Умягчение. Снижение жесткости воды

Сама по себе, жесткость воды, – один их наиболее критичных показателей, характеризующих качество воды. Степень критичности этого показателя определяется спецификой целей использования подготовленной и очищенной воды. Например, для питьевого водоснабжения, оптимальными значениями жесткости будут 3-5 мг.экв./литр, в тоже время, для воды, используемой в качестве теплоносителя,  этот уровень жесткости воды категорически недопустим, так как ведет к стремительному формированию минеральных отложений в теплообменном оборудовании с последующим и преждевременным выходом его из строя.

Что такое жесткость?

Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых солей жёсткости).

Для упрощения восприятия, принято использовать несколько понятий:

     — общая жесткость– это суммарное содержание ионов солей магния и кальция, иными словами, сумма показателей некарбонатной (постоянной) и карбонатной (временной) жесткости;

    — постоянная жесткость(некарбонатная) – возникает из-за наличия магниевых и кальциевых солей сильных кислот (азотной, соляной, серной), она не исчезает во время кипячения воды;

    — временная жесткость(карбонатная) характеризуется присутствием в воде карбонатов и гидрокарбонатов магния и кальция при рН больше 8.3. Когда вода закипает, такая жесткость нейтрализуется практически полностью, именно по этой причине ее называют временной.

При повышении температуры воды гидрокарбонаты разрушаются, при этом выделяется угольная кислота, а в осадок выпадает гидроксид магния и карбонат кальция.

Общие понятия технологии умягчения

Под умягчением воды понимают процесс снижения концентрации катионов кальция и магния, обуславливающих жесткость воды.

Наиболее распространенным методом умягчения воды на сегодняшний день считается процесс Натрий-катионирования воды, являющийся разновидностью процесса ионного обмена. Метод основан на способности ионообменных материалов (в данном случае сильнокислотных катионитов) обменивать катионы натрия, находящиеся в матрице смолы, на катионы кальция и магния, находящиеся в воде, с образованием соединений, которые не дают эффекта накипеобразования на теплонапряженной поверхности (трубные экраны котлов, теплообменники, поверхности жаротрубных котлов).