Умягчение воды. 
Периферийное оборудование заводов пластмасс

Проблема жестокой воды особо актуальна для промышленной водоподготовки. Высокая концентрация солей жесткости в воде приводит к выходу из строя термостатирующего оборудования, снижению теплопередачи и т. д.

Независимо от качества имеющейся подпиточной воды, вода, используемая для охлаждения, должна иметь жесткость <2,7 ммоль/л.

Для очистки исходной воды до необходимых нормативных параметров по содержанию солей кальция и магния существуют несколько способов. В зависимости от поставленных задач применяются: реагентный метод, метод ионного обмена, мембранные технологии, а также комбинированные методы, сочетающие в себе сразу несколько технологий.

Наибольшее применение для умягчения воды получил метод ионного обмена.

Сущность метода ионного обмена в том, что твердое тело — ионит — поглощает из раствора электролита положительные или отрицательные ионы в обмен на эквивалентное количество других, одноименно заряженных ионов. В соответствии со знаком заряда обменивающихся ионов различают катиониты и аниониты.

Катиониты — практически нерастворимые в воде вещества, представляющие собой соли или кислоты с анионом, обусловливающим нерастворимость в воде; катион же (натрий или водород) способен вступать в определенных условиях в обменную реакцию с катионами раствора, в котором находится катионит. Катиониты соответственно называются Na-катионитами и Н-катионитами.

Аниониты — основания или соли с твердым нерастворимым катионом. Аниониты содержат подвижную гидроксильную группу (ОН-аниониты).

В качестве Na-катионитов в промышленной водоподготовке для извлечения из воды ионов кальция и магния применяют преимущественно алюмосиликаты: глауконит, цеолит, пермутит и др. В качестве Н-катионитов используют сульфоуголь и синтетические смолы. К ОН-анионитам относятся искусственные смолы, например карбамидные. Ионный обмен между раствором и ионитом имеет характер гетерогенной химической реакции. Следует отметить, что примеси, удаляемые из воды методом ионного обмена, не образуют осадка и что такая обработка не требует непрерывного дозирования компонентов. Важной характеристикой ионитов является обменная емкость, показывающая способность ионита поглощать определенное количество ионов в данных условиях. Обменная емкость определяет продолжительность рабочего цикла ионитовых фильтров. При достижении заданного предела обменной емкости ионита проводят процесс его восстановления (ионный обмен, проводимый в обратном порядке). В основе катионного процесса умягчения лежат реакции обмена ионов натрия и водорода катионитов на ионы Са²⁺ и Mg²⁺.

При достижении катионитами заданного предела обменной емкости их регенерируют промывкой раствором поваренной соли (NaCl) или серной кислоты (H₂S0₄). Регенерация Н-катионного фильтра производится 1… 1,5%-ным раствором серной кислоты. Регенерация анионитовых фильтров производится обычно 4%-ным раствором NaOH [5]. Для этих целей фильтр оборудуется механизмом автоматической регенерации ионообменной смолы. Периодичность регенерации рассчитывается, исходя из содержания солей жесткости и производительности фильтра.

Другим методом, используемым в современной промышленной водоподготовке для обессоливания воды в том числе в целях умягчения, является технология электродеионизации. Преимуществом электродеионизационной установки по сравнению с деионизаторами на основе катионообменных и анионообменных смол является отсутствие необходимости промывки смол химическими реагентами. Так же к отличительной особенности метода можно отнести отсутствие избыточного резервного оборудования, необходимого для промывки ионообменных смол, так как процесс регенерации проходит непрерывно [5].