарикам.

Промывать такие ионообменные смолы нужно все тем же сильносоляным раствором. Что собой представляет поваренная соль? По сути это натрий и хлор.  Хлор в веществе имеет отрицательный заряд, он мощно притягивает положительно заряженные соли жесткости. Так со временем ионообменная смола полностью отдает в жесткую воду весь свой натрий. Вода при этом делается мягкой.

Восстановление происходит по обратной схеме. В прибор заливают не жесткую воду, а сильно соленую. Хоть соли жесткости в смоле держаться очень плотно, но противостоять напору большого количества солей натрия они не могут и в результате все встает на свои места.

Соли жесткости остаются в сильно соленом растворе, а натрий вновь занимает их место в смоле. Прибор можно снова использовать.

 

Как правильно подобрать смолу. Что влияет на ее работоспособность?

• Количество соли;
• Ее процентное содержание;
• Жесткость поступаемой воды;
• Скорость воды

Используют ионообменное умягчение воды по-прежнему массово, в быту и на многих предприятиях.

 

Поскольку ионообменные смолы могут подвергаться влиянию других веществ, содержащихся в воде, то компании-производители стараются сделать их более устойчивыми к посторонним влияниям. Так смолы Purolite не подвержены влиянию сильных растворителей, а также сильных кислот и щелочей. Однако, если такую смолу использовать со слишком хлорированной водой, получается, что хлор разрывает устойчивые связи. Сразу возникает вопрос, как такой прибор можно использовать с очень хлорированной российской водой? Ничего не остается, как воспользоваться угольным очистителем.

Он поможет устранить излишний хлор из воды.

 

Но поскольку производители знают о таких особенностях своего прибора, то часто их продают в комплекте с угольными фильтрами. Применяют такие смолы для получения питьевой воды для ресторанов. Загородных домов. Где понятие водопровод то не всегда существует.

 

К плюсам ионообменного умягчения Purolite можно смело отнести тот факт, что при работе этой смолы в атмосферу и воду не выделяются вредные испарения. В отличие от любого умягчающего средства, которое советуют добавлять при стирке, использование ионообменных смол разрешено для получения питьевой воды.

 

Компания Purolite кроме своих смол производит еще и комплексные засыпки, которые можно применять в том же приборе, только убирать из воды тогда будут сразу несколько примесей. Такой вариант возможен при жесткой и одновременно железистой воде. Точно также иногда может прибор снабжаться дополнительной механической засыпкой и тогда получается готовая мини автоматическая система умягчения воды. Главное, чтобы прибор выдерживал напор воды, качественно обрабатывал ее. И тогда получится значительная экономия средств на нескольких приборах.

польза и вред, как правильно выбрать

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:

• небольшие конструкции для домашнего использования, подразумевающие наличие сменного картриджа;
• габаритные ионообменные колонны для промышленных целей, автоматически регенерирующие «очистное» вещество.

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.

1. Потенциальные финансовые и временные затраты на покупку сменного картриджа, а также его установку в систему водной очистки.
2. Важность не просто выброса, а обязательной утилизации «смольных гранул» после использования (данный пункт особенно важен для промышленного производства из-за больших объёмов реагента в габаритных очистных установках).
3. Невысокая скорость процесса фильтрации воды, ввиду «замедленной» отдачи ионов смолой (вследствие низкого уровня гидрофильности).

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:

1. Максимально возможная степень положительного водоизменения. Неслучайно именно ионообменные установки пригодны в использовании не только в домашних, но и масштабных промышленных условиях.
2. Более того, помимо умягчения воды, подобные фильтры способны «улавливать» и другие загрязнения, способные к ионному обмену, но отличные от солей жесткости.
3. При всей глобальности функционала ионообменного «очистителя» он крайне прост в установке, уходе и непосредственной эксплуатации.

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.

1. Жесткость воды. Условие, при котором игнорирование необходимости дополнительной очистки может негативно сказываться на бытовой технике в виде образовывающейся накипи на функциональных элементах. Определить уровень жесткости проточной воды можно при помощи специального вещества, отображающего данный показатель окрашиванием проверяемой жидкости. Чем выше жесткость, тем большее количество ионов кальция и магния в ней содержится. При покупке ионообменного фильтра важно убедиться в величине характеристики жесткости, «поддающейся» очистке, в среднем, от 4-5 мг — экв/л.
2. Исходная продуктивность системы умягчения – показатель максимального объёма очищенной воды, получаемой вследствие функционирования фильтра в течение 1 минуты. Соответственно, чем выше этот показатель, тем более результативным будет процесс водоизменения (в среднем 2,5 – 5 л/мин для «домашних» агрегатов).
3. Потребность в частоте регенерации отражает среднюю периодичность восстановления смолы при регулярной эксплуатации фильтра. Данный показатель, как правило, указывается производителем в литрах воды, доступных для очистки до момента необходимой регенерации. Он зависит непосредственно от исходной жесткости обрабатываемой жидкости (в среднем 400 – 700 л до восстановления смолы).
4. Периодичность и объем допустимых дренажных вод важны для определения максимального количества литров, возможного для единовременной обработки приобретаемым устройством, а также с какой частотой происходит «вброс» загрязненной воды в очистительные механизмы. Логично, что чем больший объём и периодичность очищения воды предусмотрены производителем, тем качественнее будет считаться продукт. Однако стоит учитывать, что высокие упомянутые показатели влияют на износ не только сменного картриджа, но и других функциональных элементов фильтра.
5. Необходимость к резервированию. Опираясь на личную необходимость накапливания очищенной воды в отдельном резервуаре или её «выход» через специальный кран, целесообразно учитывать наличие данной функции в приобретаемом устройстве. Если вывести обработанный продукт через специальный кран не составит труда при установке абсолютного большинства ионообменных фильтров, то накопительная ёмкость входит в комплектацию товаров лишь определенных моделей и производителей.

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.

Защита смолы | Water Technology

Эта статья, начавшаяся как рассказ о подготовке к зиме ионообменных систем, таких как умягчители воды, превратилась в обсуждение некоторых вещей, которые можно предпринять для защиты ионообменной смолы от вредного воздействия. Проще говоря, ионообменные смолы представляют собой «крошечные пластиковые шарики, которые извлекают соль из воды и возвращают в нее другие соли». Пластик – это тот же материал, из которого раньше изготавливались пластинки для фонографов, в настоящее время футляр для драгоценностей, в котором хранится компакт-диск, может быть сделан из стиролового пластика, но не сам компакт-диск.

Это важно, потому что ионообменные смолы, будучи пластиками, подвержены повреждениям такими же вещами, как и другие пластики. Что будет, если на шкатулку с драгоценностями наступят? Ломается конечно. Что произойдет, если пластик попадет на солнце? Они повреждаются ультрафиолетом и озоном. Что происходит с пластиком, долгое время оставленным в бассейне? Хлор ослабляет его и, в конце концов, химически разрушает.

Такие же вещи повреждают смолы. Если к шарику из смолы приложить достаточное усилие, он сломается. Солнечный свет, озон, хлор, воздействие воздуха — все это со временем повреждает смолу. Все эти типы повреждений довольно маловероятны, если смола надежно заключена внутри резервуара; поэтому самое безопасное место для смолы — внутри емкости, в которую она попала.

Стерилизация

Так что же может случиться со смолой, если она находится в резервуаре? Там тепло, темно и влажно — отличное место для размножения бактерий. Хотя бактерии могут показаться опасными, почти все они безвредны. Мы окружены бактериями, и их численность превосходит нас на миллиарды или триллионы к одному. В большинстве случаев безвредные бактерии накапливаются в слое смолы, а затем стабилизируются, не причиняя никакого вреда. И большую часть времени ионообменная подушка, оставленная в резервуаре на долгое время, будет просто отличной. Да, в смоле будут какие-то бактерии, но вреда они, скорее всего, не причинят.

Не нравится этот ответ? Давайте рассмотрим стерилизацию смолы. Если бы можно было вскипятить смолу, это было бы хорошо; пастеризация остается очень эффективным способом стерилизации вещей, включая смолы. Но это нецелесообразно, и если температура смолы не поднимется до действительно близкой к 212 ° F, полного уничтожения может и не быть. Таким образом, мы остаемся с химическими средствами. И вот тут мы начинаем ввязываться в неприятности. Наиболее распространенным химическим средством для стерилизации является отбеливатель. Проблема с отбеливателем заключается в том, что он вступает в реакцию с пластиком, таким как ионообменная смола, и повреждает его. Это плохо, но еще хуже то, что химические вещества, образующиеся в результате реакции между отбеливателем и ионообменными смолами, являются ядовитыми, все они либо известны, либо предположительно являются канцерогенами. Перекись водорода и озон лучше отбеливателя, но ненамного.

Погружение

Что еще может произойти со смолой, пока она находится в этом резервуаре? Ну может замерзнуть. Ну и что? Не повредит ли смоле, если она замерзнет? Достаточно сказать, что замораживающая смола сильно переоценена; требуется десятки циклов замораживания-оттаивания, прежде чем какое-либо повреждение станет заметным. Что насчет бака, управляющей головки и трубопроводов? Это другая история. Замерзание может привести к тому, что вода набухнет и сломает вещи, точно так же, как это может привести к разрыву водопроводных труб в холодном климате. Здесь есть несколько хороших вариантов. Первый вариант — изолировать и, возможно, обогреть трассу, чтобы трубопровод и управляющая головка не замерзли. Другой способ — слить воду или продуть ее воздухом, как это делается в спринклерных системах.

А смола? Многие листы спецификаций смол предупреждают о том, что смолы должны высохнуть. Опять же, это слишком переоценено. Да, если смолу поместить в печь и выпечь из нее всю воду, она уменьшится примерно до половины своего обычного размера. Когда пользователь собирается повторно смочить его, смола внезапно набухнет и, вероятно, сломается. И если кучу смолы оставить на солнце, она довольно быстро испортится. Итак, не делайте этого. Выкачать всю воду из резервуара немного сложно, а вылить всю воду из смолы еще труднее.

Это самый простой и легкий способ защитить слой смолы, когда он не используется. Просто оставьте его заполненным соляным раствором, используемым для регенерации смолы. Рассол – один из старейших известных способов сохранения продуктов; хорошая высокая концентрация соли препятствует росту бактерий, а также защищает от замерзания. Рассол не повредит смолу, и когда придет время снова ввести систему ионного обмена в эксплуатацию, ее нужно только промыть, прежде чем система будет готова к использованию.

Подводя итоги подготовки к зиме, либо предохраняйте трубопровод от замерзания, либо продуйте его водой, оставьте смолу погруженной в соляной раствор для защиты от роста бактерий и покончите с этим.

Обеспечение долговечности смолы

Другая часть этой статьи посвящена сохранению смолы во время использования, чтобы она прослужила как можно дольше. Вероятно, лучше всего начать со списка того, что нельзя. Не помещайте в смолу вещи, которые могут ее повредить. Начните с таких вещей, как отбеливатель. Это может быть приемлемо в качестве экстренной меры для очистки сильно загрязненной смолы, когда ничего не помогает, но совершенно ужасно в качестве первого выбора. Отбеливатель не очень эффективен, повреждает смолу и оставляет после себя ядовитые химические вещества, которые трудно удалить из смолы.

Еще одна очень плохая идея — использовать антифриз для защиты слоя смолы от замерзания. За прошедшие годы я видел, как антифризная карта разыгрывалась не раз и не два. В технической литературе некоторых компаний это рекомендовалось как эффективный способ защиты смол от замерзания. Возможно, это было бы не так уж плохо, если бы коммерческий антифриз не содержал химикатов, предназначенных для защиты автомобильных двигателей от коррозии, но загрязняющие вещества в антифризе не совсем хороши для смолы или для людей, а сам антифриз несколько ядовит. Да, это сработает, и да, это паршивая идея.

Хлор является активным ингредиентом отбеливателя и присутствует в следовых количествах в большинстве источников питьевой воды. Хорошо известно, что хлор разрушает ионообменные смолы, которые затем выделяют небольшое количество ядовитых химических веществ. Так что не делайте этого. Используйте гранулированный уголь или другие средства для удаления хлора перед системой ионного обмена. Помимо того, что не следует делать ничего действительно опрометчивого, например, заполнять слой смолы антифризом, удаление хлора из питательной воды — это самое важное, что вы можете сделать, чтобы защитить смолу от вредного воздействия.

Другая очень полезная вещь, которую можно сделать, это частая регенерация и использование достаточного количества рассола для хорошей очистки смолы. Да, это противоречит текущей политике во многих штатах, и многие умягчители имеют циклы экономии соли. Помните описание ионного обмена в начале статьи? Часть об извлечении солей из воды и добавлении других солей обратно? Смолы — это ионные губки — они адсорбируют загрязнения. Не только целевой загрязнитель, но и другие. Регенерация — единственный способ вернуть что-то из смолы. Это первая линия защиты от отравления смолой или загрязнения. Для любой системы ионного обмена, в которой известны проблемы с загрязняющими веществами в сырье, частая регенерация является второй по важности мерой, которую можно предпринять для сохранения смолы.

Следует ли использовать очиститель смолы или купить соль, содержащую очиститель? Возможно, но будьте осторожны. Чистящие средства, содержащие лимонную кислоту или фосфаты, приемлемы для катионных смол, используемых в умягчителях воды, но они необратимо отравляют анионные смолы, используемые для удаления нитратов или для улавливания органических соединений. Кроме того, очистители могут работать не очень хорошо, особенно если слой смолы настолько загрязнился, что вода не проходит через шарики равномерно. Гораздо лучше решать проблему с самого начала и устранять вредные для смолы загрязнения еще до того, как они попадут на бусины.

Чтобы двигаться в направлении профилактики, нужно начать смотреть на питательную воду и на то, что в ней вредно для смолы. Как правило, это те же самые факторы, которые делают воду нежелательной для питья. Высокий уровень железа и марганца, взвешенные твердые частицы, сильный цвет, неприятный запах и т. д. — все это распространенные загрязнители воды. Они могут не представлять опасности для здоровья, и поэтому люди, занимающиеся обработкой питьевой воды, могут не слишком беспокоиться о них. Но их не только неприятно пить, они вообще вредны для ионообменных систем. Все, что закупоривает слой смолы, покрывает пластиковые шарики или проникает внутрь и не выходит наружу, может снизить эффективность и срок службы ионообменной смолы. Во-первых, лучше не допускать его попадания в смолу.

Важным элементом является выбор конечными пользователями компании, которая устанавливает и обслуживает систему ионного обмена. Продвигайте свои услуги как те, которые работают и живут в этом районе и поддерживают хорошее практическое знание проблем и решений, которые работают для вашего конкретного водоснабжения. Ведь это наука.

---

Питер Мейерс, технический директор ResinTech Inc. из Западного Берлина, штат Нью-Джерси. ResinTech является производителем ионообменных смол и через два своих подразделения Aries и ACM Company также предлагает активированный уголь, неорганические селективные теплообменники, патронные фильтры и регенерацию PEDI. услуги. Мейерс обладает более чем 35-летним опытом, охватывающим широкий спектр приложений ионного обмена от деминерализаторов, полировщиков и умягчителей до проектирования и эксплуатации промышленных процессов. С ним можно связаться по телефону 856-768-9.600 или pmeyers@resintech. com.

Механизм загрязнения ионообменной смолы

Ионообменные смолы стареют по-разному, и понимание этого является ключом как к продлению срока службы смолы, так и к минимизации затрат на регенерацию.

В этой статье мы обсудим ряд основных причин отказа ионообменных смол.

Режим 1: Окисление

Ионообменные смолы в основном изготавливаются из функционализированных полимеров (чаще всего полистирола), сшитых дивинилбензолом (ДВБ) для удержания смолы в форме плотных частиц. Эти поперечные связи подвержены деградации, когда смола подвергается воздействию окислителей, таких как гипохлорит, хлорамины, и когда эти поперечные связи начинают разрушаться, смола начинает набухать и размягчаться. По мере набухания смол реакционные центры также становятся более отдаленными, и селективность смолы падает, что приводит к увеличению утечек из-за жесткости и снижению производительности. Это набухание смолы часто маскирует потерю смолы из сосуда.

Переходные металлы, такие как медь и железо, будут катализировать процесс окисления, в результате чего смола выйдет из строя намного раньше, чем можно было бы предсказать. Эти металлы захватываются смолой и часто осаждаются внутри шариков, если вода для регенерации имеет высокое содержание растворенного кислорода или высокий уровень pH.

Смолы с меньшим количеством поперечных связей (либо по конструкции, либо из-за деградации), как правило, менее прочны, что означает большее количество повреждений. Когда смола разрушается, это означает потерю большего количества мелких частиц, что означает снижение производительности и более частые регенерации. В конце концов, экономия затрат на регенерацию перевесит замену смолы.

Это происходит со всеми смолами, однако в первую очередь это проблема со смолами SAC, поскольку они чаще всего являются первой смолой в цепи и поэтому подвергаются воздействию хлорированной воды. Основным путем разложения смол SBA и WBA является разложение их функциональных групп. Кислотные функциональные группы в смолах SAC и WAC на самом деле довольно стабильны и редко разлагаются сами по себе.

Уровень сшивки — сложная тема.

Уровень сшивания может быть напрямую связан с общей обменной емкостью смолы в набухшей форме. Таким образом, по мере того, как смола разлагается и теряет свои поперечные связи, ее влажность и набухание увеличиваются. Это также снижает общую обменную способность, существенно уменьшая количество функциональных центров, отдаляя их друг от друга. Таким образом, для систем с большим количеством окислителей или высокими механическими нагрузками выбирается смола с более высокой степенью сшивки. А в нехлорированных системах можно использовать смолу с низкой степенью сшивки, чтобы обеспечить более быструю кинетику. Для обычной воды типичным является уровень ДВБ 8%, а для систем с низким содержанием хлора можно использовать содержание ДВБ 6% или ниже. Для воды с более высоким уровнем хлорирования можно использовать 10% или даже до 12% или 15%. Макропористые смолы с содержанием более 15% могут быть необходимы для обеспечения наилучшей защиты от окисления.

Режим 2: Разложение функциональных групп

Функциональные группы кислых смол (SAC – сульфоновая кислота и WAC – карбоновая кислота) очень стабильны и обычно не разлагаются в смоле. Однако основные смолы будут терять емкость из-за деградации реакционноспособных центров, и это особенно верно для смол SBA, которые содержат функциональную группу четвертичного амина. Эти функциональные группы иногда полностью разрушаются (часто со смолами SBA типа I), а иногда частично деградируют до третичных аминовых функциональных групп. Это по существу превращает сильный базовый сайт в слабый базовый сайт. Если это так, то это может не привести к потере общей обменной емкости, но повлияет на способность расщеплять соли и способность удалять такие частицы, как кремнезем и бор.

Режим 3: Загрязнение смолой.

Третий вид неисправности – загрязнение смолы. Это может быть вызвано осаждением неорганических отложений, таких как карбонат кальция, сульфат кальция, оксиды алюминия, гидроксиды бария или органические вещества, такие как дубильные вещества, природные органические вещества (НОМ) или искусственные масла. Загрязнения обычно не удаляются во время регенерации без особых усилий и блокируют участки ионного обмена. Для смол SAC обычными загрязнителями являются железо, барий или алюминий. Смолы SBA могут образовывать накипь при неполной регенерации в водах с высоким содержанием сульфатов или карбонатов. Они также могут быть загрязнены кремнеземом, если их не регенерировать должным образом с помощью теплой щелочи. Смолы SBA являются хорошими поглотителями органических веществ и могут загрязняться естественными органическими веществами, такими как дубильные вещества.

Режим 4: Осмотический шок и механическое повреждение

Четвертый метод деградации – осмотический шок. Когда смолы регенерируются, они сжимаются и набухают. При многократных усадках и расширениях некоторые бусины ломаются и вымываются.

Механическое разрушение также может произойти, если смолы подвергаются механическому сдвигу при многократном переносе из одного сосуда в другой или при слишком высоких давлениях и скоростях потока. Типичная новая смола, как правило, содержит около 90 процентов цельных шариков, но по мере старения смолы образуются мелкие фрагменты шариков (мелкие частицы), которые в системе эксплуатации скважины вымываются во время обратной промывки. Если этого не происходит, то это будет проявляться в виде высокого перепада давления на слое.

Как долго сохраняются смолы?

Трудно предсказать, как долго прослужит смола, так как это сильно зависит как от питательной воды, так и от того, как работает установка. Например, одно событие окисления может разрушить смолу в течение нескольких недель или месяцев. Тем не менее, есть некоторые практические правила, и Membrane Works может работать с вами, чтобы определить, сколько жизни может остаться. В конечном счете, когда смола больше не производит воду в необходимом вам объеме и качестве, ее необходимо заменить. Решение о замене смолы может быть основано на недостаточном расходе, потере производительности по воде из-за повышенных требований к регенерации, повышенной утечке ионов или экономических затратах на повышенную регенерацию.

Для хорошо работающей системы можно ожидать следующий срок службы смолы:

• Смолы SAC чаще всего разлагаются из-за окислительного повреждения и расслоения, но функциональные группы очень сильные (потеря емкости 2-3% в год). В идеальных условиях может прослужить до 10 лет, но обычно это меньше. при деионизации они могут прослужить 4-6 лет, при этом смолы, регенерированные кислотой, заменяются раньше, чем регенерированные солью, из-за более высоких эксплуатационных расходов. При двухслойной деионизации они сохраняются дольше 6-8 лет и немного короче при смешанной деионизации (5-6 лет).
Смолы
• WAC очень стабильны и часто служат более 7 лет. Они имеют довольно высокий уровень износа 10% в год по сравнению с другими смолами.
Смолы
• SBA: срок службы 5-7 лет, особенно при периодической очистке лимонной кислотой для удаления окалины. Как правило, они разлагаются с довольно стабильной потерей мощности на 5% в год просто за счет разложения аминогрупп.
Смолы
• WBA обычно используются в менее агрессивных средах, однако можно ожидать, что они прослужат 6 лет при износе на 2-3% и потере емкости на 4% в год

Membrane Works Оценка срока службы смолы

Компания Membrane Works разработала инструмент для приблизительного определения оставшегося срока службы смолы на основе потери поперечных связей в системе, а также потери функциональности в системах SBA.