trang chủ > Cửa > Các phương pháp làm mềm nước bằng hóa học và vật lý. Các phương pháp làm mềm nước. Các phương pháp làm mềm nước cơ bản


Các phương pháp làm mềm nước bằng hóa học và vật lý. Các phương pháp làm mềm nước. Các phương pháp làm mềm nước cơ bản




Trong một bộ lọc, các chất sau đây được loại bỏ đồng thời khỏi nước: tạp chất cơ học, sắt hòa tan, keo và sắt hữu cơ, mangan, tự nhiên hợp chất hữu cơ(axit humic, axit fulvic và muối của chúng), muối cứng và kim loại nặng.

Giá: từ 32.900 chà.

Chúng tôi sẽ tìm ra giải pháp cho bạn!

Theo thống kê, 90% thiết bị đun nước, sửa ống nước bị hỏng do nước cứng. Các hình thức cặn, đường ống bị tắc, máy nước nóng mất điện và các thiết bị gia dụng bị hỏng. Độ cứng cao cũng nguy hiểm cho con người. Cát và sỏi hình thành trong các cơ quan, mạch máu và tim bị ảnh hưởng, da trở nên khô và viêm da xảy ra. Để không xảy ra tai nạn ở nhà và sức khỏe không bị suy giảm, họ sản xuất Làm mềm nước sử dụng các bộ lọc.

Độ cứng là một tính chất của nước phụ thuộc vào hàm lượng muối canxi (Ca) ở dạng hòa tan và ở nồng độ thấp hơn là silicon (Si lat. Silicium), magie (Mg).

  • cacbonat
  • Không cacbonat
  • Tổng quan

Cacbonat chỉ là tạm thời. Dễ dàng loại bỏ bằng cách đun sôi. Được xác định bởi sự hiện diện của canxi và magiê bicarbonate trong chất lỏng. Công thức hóa học— Ca(НСО3)2; Mg(HCO3)2. Tạo cặn trong đường ống cấp nước nóng, trong ấm đun nước, trên các bộ phận làm nóng nước của nồi hơi và nồi hơi.

Hằng số không cacbonat. Nó không thể được loại bỏ bằng cách đun sôi. Nó được gây ra bởi sự hiện diện của muối, có tính chất khác với muối cacbonat. Đây chủ yếu là clorua (CaCl2, MgCl2), sunfat (CaSO4, MgSO4).

Độ cứng tổng cộng là tổng của độ cứng thứ 1 và thứ 2. Chỉ số cuối cùng về hàm lượng của tất cả các ion và hợp chất magiê và canxi có trong chất lỏng. Kể từ năm 2014, các tiêu chuẩn cập nhật đã xuất hiện, theo đó thông số này được đo bằng độ cứng - ° F = 1 mEq mỗi lít. Theo độ cứng tổng cộng của nước:

  • Cứng - hơn 10°F
  • Độ cứng trung bình - 2-10
  • Mềm - lên đến 2

Ở châu Âu, tiêu chuẩn nồng độ là 2,5; ở Liên bang Nga - 7.

TRONG nước giếng"cứng" các hợp chất hóa họcđến từ các loại đá hòa tan, bao gồm dolomite, vôi và thạch cao. Nếu khu vực này giàu các khoáng chất này thì chắc chắn chúng sẽ có trong nước. Cần thiết bộ lọc làm mềm nước.

Tại sao bạn làm mềm nước nhà của bạn?

Muối “cứng” dần dần tích tụ trong cơ thể. Tàu bị tắc nghẽn. Trái tim đau khổ. Sỏi xuất hiện ở thận, các cơ quan và khoang khác của cơ thể. Sỏi tiết niệu xảy ra. Uống nước có độ cứng cao gây hại nghiêm trọng cho sức khỏe. Bên cạnh đó:

  • Cặn hình thành trên máy sưởi và bộ tản nhiệt bên trong làm giảm sự truyền nhiệt
  • Chất tẩy rửa tạo ra ít bọt. Sự tiêu thụ hóa chất gia dụng tăng 60%
  • Các món ăn mất nhiều thời gian hơn để chuẩn bị. Thịt vẫn dai sau khi nấu
  • Tỉ lệ 1 milimet tăng mức tiêu thụ điện năng thêm 10%
  • Dẫn đến quá nhiệt của các bộ phận làm nóng. Nguyên nhân 90% máy nước nóng hỏng

Nước cứng khiến mọi thứ trở nên tồi tệ hơn vẻ bề ngoài. Da khô và bong tróc. Viêm da, mụn trứng cá và mẩn đỏ xuất hiện. Tóc không được gội sạch, trông rối bù và trở nên bồng bềnh. Mảng bám hình thành trên răng.

Nước cứng rất nguy hiểm cho trẻ sơ sinh. Tăng khả năng mắc bệnh chàm và viêm da dị ứng khi sử dụng và tắm liên tục. Các triệu chứng xuất hiện sớm nhất là 3 tháng. Bệnh chàm gây dị ứng tự miễn dịch, sau đó là dị ứng thực phẩm và hen suyễn.

Cách bảo vệ tốt nhất là mua về lắp đặt bộ lọc làm mềm nước. Thiết bị xử lý và lọc nước làm mềm tốt, làm nước sinh hoạt thích hợp để uống, sử dụng trong gia đình.

Nam châm mạnh cũng được sử dụng trong xử lý nước. Chất lỏng được truyền qua một từ trường mạnh. Kết quả là nước thay đổi tính chất vật lý, các tạp chất hòa tan sẽ mất khả năng tạo thành muối và do đó tạo cặn. Ngoài ra, nước từ hóa sẽ phá hủy và loại bỏ các lớp cặn đã lắng đọng. Công nghệ này có hiệu quả ở hàm lượng ion canxi, silicon và magiê thấp.

Chất lỏng được tiếp xúc với điện trường tích điện cao bằng màng đặc biệt. Các ion độ cứng và một số chất khác bị loại bỏ. Công nghệ này được sử dụng để khử muối nước biển với số lượng công nghiệp, trong sản xuất muối ăn và điều chế nước trong các nhà máy nhiệt điện.

Được thực hiện bằng cách sử dụng thuốc thử. Dùng vôi tôi Ca(OH)2, natri orthophotphat Na3PO4 hoặc tro soda Na2CO3. Khi tương tác với thuốc thử, muối cứng trở nên không hòa tan, lắng xuống đáy và dễ dàng lọc ra ngoài. Công nghệ này phù hợp khi lọc một lượng lớn chất lỏng. Trong quá trình ứng dụng, một số vấn đề công nghệ cụ thể sẽ phát sinh. Cần có liều lượng chính xác của thuốc thử hóa học.

Công nghệ này đề cập đến các phương pháp làm mềm thuốc thử. Để lọc nước, người ta sử dụng các lớp lọc dạng hạt, chủ yếu là nhựa trao đổi ion, được nạp vào bộ lọc làm mềm nước. Khi tương tác với các hạt nhựa, các ion của các hợp chất “cứng”, cũng như sắt và mangan, sẽ bị thu giữ khỏi chất lỏng. Tùy thuộc vào loại vật liệu lọc, các ion natri, kali hoặc hydro được hình thành trong quá trình trao đổi ion. Với tải trọng được lựa chọn phù hợp, có thể giảm độ cứng xuống 0,1-0,01°F ngay cả với mức khoáng hóa cực cao.

Ưu điểm của bộ lọc trao đổi ion:

  • Giá thấp hơn 20-50%
  • Phổ quát. Thích hợp xây biệt thự, nhà ở nông thôn, căn hộ TP. Chúng được đặt trên các giếng, giếng nước và cắt thành đường ống cấp nước thành phố
  • Năng suất. Loại bỏ độ cứng, sắt, khoáng chất dư thừa, mangan, hợp chất hữu cơ và các chất gây ô nhiễm khác chỉ bằng một hộp
  • Loại bỏ nồng độ sắt cực cao - lên tới 30 mg

Theo thời gian, nhựa bị tắc do các chất gây ô nhiễm được giữ lại liên kết hóa học, và ngừng làm mềm nước. Tuy nhiên, phản ứng trao đổi ion có thể đảo ngược. Nếu bạn cho dung dịch muối ăn qua nhựa, các tạp chất sẽ tách ra và natri chứa trong muối sẽ chiếm các khoảng trống thu được. Các chất ô nhiễm được tách ra sẽ được rửa vào cống. Nhựa cập nhật lại làm sạch và làm mềm nước một cách hiệu quả.

Nước cứng là nước chứa một số lượng lớn muối cứng, cụ thể là canxi và magiê.

Tại sao nước cứng lại có hại?

Nước cứng không phù hợp với nhiều người quy trình công nghệ. Nó có vị khó chịu, rất khó giặt và giặt trong đó, vì việc giặt đòi hỏi phải tiêu thụ nhiều hơn chất tẩy rửa, và khi gội sạch sẽ để lại cặn trên tóc và da. Nước cứng không phù hợp với nhu cầu của bạn Công nghiệp thực phẩm do có vị đắng và do trong quá trình bảo quản thực phẩm, muối sẽ kết tủa. Và chất lượng sản phẩm bị ảnh hưởng khi sử dụng kém uống nước.

Nước cứng gây khó khăn cho mọi người doanh nghiệp công nghiệp, vì nó nhanh chóng làm tắc nghẽn đường ống nước do cặn và cặn.

Lắng đọng muối là tai họa của thiết bị sưởi ấm, chúng bị hỏng vô vọng và cũng đòi hỏi tiêu thụ nhiên liệu dư thừa đáng kể, vì hiệu suất của quá trình trao đổi nhiệt giảm mạnh khi một lớp muối dẫn nhiệt kém đọng lại trên bề mặt của bộ trao đổi nhiệt.

Nước được làm mềm cần thiết trong các thiết bị nồi hơi, ấm đun nước và máy giặt, trong máy bơm nhiệt và nhà máy sưởi ấm cho các tiện ích công cộng. Đối với nồi hơi áp suất cao Ngay cả nước có một lượng nhỏ muối cứng cũng không phù hợp, vì việc lắp đặt sai sót có thể dẫn đến tai nạn nghiêm trọng. Trên thực tế, việc thực hiện một loạt các biện pháp loại bỏ muối cứng khỏi nước hóa ra sẽ rẻ hơn nhiều so với việc sửa chữa và thay thế các thiết bị đường ống, lò sưởi và nồi hơi.

Làm mềm nước cũng cần thiết để có được nước siêu tinh khiết cho nhu cầu phòng thí nghiệm và phân tích, cho các doanh nghiệp dược phẩm và y tế. Làm mềm là giai đoạn đầu tiên của quá trình lọc nước cho những mục đích này.

Các phương pháp làm mềm nước

Các phương pháp làm mềm nước chính hiện nay là:

Làm mềm bằng nhựa trao đổi ion;
- sử dụng màng;
- thuốc thử (hóa học);
- xử lý nước từ tính;
- nhiệt;
- điện hóa;
- kết hợp nhiều phương pháp trong một cài đặt.

Làm mềm nước bằng nhựa trao đổi ion- phổ biến nhất trên khoảnh khắc này phương pháp cho nhu cầu của các tiện ích công cộng và ngành công nghiệp thực phẩm. Nguyên lý lọc dựa trên việc lọc nước thông qua nhựa trao đổi ion, qua đó các ion canxi và magiê được thay thế bằng các ion natri và hydro. Quá trình tái tạo nhựa được thực hiện bằng dung dịch muối ăn - một loại thuốc thử rẻ tiền và dễ tiếp cận. Quá trình làm sạch tự nó dễ dàng được tự động hóa. Phương pháp trao đổi ion thường được sử dụng trong lắp đặt kết hợp để lọc nước sâu.

Phương pháp màng làm mềm nước là công nghệ tiên tiến nhất, mặc dù đắt tiền. Nó không chỉ làm mềm nước mà còn loại bỏ hầu hết các tạp chất hóa học và hữu cơ, các ion kim loại nặng, hợp chất clo và clo hữu cơ, vi khuẩn và chất lơ lửng. Nguyên tắc lọc là nước được đưa qua các vật liệu màng đặc biệt có kích thước lỗ rỗng nhất định.

Làm mềm nước bằng thuốc thử dựa trên việc bổ sung các thuốc thử đặc biệt vào nước, tạo thành các hợp chất không hòa tan hoặc ít tan với cation canxi và magie. Thường xuyên nhất ở quy mô công nghiệp vôi tôi và soda được sử dụng. Nhược điểm của phương pháp này là độ mặn cao Nước thải, yêu cầu làm sạch thêm; sự cần thiết phải kiểm soát quá trình một cách cẩn thận, thường xuyên nhất là thủ công và có tính phản ứng kiềm nước thu được. Phương pháp hóa học Không thích hợp để làm mềm nước uống. Theo quy định, những phương pháp này là bước đầu tiên để lọc nước kết hợp.

Phương pháp từ tính làm mềm nước dựa trên việc chuyển muối cứng sang trạng thái biến đổi, trong đó chúng kết tinh không thành canxit đậm đặc mà thành aragonit không ổn định, không lắng đọng trên bề mặt đường ống và bộ trao đổi nhiệt mà được loại bỏ bằng nước.

nhiệt Làm mềm nước dựa trên thực tế là khi nhiệt độ của nước cứng tăng lên trên 120°C, muối canxi và magie sẽ kết tủa. Bạn có thể làm sạch nước cũng bằng cách đông lạnh và chưng cất. Trong công nghiệp Phương pháp chưng cất hiếm khi được sử dụng và chỉ khi có nguồn năng lượng rẻ để sưởi ấm, nhưng trong các phòng thí nghiệm, máy chưng cất thường được sử dụng để lọc sâu nước.

Phương pháp điện hóa Làm mềm nước dựa trên một số quá trình đồng thời xảy ra khi nước đi qua giữa các điện cực (điện di, điện phân, phân cực, v.v.), dẫn đến sự hình thành muối magiê và canxi không hòa tan.

Phương pháp làm mềm nước cụ thể thường được xác định tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước, chất lượng yêu cầu của nước thu được, công suất nhà máy cần thiết và chi phí tài chính chấp nhận được.

Chúng tôi có thể cung cấp cho những khách hàng có nhu cầu làm mềm nước mua máy chưng cất nước PHS AQUA 10, bộ lọc màng Vladipor và

Làm mềm nước là quá trình loại bỏ muối cứng ra khỏi nước.

Quá trình tách muối Ca 2+ và Mg 2+ ra khỏi nước trong xử lý nước được gọi là Làm mềm nước. Việc loại bỏ tương đối có chọn lọc các muối cứng khỏi nước có thể được thực hiện bằng ba phương pháp:

  • làm mềm nước thuốc thử;
  • trao đổi ion;
  • lọc nano.

Nước uống cứng có vị đắng và ảnh hưởng không tốt đến hệ tiêu hóa. Theo tiêu chuẩn của WHO, độ cứng tối ưu của nước uống là 1,0–2,0 mEq/l. TRONG điều kiện sống Lượng muối có độ cứng dư thừa dẫn đến sự phát triển quá mức của các bề mặt gia nhiệt trong nồi hơi, ấm đun nước, đường ống, sự lắng đọng muối trên các thiết bị ống nước và khiến chúng bị hỏng, đồng thời để lại cặn trên tóc và da người, tạo ra cảm giác “cứng” khó chịu. Khi giặt, tiếp xúc với các chất hoạt động bề mặt của xà phòng hay bột giặt, các muối cứng sẽ liên kết chúng và đòi hỏi tiêu hao nhiều hơn.

Trong công nghiệp thực phẩm, nước cứng làm giảm chất lượng sản phẩm, gây kết tủa muối trong quá trình bảo quản. Đây là điển hình cho nước uống đóng chai, bia, nước trái cây và rượu vodka. Ngay cả khi rửa chai, nó cũng để lại những vệt không thể xóa được. Vì vậy, độ cứng của nước dùng để pha chế các sản phẩm khác nhau được quy định rõ ràng và ở mức 0,1–0,2 mEq/l.

Trong lĩnh vực năng lượng, việc nước cứng vô tình xâm nhập vào hệ thống trong thời gian ngắn sẽ nhanh chóng làm hỏng các thiết bị và đường ống trao đổi nhiệt. Ngay cả một lớp muối nhỏ đọng lại trên bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt cũng dẫn đến hệ số truyền nhiệt giảm mạnh và tăng mức tiêu hao nhiên liệu. Đường ống trở nên phát triển quá mức đến mức năng suất của chúng giảm đi nhiều lần. Do đó, trong những quy trình cho phép sử dụng nước có hàm lượng muối nhất định, độ cứng của nó bị giới hạn ở các giá trị thậm chí còn thấp hơn - 0,03–0,05 mEq/l.

Thuốc thử làm mềm nước

Nhiều muối cứng có độ hòa tan thấp. Khi cho một số thuốc thử vào dung dịch, nồng độ các anion tăng lên tạo thành các muối hòa tan kém với các ion cứng Ca 2+ và Mg 2+. Quá trình này được gọi là làm mềm nước thuốc thử.

Có sự khác biệt giữa làm mềm nước bằng vôi và soda.

Tại bón vôi Vôi tôi Ca(OH) 2 được thêm vào dung dịch cho đến khi pH khoảng 10. Kết quả là xảy ra các phản ứng sau:

Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2 CaCO 3 + 2H 2 O;

Mg(HCO 3) 2 + 2 Ca(OH) 2 = Mg(OH) 2 + 2CaCO 3 + 2H 2 O.

Phương pháp này được sử dụng cho nước có độ cứng cacbonat cao và nước không cacbonat thấp, khi cần giảm đồng thời độ cứng và độ kiềm. Độ cứng dư cao hơn 0,4–0,8 mEq/l so với độ cứng không cacbonat. Thường được sử dụng kết hợp với làm mềm nước trao đổi ion.

Tại vôi soda vôi tôi Ca(OH) 2 và soda Na 2 CO 3 được thêm vào nước cho đến khi độ pH khoảng 10. Kết quả là xảy ra các phản ứng sau:

Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 = 2 CaCO 3 + 2 NaOH + H 2 CO 3;

Mg(HCO 3) 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 + 2NaHCO 3.

Như sau từ các phương trình phản ứng, trong quá trình hình thành và lắng đọng trầm tích, muối cứng được chiết ra khỏi nước. Cùng với chúng, các hạt keo và lơ lửng cùng với các chất gây ô nhiễm liên quan sẽ được loại bỏ. Các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước được hấp thụ một phần trên các lớp trầm tích.

Tại vôi soda Do có quá nhiều ion HCO 3 nên việc loại bỏ muối cứng khỏi nước sẽ đạt được hiệu quả cao hơn. Việc tăng nhiệt độ lên 70–80 ° C cho phép bạn tăng độ cứng còn lại lên 0,35–1,0 mEq/l. Kết quả tương tự có thể đạt được bằng cách tăng liều lượng thuốc thử.

Quá trình lắng được thực hiện trong bể lắng và bể lắng có lớp trầm tích lơ lửng.

Bể lắng có năng suất thấp và bột hydroxit được sản xuất trong đó có độ ẩm cao– 97–99%. Vì vậy, hiện tại chúng thực tế không được sử dụng.

Trong thực tế chúng được sử dụng Các tùy chọn khác nhau chất làm sạch với một lớp trầm tích lơ lửng. Trong đó, dung dịch cần tinh chế được cung cấp từ bên dưới và đi qua lớp trầm tích. Điều này làm tăng hệ số lọc nước. Để giảm thể tích bùn, các khu và buồng nén bùn bổ sung được sử dụng. Sự gia tăng mức độ làm trong đạt được bằng cách đưa vào các phần bổ sung của quá trình lắng lớp mỏng.

Phương pháp làm mềm thuốc thử không được sử dụng trong pha chế nước uống. Sau chúng, nước có phản ứng kiềm cao. Chúng được sử dụng rộng rãi trong năng lượng và công nghiệp như là giai đoạn thanh lọc đầu tiên trước các bộ lọc cơ học. Tại làm việc cùng nhau chúng cho phép bạn làm mềm nước, loại bỏ các chất lơ lửng, bao gồm cả chất keo và làm sạch một phần nước khỏi chất hữu cơ.

Do quá trình lắng của các bông cặn thu được xảy ra rất chậm nên năng suất của thiết bị thấp và có kích thước lớn. Kết quả là chất thải được tạo ra ở dạng bùn khó xử lý. Quá trình này đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận, chủ yếu là thủ công, vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ nước, độ chính xác của liều lượng thuốc thử, độ đục của nước ban đầu, v.v.

Các giải pháp công nghệ mới (lắng lớp mỏng, đông tụ tiếp xúc, sử dụng chất keo tụ) giúp đạt được các chỉ số tương tự Làm mềm nước với mức tiêu thụ thuốc thử thấp hơn, lắp đặt nhỏ hơn và tự động hóa hoàn toàn.

Lọc nano làm mềm nước

Khi sử dụng màng có kích thước lỗ nhất định, khả năng chọn lọc của chúng đối với các ion tích điện và lớn được đảm bảo. Các ion hóa trị một (cation và anion) thường không được màng giữ lại. Trong thực tế, với độ chọn lọc đối với MgSO 4 ở mức 98–99%, độ chọn lọc đối với NaCl đối với nhiều loại màng lọc nano là 20–70%. Khi nước đi qua màng lọc nano như vậy, tất cả các chất lơ lửng, chất keo, vi khuẩn và vi rút, cation kim loại nặng và một số chất ô nhiễm hữu cơ đều bị loại bỏ. Có đủ chuyện đang diễn ra làm sạch sâu từ muối cứng – 10–50 lần. Nồng độ muối natri giảm nhẹ. Kết quả là nước được làm mềm và khử muối một phần.

Để làm mềm, việc lắp đặt với các bộ phận lọc và cuộn tiếp tuyến được sử dụng, tương tự như việc lắp đặt khử muối thẩm thấu ngược. Các thông số của nhà máy xử lý nước như vậy gần giống với nhà máy thẩm thấu áp suất thấp. Áp lực vận hành nằm trong khoảng 7-16 atm. Đối với các bộ lọc lọc nước gia đình quy mô nhỏ, màng được sản xuất hoạt động ngay cả ở áp suất 3 atm.

Mức độ làm mềm nước được xác định bởi đặc tính của màng được sử dụng và do độ chọn lọc của màng lọc nano đối với các cation Ca 2+ và Mg 2+ là khác nhau (xem Bảng 3.3), phụ thuộc vào thành phần của nước. Trong mọi trường hợp, mức độ chiết xuất muối cứng thấp hơn so với thẩm thấu ngược và thậm chí còn hơn thế nữa so với việc làm mềm trao đổi ion.

Làm mềm nước bằng màng loại NF-70 (Filmtec)

Hiệu quả của dung dịch tẩy rửa theo Các thành phần khác nhau thể hiện trong bảng sau.

Điều hòa nước trên màng loại NF-70 (Filmtec)

Nguồn nước

thấm

Clorua, mg/l

Sunfat, mg/l

Tổng lượng cacbon hữu cơ, mg/l

Halogen hữu cơ, µg/m3

Trihalomethanes, µg/m3

Độ kiềm, mg/l

Độ cứng cacbonat, mg/l

Độ cứng tổng, mg/l

Màu sắc, độ

Phẩm giá lớn nhất lọc nano nước là để giảm không chỉ độ cứng của nước mà còn cả độ kiềm, hàm lượng muối, cũng như loại bỏ các chất ô nhiễm cơ học, hữu cơ và sinh học của nước mà không cần sử dụng thuốc thử và các vấn đề về muối chảy tràn với một sơ đồ tương đối đơn giản.

Một cơ sở lắp đặt công nghiệp sản xuất nước uống có công suất 2800 m 3 / ngày gồm 2 tổ máy mắc song song với công suất 60 m 3 / h. Mỗi trong số chúng chứa 4 giai đoạn gồm 8, 4, 2 và 1 mô-đun được kết nối song song, được kết nối nối tiếp một cách tập trung. Quá trình tiền xử lý bao gồm các khối vi lọc tuần tự có kích thước 10 và 5 micron. Sau khi lắp đặt bộ lọc nano, nước đi vào bộ khử cacbon để loại bỏ lượng cacbon dioxit dư thừa và bộ phận điều chỉnh độ pH.

Trong nước được lọc bằng thiết bị lọc nano không có vi khuẩn và vi rút, chất ô nhiễm vi mô và clo hữu cơ, độ cứng của nước và hàm lượng sunfat giảm, có thể giảm liều lượng clo trong nước. Việc lắp đặt dựa trên công nghệ lọc nước truyền thống phải bao gồm một số giai đoạn lọc để đạt được hiệu quả tương tự.

Nhược điểm của lọc nano là độ sâu làm mềm nước có thể thấp hơn, nhu cầu xử lý nước trước kỹ lưỡng hơn so với trao đổi ion và mức tiêu thụ nước, điện và lượng chất thải cao hơn đáng kể. Đúng, vì loại thứ hai có hàm lượng muối thấp nên việc xả thải của chúng dễ dàng phối hợp với các cơ quan quản lý môi trường hơn nhiều.

Kích thước và thiết kế yếu tố cuộn và lắp đặt hệ thống lọc nano và thẩm thấu ngược giống hệt nhau.

Phương pháp điện hóa làm mềm nước là tương đối mới. Trước đây, người ta đã đề xuất xử lý chất thải muối, bao gồm cả thu hồi từ các thiết bị làm mềm, để tái sử dụng sau này. Tại Đại học Kỹ thuật Hóa học Nga mang tên. D.I. Mendeleev đã phát triển một công nghệ bao gồm hiệu chỉnh điện hóa độ pH của nước tinh khiết và tách pha rắn bằng điện nổi. Khi nước đi qua không gian giữa các điện cực, các quá trình điện phân, phân cực, điện di, phản ứng oxi hóa khử với sự phân hủy các chất hữu cơ và vô hiệu hóa các chất ô nhiễm sinh học trong nước xảy ra. Các sản phẩm điện phân phản ứng với nhau tạo thành muối không tan.

Sơ đồ Quá trình làm mềm nước điện hóa được thể hiện trên hình. Nước vào bể chứa 1 nơi các chất thô được loại bỏ. Sau đó nó được đưa vào buồng cathode của bộ hiệu chỉnh điện 2a. Bởi vì giữa các camera 2a Và 2b màng trao đổi anion được lắp đặt 4 , khi có dòng điện một chiều chạy vào buồng catôt 2aĐộ pH tăng lên đến 10–11 và ở anốt 2b giảm xuống còn 3–4. Trong buồng cực âm, các hạt hydroxit và cacbonat có thành phần hỗn hợp được hình thành. Nước có huyền phù đi vào buồng thô 3a và mỏng 3b làm sạch máy điện nổi. Trong máy điện hóa, do quá trình điện phân nước, hydro và oxy được giải phóng, các hạt này nổi lên, nổi lên các hạt huyền phù, chất hữu cơ, nhũ tương, tạo thành một lớp bọt - bùn tuyển nổi, được loại bỏ thiết bị đặc biệt. Sau khi lọc, nước làm mềm được cấp vào buồng anode của máy hiệu chỉnh điện 2b, nơi nó được trung hòa đến độ pH gần với nguồn nước.

Sơ đồ hoạt động của bộ hiệu chỉnh điện:

1 – bể lắng; 2a – buồng catốt của bộ hiệu chỉnh điện, 2b – buồng anod của bộ hiệu chỉnh điện; 3a – buồng làm sạch thô của máy bay điện, 3b – buồng làm sạch tinh của máy bay điện; 4 – màng trao đổi anion

Theo các tác giả, Chất lượng làm mềm nước khá cao– độ cứng dưới 0,1 mEq/l. Lắp đặt làm mềm nước có công suất 5 m 3 /h, chiếm diện tích 10 m 2 và tiêu thụ điện năng 2-3 kWh/m 3.

Cùng với việc làm mềm, nước được lọc sạch khỏi các chất ô nhiễm hữu cơ và sinh học.

Có một niềm tin rộng rãi rằng nước từ sâu tầng ngậm nước có thể ăn mà không cần chuẩn bị sơ bộ. Thật vậy, nước từ chúng sạch hơn nhiều so với nước cao, tuy nhiên, nó cũng chứa tạp chất, sự hiện diện của chúng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và hoạt động của thiết bị. Để hiểu vấn đề một cách chi tiết, hãy liên hệ với các chuyên gia của bộ phận hệ thống xử lý nước của công ty BIICS.

Nước là một dung môi tuyệt vời. Tiếp xúc thường xuyên với đá, nó bị bão hòa với các chất tạo nên những loại đá này. Theo thời gian, một số lượng lớn các hợp chất tích lũy. Thành phần của nước phụ thuộc vào loại đá mà nó đi qua tầng chứa nước. Moscow và khu vực Moscow được đặc trưng bởi hàm lượng muối cứng cacbonat và hợp chất sắt cao.

Uống nước có độ cứng tăng cao trong thời gian dài dẫn đến tích tụ cặn trong thận (sỏi), khi tiếp xúc với da và tóc sẽ bị khô. Trong quá trình đun nóng, các hợp chất kết tủa, tạo thành một lớp phủ cứng khó loại bỏ. Các bộ phận làm nóng trở nên không sử dụng được, đường ống và ống mềm bị tắc và tốc độ mài mòn của các bộ phận chuyển động của thiết bị tăng lên.

Độ cứng vượt quá có thể được xác định:

  • trực quan: sự hình thành mảng bám trên các thiết bị ống nước và bộ phận làm nóng (trong ấm đun nước, trên các bộ phận làm nóng để rửa và máy rửa chén, nồi hơi);
  • nếm thử: so với nước đóng chai có độ cứng đã biết;
  • đang tạo bọt: trong nước cứng ít bọt được hình thành hơn và tiêu thụ chất tẩy rửa cao hơn;
  • trong phòng thí nghiệm.

Làm mềm nước là việc giảm nồng độ muối cứng và đưa các chỉ số này về giá trị khuyến nghị.

Tiêu chuẩn độ cứng của nước

Tùy thuộc vào nồng độ muối cứng, nước được chia thành:

  • mềm - hàm lượng muối không quá 2 mEq/l;
  • bình thường - hàm lượng muối trong khoảng 2 - 4 mEq/l;
  • hàm lượng muối cứng trong khoảng 4 - 6 mEq/l;
  • độ cứng cao - hàm lượng muối trên 6 mEq/l.

Tiêu chuẩn Nga quy định chất lượng nước uống đặt ra giá trị giới hạn nồng độ muối cứng ở mức 7,0 mEq/l. Trong khi WHO đặt chỉ số này ở mức 2,5 mEq/L thì EEC đã áp dụng tiêu chuẩn là 2,9 mEq/L. Vì vậy, giống như nước uống nước máyỞ Nga, được phép cung cấp nước rất cứng, gấp đôi khuyến nghị của WHO.

Các phương pháp làm mềm nước

nhiệt

Nói cách khác - sôi. Khi nhiệt độ tăng lên, canxi bicarbonate hòa tan (hợp chất phổ biến nhất gây ra độ cứng) sẽ phân hủy thành canxi cacbonat và carbon dioxide không hòa tan. Phần không hòa tan sẽ kết tủa và khí bay hơi. Đun sôi một phần làm giảm nồng độ canxi sunfat. Phương pháp nhiệt là phương pháp dễ thực hiện nhất tại nhà nhưng không thuận tiện nhất và năng suất thấp. Ngoài ra, nó không phù hợp với các hợp chất magiê.

Màng

Để làm mềm nước theo cách này, người ta sử dụng màng phân tử chỉ cho phép các hạt nước đi qua, loại bỏ hầu hết các tạp chất (lên tới 98%). Đây là cách bộ lọc thẩm thấu ngược hoạt động.

Không cần thiết phải uống nước bị ô nhiễm vì một số lý do được cho là muối tốt cho sức khỏe, mà nó cũng chứa. Sẽ tốt hơn nhiều nếu bạn nuôi dưỡng cơ thể bằng những chất tương tự nhưng có trong thực phẩm thông thường. Trên thực tế, loài người dành cả cuộc đời để lấy chúng từ bánh mì, sữa, thịt, cá, rau và trái cây. Ví dụ, một ly sữa chứa lượng canxi nhiều hơn hàng trăm lần so với một ly nước máy. Trong một số trường hợp, một chất khoáng hóa được lắp đặt để chuẩn bị nước uống theo cách này.

Hóa chất (thuốc thử)

Bản chất của phương pháp là chuyển đổi các hợp chất hòa tan thành các chất không hòa tan. Để làm điều này, các loại thuốc thử khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào hàm lượng muối thuộc loại này hay loại khác trong nước. Đối với muối loại cacbonat, vôi, hợp chất natri, soda và các hợp chất tổng hợp như trisodium phosphate được sử dụng. Kết quả là nước bị làm mềm, nhưng do có thuốc thử nên không thể tiêu thụ được làm thực phẩm.

từ tính

Nước bị ảnh hưởng bởi sự định hướng không đổi từ trường. Đi qua từ trường làm thay đổi cấu trúc của muối cứng. Các phân tử ngừng kết nối khi bị nung nóng và không tạo thành kết tủa, đồng thời cũng làm lỏng lớp cặn hiện có và hòa tan trong nước. Phương pháp này không làm giảm nồng độ muối nhưng ngăn chặn sự lắng đọng của chúng dưới dạng trầm tích. Loại nước này rất phù hợp cho các mục đích sinh hoạt: đường ống, thiết bị bơm và các bộ phận làm nóng sẽ tồn tại lâu hơn. Nước có thể được làm mềm một cách hiệu quả chỉ bằng cách sử dụng nam châm với khối lượng nhỏ và tốc độ dòng chảy không cao hơn 0,5 m/s. Chất làm mềm từ tính cũng làm giảm hàm lượng sắt.

Điện từ

Nó là phiên bản cải tiến của từ tính với điểm khác biệt là lượng muối dư thừa không chỉ mất khả năng kết tủa mà còn bị loại bỏ qua hố thu vào cống.

Trao đổi ion

Bản chất của phương pháp là thay thế các ion canxi và magie bằng các ion natri, các hợp chất của chúng hòa tan và không ảnh hưởng đến ảnh hưởng tiêu cực về sức khoẻ và trang thiết bị.

Các hệ thống lọc nước uống hiện đại thường kết hợp một số phương pháp, phụ thuộc vào việc phân tích nước từ giếng. Chuyên gia xử lý nước có thể giúp bạn xác định loại chất làm mềm nước nào cần thiết cho trường hợp của bạn. Đối với các giếng phun ở khu vực Moscow, nơi cacbonat chiếm ưu thế, nên lắp đặt thiết bị làm mềm nước loại trao đổi ion.

Về mặt cấu trúc, thiết bị là một hộp nhựa, trong đó nhựa trao đổi ion polymer được đổ vào dưới dạng hạt, có khả năng giải phóng ion natri và hấp thụ các ion canxi và magiê. Nước đi vào xi lanh từ từ đi qua nhựa nơi xảy ra phản ứng thay thế. Khi nồng độ ion natri trong nhựa giảm xuống, quá trình rửa và tái sinh phải được thực hiện. Một thùng muối được nối với xi lanh cho những mục đích này, từ đó dung dịch natri clorua được cung cấp. Quá trình này được điều khiển bởi một bộ điều khiển tự động. Trong quá trình súc rửa, việc cung cấp nước làm mềm bị dừng lại, do đó quá trình tái sinh được lập trình vào ban đêm. Nếu nước được thu liên tục, nên lắp hai xi lanh và bắt đầu tái sinh luân phiên. Định kỳ, trung bình 3-4 năm một lần, nhựa phải được thay đổi vì số lượng chu kỳ phục hồi của nó bị hạn chế. Hiệu suất của hệ thống phụ thuộc vào khối lượng tải trong xi lanh.

Bài viết được thực hiện với sự tham gia của các chuyên gia đến từ bộ phận hệ thống xử lý nước của công trường

Nước có khả năng hòa tan đặc biệt cao. Rơi ra như lượng mưa khí quyển, nó hòa tan các loại khí trong khí quyển, bao gồm cả carbon dioxide. Sau đó thấm vào lòng đất, nước hấp thụ thêm lượng carbon dioxide do sản phẩm của quá trình phân hủy các vật thể sống và không sống. Khi carbon dioxide phản ứng với nước, nó tạo thành axit carbonic, làm tăng khả năng hòa tan các khoáng chất và các tạp chất khác. Đi qua một lớp đá vôi, nó được bão hòa với các ion canxi và magie, những chất tạo nên độ cứng. Sắt và mangan trong các nguồn có nồng độ thấp hơn các ion canxi và magie. Vì nước là dung môi nên nó thu được các clorua, sunfat, nitrat hòa tan của canxi và magie. Theo cách tương tự, nó hấp thụ các hợp chất natri cacbonat, bicarbonate, clorua và sunfat, cũng như một số silica.

Nói chung là chi tiết Phân tích Hầu như tất cả các yếu tố của bảng tuần hoàn có thể được tìm thấy trong đó với nồng độ lớn hơn hoặc ít hơn.

độ cứngđược chia thành hydrocarbonat, còn được gọi là tạm thời và không cacbonat (clorua, sunfat, nitrat) - vĩnh viễn. Độ cứng tạm thờiđược loại bỏ bằng cách đun sôi (lắng đọng trên bộ phận làm nóng), độ cứng không đổi không biến mất khi đun nóng.

Loại bỏ muối cứng được gọi là làm mềm. Độ cứng của nước ở Liên bang Nga được đo bằng đơn vị mEq/lít và tùy thuộc vào ngành sử dụng, yêu cầu về mức độ cứng thay đổi từ 7 mEq/L (mục đích gia đình) đến đơn vị mEq/lít trở xuống trong y học, điện tử, năng lượng, công nghiệp hạt nhân. Độ cứng cho phép của nước là 7 mg-eq/l không gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe nhưng tạo ra toàn bộ dòng vấn đề hàng ngày. Nước cứng gây ra sự hình thành cặn và cặn trên bề mặt đường ống và các bộ phận làm việc thiết bị gia dụng. Vấn đề này đặc biệt liên quan đến các thiết bị có yếu tố làm nóng- Nồi hơi, nước nóng và hơi nước, nồi hơi và các loại khác thiết bị trao đổi nhiệt.

Việc loại bỏ độ cứng - làm mềm được thực hiện bằng nhựa trao đổi ion. Nhựa trao đổi ion là một loại polyme bao gồm nền polyme và các nhóm chức. Nền polyme được tổng hợp từ monome styren với sự có mặt của chất kết dính divinylbenzen. Trong quá trình tổng hợp, rượu được sử dụng, rượu này sẽ bay hơi tại một thời điểm nhất định và rời khỏi ma trận, hình thành các lỗ chân lông trong đó. Các nhóm chức năng sau đó được đưa vào ma trận. Nhóm chức năng bao gồm hai phần: phần cố định, gắn vào ma trận và phần có thể di chuyển được. Nếu phần di động của nhóm chức là cation và phần đứng yên là anion thì nhựa được gọi là trao đổi cation và nếu phần di động là anion thì đó là trao đổi anion. Nhựa trao đổi cation có thể ở dạng natri (nhựa trao đổi Na-cation) hoặc dạng hydro (nhựa trao đổi H-cation).

Quá trình làm mềm nhựa trao đổi ion

Làm sạch bằng nhựa trao đổi ion

Nhựa trao đổi ion được đổ vào cột, lấp đầy 60-65% tổng thể tích bộ lọc. Nước cứng đi vào cột và do vật liệu trao đổi ion có ái lực hóa học với canxi và magie lớn hơn so với các ion natri nên các chất sau sẽ bị dịch chuyển khỏi nhựa. Việc thay thế các cation canxi và magie bằng cation natri xảy ra với tỷ lệ tương đương. Nước chứa ion canxi và magie bicarbonate ở đầu vào sẽ chứa một lượng natri bicarbonate tương đương ở đầu ra. Số lượng ion natri trên nhựa bị hạn chế nên sẽ đến lúc nhựa ngừng làm mềm nước, tức là khả năng trao đổi của nhựa cạn kiệt. Để nạp lại nhựa hoặc tái tạo nó, quá trình trao đổi ion ngược được bắt đầu, trong đó nhựa trao đổi ion tiếp xúc với dung dịch đậm đặc Mẫu ban đầu cation. Để tái tạo nhựa trao đổi Na-cation, người ta sử dụng dung dịch natri clorua tương đối mạnh. Natri từ dung dịch sẽ thay thế canxi và magie khỏi nhựa, nạp lại năng lượng cho nó.

Bộ phận làm mềm, làm sạch bằng nhựa trao đổi ion:
Về mặt cấu trúc, hệ thống làm mềm bao gồm ba phần: xi lanh bằng nhựa trao đổi ion và ống nâng nước, van điều khiển với bộ điều khiển điện tử và thùng chứa cho dung dịch muối. Có hai loại bộ điều khiển: tái sinh xảy ra theo thời gian và tái sinh xảy ra theo khối lượng. Với khả năng tái tạo theo thời gian, bộ điều khiển sẽ chuyển thiết bị sang chế độ tái tạo sau một số giờ, ngày nhất định hoặc vào một ngày nhất định trong tuần. Khi tái sinh theo thể tích, van điều khiển có tích hợp đồng hồ nước, sau khi một lượng nước nhất định đi qua hệ thống lắp đặt nước, bộ điều khiển sẽ chuyển sang chế độ tái sinh. Thể tích này được gọi là chu trình lọc của quá trình lắp đặt và được bộ điều khiển tính toán dựa trên độ cứng, thể tích và tải trọng của nước được nhập vào bộ điều khiển ở giai đoạn lập trình.

Trong trường hợp cần cung cấp nước mềm liên tục, có thể sử dụng hai bộ lọc giống hệt nhau hoạt động ở chế độ TWIN hoặc DUPLEX. Ở chế độ đôi, một bộ điều khiển điều khiển hai van điều khiển. Khi một bộ lọc làm mềm nước, nó ở chế độ vận hành, bộ lọc thứ hai với nhựa tái sinh ở chế độ chờ. Khi chu trình lọc của bộ lọc thứ nhất cạn kiệt, van điều khiển sẽ chuyển bộ lọc thứ hai sang chế độ vận hành lọc và bộ lọc thứ nhất sang chế độ tái sinh. Sau khi quá trình tái tạo hoàn tất, bộ lọc đầu tiên sẽ chuyển sang chế độ chờ và duy trì ở đó cho đến khi chu kỳ lọc của bộ lọc thứ hai kết thúc. Quá trình làm sạch được lặp lại theo chu kỳ, các bộ lọc hoạt động luân phiên.

Ở chế độ “song công”, các bộ lọc hoạt động đồng thời và được dịch luân phiên theo chương trình nhất định sang chế độ tái sinh với sự thay đổi thời gian bắt đầu theo thời gian của chu kỳ tái sinh.

Làm mềm nước bằng cách bón vôi

Trong trường hợp cần làm mềm nước có độ cứng cacbonat cao (trên 30 mEq/l) thì không nên sử dụng nhựa trao đổi ion. Độ cứng trước tiên phải được giảm bằng cách sử dụng công nghệ bón vôi. Làm mềm nước bằng vôi và tro soda bao gồm việc định lượng vôi tôi Ca(OH)2 vào nước cứng để loại bỏ độ cứng cacbonat bằng cách lắng và sau đó lọc cặn. Ngược lại, độ cứng không cacbonat được giảm bằng cách thêm tro soda Na2CO3 tạo thành kết tủa không tan, kết tủa này cũng được loại bỏ bằng cách lọc.

Phương pháp này được sử dụng tại các công ty cấp nước và doanh nghiệp có mức tiêu thụ nước cao. Thế này là đủ rồi phương pháp hiệu quả làm giảm độ cứng của nước, tuy nhiên, nó không loại bỏ hoàn toàn tất cả các khoáng chất.

Vôi tôi được sử dụng để loại bỏ canxi bicarbonate khỏi nước. Khi canxi và magie được chứa ở dạng clorua hoặc sunfat, việc xử lý như vậy sẽ kém hiệu quả hơn đáng kể.

Việc giảm độ cứng của nước bằng vôi và tro soda trở nên cực kỳ tốn kém nếu phải giảm độ cứng xuống dưới 2 mEq/L. Đối với mục đích sinh hoạt, việc làm mềm nước bằng vôi và tro soda là không thực tế. Một mặt, việc cung cấp vôi, tro soda gặp khó khăn, mặt khác cần phải kiểm soát chặt chẽ quá trình lắng và lọc. Một biện pháp ngăn chặn khác để sử dụng quá trình này là các kích thước thiết bị cần thiết và thải ra một lượng lớn bùn vôi.