Химические способы водоочистки самые эффективные и современное производство предоставляет большое разнообразие для их реализации. Поэтому во время подбора фильтра часто приходится сталкиваться со сложными терминами, названиями фильтрующих веществ. А если начать погружаться в их принцип действия, то придется вспомнить весь школьный курс по химии. Рассмотрим, что такое катиониты, разберемся, для каких целей стоит приобрести фильтр на воду в Украине с катионитовой смолой, какой принцип действия этого вещества и где оно используется. Разберем эти вопросы простыми словами и понятным языком.
Что такое катионит
Катионит – это вещество, смола, содержащая положительно заряженные ионы водорода или натрия, которые называются катионы. Таким образом, катионит – это весь материал, а катион – это его частица.
При прохождении через катионит воды или другой жидкости происходит ионообменный процесс – катионы смолы заменяются на катионы, присутствующие в жидкости. В результате жидкость освобождается от своих катионов и обретает катионы смолы. Поэтому катиониты и аниониты (вещества с отрицательно заряженными ионами) широко используются в сфере фильтрации воды и других отраслях, где требуется очистка, отделение одного вещества от другого. Обычно продажа колонны водоочистки осуществляется с катионитовой ионообменной смолой, но также катиониты применяются и во многих других системах.
Вредные анионы и катионы в воде могу удаляться в процессе ионообменной реакции с помощью анионитов и катионитов, соответственно. Если катиониты преимущественно удаляют из воды жесткость, то аниониты с отрицательно заряженными ионами задерживают хлориды, сульфаты, нитраты и другие вещества с такими же отрицательно заряженными ионами.
Понять работу катионита можно на простом примере. Катион – это положительно заряженная частица, ион. Представьте его себе как маленький шарик, бусинку. Катионы имеются как в катионите (смоле) в виде водорода или натрия, так и в обычной воде в виде магния и кальция (в воде они создают эффект жесткости). Ионы магния и кальция больше и тяжелее, их можно представить, например, как большие, более крупные бусинки.
Когда вода проходит через катионит, ее тяжелые катионы, как будто выбивают более легкие катионы из смолы и занимают их место. Таким образом, несущие вред кальций и магний остаются в катионите, а безопасные для техники и человека натрий или водород попадают в воду, и она становится мягче. Так работают многие ионообменные системы водоочистки, доступные в магазине, не только те, что удаляют соли жесткости.
Одним из основных преимуществ катионита является возможность его регенерации. После того как все катионы натрия или водорода будут отданы, катионит можно восстановить с помощью промывки раствором хлорида натрия (обычной поваренной соли). И тогда он сможет прослужить еще. Поэтому фильтр от накипи на основе ионообменной смолы может иметь меньшую цену и в перспективе обойдется экономически выгоднее, чем другой способ водоочистки, где фильтрующее вещество нужно все время менять. Однако, определенный срок годности у смолы тоже есть и рано или поздно должна будет произведена замена катионита в фильтре.
Катионит: для чего нужен
Как мы уже разобрались – катионит используется для удаления солей жесткости из воды. Но это далеко не единственное его применение. Согласно нашему исследованию помимо катионов магния и кальция, вызывающих накипь, различные виды катионитов в зависимости от своей структуры способны задерживать:
- железо, оставляющее коричневые, ржавые следы на сантехнике;
- марганец, образующий налет на сантехнике и придающий воде не приятный вкус;
- тяжелые металлы, которые накапливаются в организме при систематическом употреблении воды с ними и способствуют развитию серьезных заболеваний.
Таким образом, фильтр комплексной водоочистки в интернет-магазине может быть направлен на различные типы загрязнений. Подобрать катионит по структуре необходимо, ориентируясь на состав воды.
Но не только в водоочистке используется катионит, применение этого вещества намного шире. А именно:
- Фармацевтика. По мере приготовления лекарственных препаратов, происходят различные побочные химические реакции, которые добавляют в продукт примеси, ухудшающие эффект средства. Чтобы удалить их, используются катиониты.
- Пищевая промышленность. Катиониты способны удалять катионы из ингредиентов, используемых при производстве различных продуктов. Это улучшает вкусовые качества пищи и напитков.
- Горнодобывающая промышленность. Все металлы способны образовывать катионы, поэтому катионит может использоваться для их отделения от горной породы. После получения ионов металла, катионит смывается и таким образом из руды можно получить чистый металл.
Какие бывают типы катионитов
Для осуществления водоочистки в частном доме, квартире, офисе, для промышленности и в других условиях, применяются два типа катионитов. Они отличаются по своим свойствам и назначению.
Сильнокислотные катиониты маркируются аббревиатурой SAC, что расшифровывается как strong acid cation. Такой тип применяется чаще всего. Это именно те катиониты, которые способны удалить соли жесткости из воды. SAC катиониты используют кулер на воду, фильтры, устанавливаемые перед бойлером, колонкой, котлом, промышленными паровыми установками и часто применяется в Украине, так как уровень жесткости воды обычно высокий во всех регионах. Они предотвращают образование на нагревающей технике накипи.
Некоторые виды сильнокислотных катионитов способны задержать такие крайне опасные загрязнения, как радий и барий. К недостаткам этого типа катионитов относят то, что они разрушаются под действием окислителей. В водопроводной воде окислителями могут быть вещества, используемые для обеззараживания, например, хлор, озон, перекись водорода, диоксид хлора, а также перманганат калия, который применяется для удаления железа. Поэтому SAC-катиониты допустимо использовать только в воде, где нет окислителей, либо необходимо устанавливать предварительный фильтр для их удаления. Во время монтажа фильтра для воды в Киеве часто используется комплекс средств водоочистки, которые важно подключить в правильном порядке.
Слабокислотные катиониты маркируются аббревиатурой WAC, расшифровка – weak acid cation. Она применяется для удаления из воды щелочных соединений. Это те же катионы магния и калия, но образовавшие связь с гидрокарбонатами, бикарбонатами и создавшие минералы – так называемая временная жесткость. Слабокислотный катионит не разрушается под действием окислителей, поэтому может быть использован с водой, обработанной дезинфекторами в виде хлора, озона или перекиси водорода. Также WAC обладает хорошей физической устойчивостью. Это позволяет использовать катионит в системе водопровода с высоким напором, что повышает производительность, объемы водоочистки.
Согласно нашему опыту, в домашней и промышленной водоочистке используются SAC и WAC катиониты, поэтому интернет-магазин техники в Житомире, Львове, Киеве и т.д. готов предоставить разнообразный ассортимент этих фильтрующих веществ.
Кроме этого, катионообменная смола бывает трех видов в зависимости от своего физического состояния:
- пористая – на поверхности находится множество мелких пор, пористые смолы отличаются стойкостью к различным температурам и не разрушаются от воздействия других элементов в воде;
- гелевая – смола без пор, преимущество в том, что в таком виде катионит более производительный, имеет больший срок службы и способен произвести больше ионообменных реакций;
- промежуточная – имеет среднее состояние между пористыми и гелевыми смолами.
На практике применяются разные виды катионитов. Их и многие другие варианты можно найти в топе фильтров для воды.
Как правильно работать с катионообменной смолой
Катионитовый фильтр – это эффективный, экономичный и простой способ очистки воды. Но такими качествами метод обладает лишь в том случае, если правильно используется. Вот правила эксплуатации катионитов:
- Префильтр. Для предотвращения повреждения смолы твердыми загрязнениями необходима установка предварительного фильтра проточной воды против механических примесей. Даже если в данный момент таких загрязнений в воде нет, префильтр обязателен, так как в будущем они могут появиться. Он задерживает песок, ил, ржавчину и другие твердые нерастворенные примеси.
- Уровень pH. Допустимый уровень pH воды обычно 4-10. Если этот показатель находится не в норме, то это приводит к разрушению структуры смолы и препятствует прохождению ионообменна. Но у разных смол может быть различных предел, который указывается в характеристиках.
- Температура. Для применения катионообменной смолы важна правильная температура – она должна быть в пределах 5-45 °C. Слишком низкая температура не позволит запуститься ионообмену и фильтрация не произойдет. Слишком высокая температура приведет к разрушению матрицы катионита и катионы будут освобождены раньше времени. Допустимая температура использования смолы может отличаться, точный параметр указывается в характеристиках.
- Регенерация. Чтобы смола всегда очищала эффективно, необходимо своевременно регенерировать ее, это делается путем промывки раствором соли. После промывки раствор нужно полностью смыть. Регенерация помогает освободить забитые катионами воды ионообменные поры для дальнейших реакций. Рекомендуемая частота регенерации указывается производителем, однако нужно учитывать, что это также зависит от степени загрязнения воды и интенсивности эксплуатации фильтра. Например, в среднем кабинетная система очистки воды в Киеве, фильтрующая смолой, требует регенерации раз в месяц.
- Срок эксплуатации. Несмотря на то, что ионообменная смола может подвергаться регенерации, она не будет работать вечно. Срок службы указывается производителем в характеристиках и в среднем этот показатель равен 5 годам. Запрещено использовать катионит после этого срока, так как нарушение ионообмена приведет не только к отсутствию фильтрации воды, но и к ее еще большему загрязнению. Цена засыпки и сменного фильтра невысока, поэтому заменять смолы нужно вовремя.
- Свободное размещение. Чтобы ионный метод очистки воды происходил правильно и эффективно, большинство видов смол должно быть размещено в фильтре свободно, без сжатия. Давление увеличивает сопротивление катионита воде и ухудшает процесс фильтрации. Некоторые виды смол наоборот рассчитаны на работу в сжатом состоянии – об этом указывается в характеристиках.
- Хранение. Если планируется хранить ионообменную смолу без использования, то это нужно делать в консервированном виде в герметичной емкости. Смола должна всегда оставаться влажной, смоченной раствором соли, также можно добавить антисептики. Когда понадобится снова использовать смолу, нужно смыть раствор соли с антисептиком и ввести катионит в эксплуатацию.
Какие преимущества и недостатки имеет ионообменный метод очистки воды
Катионообменная смола получила широкое применение благодаря своим преимуществам. Основные из них следующие:
- ионообменная реакция используется в различных водоочистных установках, например, она нужна осмос фильтрам для снижения нагрузки на мембрану, может использоваться в простых фильтрах-кувшинах, но чаще применяется в колоннах;
- простой способ регенерации, который не требует дорогих или опасных реактивов – нужна только обычная поваренная соль и вода, сам процесс занимает несколько минут и в некоторых водоочистных установках даже может быть автоматизирован;
- катионообменная очистка – это лучший на сегодня способ удаления солей жесткости воды;
- смола служит дольше, чем другие виды фильтров, например, мембрана осмоса обычно работает около 1 года, угольный картридж, которым оснащается кувшин фильтр, доступный в интернет-магазине – 3-6 месяцев, а катионит прослужит около 5 лет при своевременной регенерации.
К недостаткам ионообменной смолы относится сложность утилизации. После того как она отслужила свой ресурс, ее нельзя просто выбросить в обычную мусорку, так как она в таком виде загрязняет почву и воду, особенно, если применялась для очистки от тяжелых металлов. Желательно сдать катионит в специальный пункт приема химических отходов. Иногда такие пункты работают в магазинах оборудования для водоочистки. Можно самостоятельно нейтрализовать действие смолы, промыв ее большим количеством воды и смешав с песком.
Теперь вы знаете, что такое катионы, катиониты и какое применение имеет катионообменная смола. Это лучший способ смягчения воды, а также средство для удаления некоторых других видов загрязнений, которое отличается высокой эффективностью и простой эксплуатацией.
