Меню Рубрики

Установки для умягчения воды на производстве

Умягчение воды

Умягчение воды. Понятие и признаки «жесткости» воды. Методы умягчения воды и используемые для этого умягчители.

Почему так необходимо умягчение воды?

Наверняка, проживая в квартире или загородном доме и пользуясь водой из городского водопровода, скважины, колодца, либо другого источника водозабора, вам приходилось сталкиваться с неприятными последствиями использования жесткой воды. Сухость кожи после душа, жесткость вещей и тканей после стирки, плохое пенообразование мыла и моющих средств, а также белые налёты на сантехническом оборудовании и появление накипи при кипячении – всё это наиболее видимые признаки превышения концентрации солей жесткости в воде. Нельзя не отметить и вредоносные последствия влияния жесткой воды на организм человека: проблемы с сердечно-сосудистой системой, нарушение моторики желудка, заболевание суставов и нежелательные отложения в почках или желчных путях. Помимо всего перечисленного, образовывающейся накипь в процессе эксплуатации водонагревательной техники (бойлеров, котлов, стиральных машин, посудомоек и т.д.), способствует преждевременному выходу их из строя.

Также, является недопустимым использование воды с высоким солесодержанием и в промышленности, вызывая при этом нарушения технологически и химических процессов производства пищевых продуктов, напитков, товаров общего потребления и т.д. Необходимость устранения жесткости воды играет важную роль и в энергетике, где образование накипи нарушает работоспособность дорогостоящего теплообменного оборудования и систем отопления, резко снижая при этом их теплообменные характеристики (впоследствии увеличение расходов на топливо), и вызывая полный выход из строя.

Понятие «жесткая вода». Чем вызвана жесткость воды?

Жесткость воды характеризует концентрация (наличие) в ней ионов кальция ( Ca 2+), магния ( Mg 2+), стронция ( Sr 2+), бария ( Ba 2+), железа ( Fe 2+) и марганца ( Mn 2+). Но наличие в природных водах непосредственно ионов кальция и магния значительно выше общего наличия иных перечисленных ионов. По этой причине, под жесткостью воды подразумевается суммарное количество ионов кальция и магния. Различается жесткость на временную (карбонатную), образующую накипь, вызванную наличием гидрокарбонатов кальция и магния, а также постоянную (некарбонатную), обусловленную зачастую наличием сульфатов и хлоридов и не выделяющуюся при кипячении.

На сегодняшний день, относительно жесткости воды существует ряд требований и нормативных документов, составленных различными ведомствами и ориентированных к разному типу потребителей. Нормативы общего солесодержания, не зависимо поверхностных или подземных вод, для систем хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых систем в большей мере сводится к требованиям СанПиН «Питьевая вода», где ПДК (предельно допустимая концентрация) солей жесткости не должна превышать более 7 мг/л. Однако при этом стоит уделять должное внимание нормативам качества воды к системам горячего водоснабжения, теплоснабжения, паровых и водогрейных котлов, где правила эксплуатации устройств требуют ПДК жесткости значительно ниже норм СанПиН (менее 2 мг/л). Нельзя не отметить и сравнительно меньший уровень концентрации ионов кальция и магния, установленный в нормах качества Европейского Союза, Всемирной организации здравоохранения и национальных норм США, который не превышает 5 мг/л. Существенно отличаются требования к солесодержанию воды и в системах промышленного назначения (порой до полного отсутствия), где необходимые концентрации регламентируют технические и химические процессы производства. Внимание ПДК солей жесткости воды в энергетике обосновано технологической и экономической эффективностью оборудования (составляя менее 1 мг/л), и в большей степени направлено на предотвращение основной проблемы-накипеобразования.

Методы умягчения воды

1. Умягчение воды методом ионного обмена наиболее популярный и широко используемый метод умягчения воды из скважины или водопровода в хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых системах. Данный метод заключается в способности ионообменных материалов (смол) обменивать ионы солей жесткости (кальция, магния и т.д.) на ионы других молекул, не вызывающих образование накипи. Также этот метод, в зависимости от типа используемых смол, позволяет извлекать соединения железа и понижать при необходимости минерализацию воды. Таким образом, умягчение воды методом ионного обмена в отличии от других методов (кроме обратного осмоса) обеспечивает устранение жесткости воды, а не преобразует их (не удаляя) в не вызывающую накипь форму.

В хозяйственно-питьевых целях для умягчения воды из скважины, колодца или водопровода зачастую используются фильтры с катиона-обменными смолами пищевого класса в Na -форме. Данные смолы предназначены для устранения жесткости воды путём удаления ионов кальция и магния, обменивая их на ионы натрия (не значительно повышая при этом минерализацию воды). К таким фильтрам относятся:

  • Умягчители воды серии WS (Lewatit S1567). Автоматические и механические фильтры устранения жесткости воды с фильтрующим материалом немецкого производства Lewatit S 1567 .
  • Кабинетные умягчители воды: North Star , BWT , Atoll Excellece L , Atoll Excellece R . Компактные автоматические фильтры устранения жесткости воды американского и европейского производства.
  • Установка умягчения непрерывного действия WS TWIN (Lewatit S1567). Автоматические фильтры устранения жесткости воды, обеспечивающие непрерывное умягчение воды без ухода на регенерацию. Фильтрующая загрузка — Lewatit S 1567 .
Читайте также:  Установка внутренней петли шкафа

Для использования катиона-обменных фильтров в условиях повышенной концентрации в воде железа, марганца, сероводорода или органических соединений, требуется их предварительное удаление. По этой причине, в комплексах систем водоподготовки, они устанавливаются после предварительной грубой очистки , систем дозирования, аэрации воды , станций обезжелезивания воды и т.д., в зависимости от используемых технологий.

В ином случае, для единовременного устранения жесткости воды, железа, марганца или их органических соединений, без применения предварительных «окислитилей» (дозации или аэрации) и обезжелезивателей, применяются комбинированные смолы , состоящие из смеси катиона-обменных, анионообменных и инертных материалов. К этим фильтрам относятся:

  • фильтры умягчения воды и обезжелезивания Гейзер Aquachief( Экотар B ) или станции обезжелезивания воды и умягчения ECO A (Ecomix A). Автоматические и механические фильтры устранения жесткости воды, растворённого железа и марганца с отдельно вынесенным баком для соли. Фильтрующие материалы Эокар В и Экософт Микс А .
  • кабинетные умягчители воды ATOLL серий: EcoLife SM , Excellece LM . Автоматические фильтры устранения жесткости воды, растворённого железа и марганца американского производства в одном композиционном корпусе фильтра вместе с баком для соли.
  • установки умягчения воды ECO (Экомикс С) . Автоматические и механические фильтры устранения жесткости воды, растворённого железа, марганца с повышенной концентрацией органических соединений (превышена перманганатная окисляемость) с отдельно вынесенным баком для соли.

Как для промышленных, энергетических, коммунально-бытовых (в особенности паровых и водогрейных котлов), так и хозяйственно-питьевых объектов (в том числе горячего и холодного водоснабжения загородных домов), не менее важным на ряду с жесткостью воды является и общая минерализация. При повышенной минерализации, умягчение воды методом ионного обмена так же позволяет эффективно снизить содержание минеральных солей. Однако проведение деминерализации воды является несколько более сложным чем умягчение. Основывается данный процесс на использовании после предварительного катионирования смол аниона-обменных свойств. Для этого в водоподготовке существуют различные одно- и несколько- ступенчатые схемы катионирования и анионирования.

Наиболее популярными марками ионообменных смол являются: Lewatit, Экософт Микс, Dowex , Purolite , Экотар , ПЮРЕЗИН и т.д. Стоит отметить существующие разнообразие смол одной марки, отличающихся между собой свойствами, составом, характеристиками и целями их применения. По этой причине, перед выбором и приобретением необходимого умягчителя или смене засыпки в существующем фильтре, рекомендуем проконсультироваться со специалистом.

2. Метод умягчения воды с помощью обратного осмоса подразумевает использование полупроницаемых мембран, изготовленных из ацетилцеллюлозы или ароматического полиамида. Задерживая практически все ионы данный метод смягчения обеспечивает максимально глубокую деминерализацию и устранение солей жесткости. Степень очистки систем обратного осмоса составляет до 99%. Конструкция их по сравнению с ионообменными фильтрами менее габаритна и представляет собой металлический каркас с мембранами (количество и типоразмер которых зависит от необходимой производительности станции водоподготовки), насосом повышающего давления, системного блока, насоса дозатора, мелких комплектующих и т.д. При попадании очищаемой воды на мембрану, отфильтрованная практически до дистиллята часть её поступает на потребителя, а остальная часть со всеми примесями уходит в дренажную систему, или поступает ещё раз на фильтрацию.

Помимо малогабаритности и простоты конструкции (относительно умягчения воды методом ионного обмена) систем обратного осмоса, также стоит отметить такие преимущества как: небольшая энергозатратность, сравнительно небольшие эксплуатационные расходы и возможность сброса концентрата в канализацию. Однако при всём этом стоит учитывать и необходимость предподготовки очищаемой воды для длительного срока службы мембран. Допустимая концентрация примесей очищаемой воды регламентируется эксплуатационными характеристиками мембран. Следует ещё учитывать высокий расход воды (получая при этом лишь 20-25% чистой, остальное на слив), большие затраты в момент приобретения и рекомендуемый непрерывный режим работы.

На сегодняшний день метод умягчения воды с помощью обратного осмоса является одним из самых перспективных методов устранения жесткости воды и очистки её в целом. Умягчение воды с помощью обратного осмоса широко используется при розливе питьевой воды, производстве алкогольных и безалкогольных напитков, в пищевой промышленности, в коттеджах, загородных домах, квартирах и т.д. Среди наших товаров вы найдёте системы обратного осмоса таких производителей как: Atoll , Aquapro , Гейзер , Осмос RO и т.д.

Читайте также:  Установка емкости для дизельного топлив

3. Реагентный метод умягчения воды представляет собой обработку (путём дозирования) очищаемой воды разнообразными реагентами и коагулянтами, связывающие кальций и магний в малорастворимые соединения, которые в последствии вместе с остальными взвешенными примесями задерживаются в различных отстойниках или осветлительных фильтрах. В качестве реагентов при этом используются известь, кальцинированная сода, гидроксид натрия, кислоты, фосфонаты и т. д. За частую реагентный метод умягчения воды применяется для смягчения, или иначе говоря «стабилизации», поступающей на теплоэнергетические системы промышленных объектов, зданий ЖКХ, котельных сооружений централизованного отопления и т.д.

Основной целью реагентной обработки является предотвращение накипи-образования, коррозии и микробиологического обрастания теплообменного оборудования, в том числе трубопровода, в условиях малых и высоких температур. Широко применяется в водоподготовке поверхностных вод, где велика вероятность высокого содержания несущих опасность продуктов метаболизма живых организмов, водорослей, бактерий и иных минеральных или органических загрязняющих веществ. Для более глубокого смягчения воды может использоваться в системах водоподготовки вместе с последующими катиона-обменными фильтрами.

В отличии от закрытых систем теплоснабжение (отопление), реагентный способ смягчения воды в открытых системах практически не применяется, так как требования к качеству сетевой воды открытых систем должно отвечать требованиям к «качеству питьевой воды».

4. Магнитный и электромагнитный метод умягчения воды применяется для предотвращения образования накипи в тепловых системах, парогенераторах, систем холодного и горячего водоснабжения в промышленности, загородных домах, коттеджах, квартирах и т.д., и представляет собой процесс пропускания потока воды в трубопроводе через магнитное поле. Под воздействием магнитного поля накипи-образующие примеси карбонатной жесткости (кальция, магния и железа) кристаллизуются в не растворимую и не образующую твердую накипь на стенках труб или водонагревателей рыхлую форму, оставаясь при этом в толще воды. Ранее образовавшиеся отложения при этом со временем так же разрушаются и вместе с потоком воды легко выводятся из водопроводной системы.

Для создания в трубопроводе данных магнитных полей в водоподготовке применяются специальные аппараты с постоянными магнитами или электромагнитами. В отличии от умягчения воды методом ионного обмена и систем обратного осмоса, магнитные установки смягчения наиболее малогабаритны, просты в монтаже, эксплуатации и экономичны. Установки с электромагнитным воздействием состоят из электронного блока, подающего сигналы на намотанный на водопроводную трубу провод с изоляцией. Благодаря поступающим с заданной чистотой сигналам данные провода излучают электромагнитное поле, проходя через которое очищаемая вода умягчается.

Однако не смотря на все преимущества магнитного метода умягчения воды стоит отметить, что после магнитной обработки умягчённая вода сохраняет свои свойства лишь на время, как правило не более суток, затем структура примесей восстанавливается до прежней формы. По этой причине требуется регулярный расход воды, либо предусматривать систему циркуляции для повторного прохождения через магнитное поле.

Обращаем ваше внимание на то, что подбор и проектирование систем водоподготовки осуществляется БЕСПЛАТНО! Купить установку умягчения воды, сделать анализ воды, заказать выезд специалиста, либо получить консультацию вы можете по тел. 8 (495) 972-20-52, или написав нам на почту 9722052@mail.ru

Не рекомендуем при выборе необходимой установки умягчения воды опираться на собственные догадки или использовать показатели состава воды близлежащих окрестностей. Используйте химический анализ воды непосредственно собственного источника водозабора.

источник

Установки умягчения воды на производстве

Практически любое промышленное предприятие не может обойтись без воды и для каждой сферы ее применения существуют свои нормы по содержанию жесткости. Даже на одном производстве может использоваться несколько вариантов умягченной воды. Таким образом, подбор промышленного оборудования для умягчения воды является ответственной задачей, так как следует учесть много факторов: требуемая производительность и исходный анализ, особенности местности, где расположено производство. Так самую высокую жесткость имеют морские воды и источники, граничащие с залежами известняка, доломитов, различных минералов. Такие соли присутствуют по большей части и в глубоких артезианских скважинах, так и в верхних водоносных слоях. При этом если водозабор происходит из неглубоких источников или открытых водоемов всегда стоит учитывать тот факт, что при смене времени года этот показатель колеблется. Так в зимний период содержание солей жесткости достигает пикового значения и резко уменьшается при таянии снегов, в период половодья.

Читайте также:  Установка автосигнализации автосигнализация tomahawk

Способы умягчения воды на промышленных производствах

В зависимости от качества исходной воды и требуемой глубины умягчения определяется наиболее подходящий и экономически целесообразный метод удаления жесткости на предприятии. Он может состоять из одного или даже из комплекса физических и физико-химических процессов:

  • смена ионов солей жесткости на ионы, расположенные на матрице смолы;
  • мембранное разделение;
  • перевод солей жесткости в нерастворенный вид путем нагревания воды;
  • обработка воды реагентами;
  • воздействие магнитным полем.

Наиболее востребованными и эффективными являются первые два метода, оставшиеся методы дорогостоящие, ненадежные и трудоемкие.

Для решения различных задач на предприятии возможно использования либо промышленных фильтров умягчения, либо установок обратного осмоса, либо комбинации этих методов. Оборудование можно размещать как в существующем здании, так и в виде мобильных станций очистки воды.

Ионообменные фильтры

В ходе пропускания воды через объем ионообменного фильтра умягчения удаляются ионы солей жесткости, заменяясь на безопасные, не откладывающиеся на поверхности ионы Na. По исчерпанию ионообменной емкости фильтрующего материала происходит его регенерация путем пропускания через фильтр раствора поваренной соли. Весь процесс умягчения контролируется автоматическим клапаном управления, расположенным на фильтре. При наличии водосчетчика рассчитывается количество воды, после пропускания которого, фильтр должен регенерироваться. Промышленные фильтры умягчения воды являются наиболее широко распространенными на производственных предприятиях.

Обратный осмос

На сегодняшний день установки обратного осмоса для получения умягченной воды имеют большую популярность. Благодаря полной автоматизации установки, требуется минимальное вмешательство человека в процесс, что делает данные системы удобными и неприхотливыми в обращении. Вода, содержащая соли, под высоким давлением подается на полупроницаемую мембрану вода и разделяется на пермеат (которая прошла через мембрану) и концентрат (сконцентрированные загрязнения, сбрасываемые в дренаж).

Для чего оборудование умягчения воды в промышленности?

Жесткость — одна из основных причин быстрого выхода из строя промышленного оборудования. Она проявляется в виде серого налета, накипи на нагревательных поверхностях, что существенно снижает теплопроводность и как следствие КПД агрегатов. Для возобновления нормальной работы требуется затратить большое количество времени и специализированных реагентов для удаления жесткости. Этих операций можно избежать еще на этапе планирования или модернизации производства, включив систему очистки воды для предприятий со стадией умягчения. Умягчение воды в промышленности сводится к уменьшению содержания в ее объеме кальциевых и магниевых солей, при этом в зависимости от их количества и специфики конечного потребителя воды, различают несколько методов снижения жесткости на предприятии.

Применения системы умягчения на предприятиях и производствах

Водоподготовка на промышленном предприятии за редким исключением не содержит стадию умягчения воды. Так большинство организаций использует воду для питьевых нужд по СанПиН 2.1.4.1074-01, где нормируется показатель жесткости.

Также предприятиям муниципальной сферы (поселки, сельские поселения, многоквартирные дома, социальные объекты, санатории, пансионаты и другие объекты ЖКХ) необходима установка систем умягчения воды для получения питьевой воды и воды хозяйственно-бытового назначения.

Не менее актуальным является поставка фильтров для умягчения воды при производстве продуктов питания, бутилированной воды.

Умягчение воды для производства безалкогольных напитков (соки, лимонады, нектары), ликероводочной и бродильной промышленности (пива, водки, кваса) имеет первостепенное значение, так как от содержания солей зависят вкусовые качества и внешний вид.

Самые высокие требования по жесткости предъявляются к воде, используемой в теплоэнергетике. Водоподготовка для котельных, парогенераторов, бойлеров всегда содержит стадию умягчения, обеспечивающую низкое содержание солей жесткости. Такая вода не должна содержать солей, способных к осадкообразованию, вспениванию нагреваемой воды, отложению накипи на нагревательных частях оборудования. Практически всегда для подготовки котловой воды в котельных и теплоэнергетики используются системы умягчения непрерывного действия. При высоких требованиях к жесткости воды для паровых котлов необходима установка двухступенчатых систем умягчения воды.

Требования по содержанию жесткости на различных производствах

По требованиям содержания солей жесткости можно выделить несколько групп предприятий:

  • получение питьевой воды по СанПиН 2.1.4.1074-01 для хозяйственно-бытовых нужд, пищевой промышленности с содержанием жесткости не более 7 мг-экв/л (Ж).
  • получение технической воды для химических, целлюлозно-бумажных, красильных, текстильных производств с содержанием жесткости не более 0,7 — 1,0 мг-экв/л (Ж).
  • вода для паровых и водогрейных котлов менее 0,3 мг-экв/л (Ж).

Смотрите нас на

источник