Metode kimia pelunakan air. pelembut air

Tubuh kita menerima hingga 25% mineral dari air. Dengan demikian, kualitas air secara langsung mempengaruhi kondisi kesehatan kita. Bagaimanapun, melaluinya, proses asimilasi produk, termasuk zat berbahaya, terjadi dengan sangat cepat. Dan karena itu, untuk menghindari masalah, pelunakan air harus dilakukan. Pada artikel ini kami akan mempertimbangkan masalah kandungan garam kesadahan yang berlebihan dalam air.

Dari artikel ini Anda akan belajar:

Mengapa air perlu dilunakkan?

Apa metode pelunakan air?

Filter apa yang bisa membuat air lebih lembut?

Seberapa baik sistem reverse osmosis?

Mengapa pelunakan air untuk rumah adalah masalah yang mendesak

Apa itu kesadahan air? Konsep ini berarti berapa banyak garam logam alkali tanah yang dikandungnya. Rusia memiliki kriteria sendiri untuk menentukan kesadahan air minum, yang ditetapkan oleh GOST dan aturan serta peraturan sanitasi dan epidemiologis. Misalnya, SanPiN 2.1.4.1974-01. Negara-negara lain memiliki standar mereka sendiri. Misalnya, di Amerika Serikat, ini adalah standar Badan yang melindungi lingkungan. Di Uni Eropa, Council Directive 98/83/EC.

Secara resmi, indikator kesadahan air diukur dalam derajat, dan satu derajat sama dengan 1 meq / l, menurut GOST 31865-2012. Ambang batas yang diizinkan tidak boleh lebih tinggi dari 7 mg-eq / l.

Kesadahan air diklasifikasikan sebagai berikut:

kurang dari 1,5 mg-eq / l - air yang sangat lunak;

dari 1,5 hingga 4 mg-eq/l - air lunak;

dari 4 hingga 8 mg-eq / l - air dengan kesadahan sedang;

dari 8 hingga 12 mg-eq/l - air sadah;

lebih dari 12 mg-eq / l - air yang sangat keras.

Ini adalah standar untuk air minum yang digunakan untuk tujuan ekonomi dan domestik. Untuk peralatan, misalnya, ketel uap, standar yang lebih ketat diberlakukan. Dan ini tidak mengherankan, karena boiler harus bekerja dengan baik, dan air sadah dapat menyebabkan kerusakannya. Dan oleh karena itu, indikator untuk pembatasan adalah setengah dari nilai yang diberikan dalam SanPiN.

Mengapa air ini berbahaya? Penggunaannya menyebabkan malfungsi pada saluran pencernaan dan masalah yang terkait dengan motilitas lambung. Garam secara bertahap menumpuk di dalam tubuh, nyeri sendi muncul, dan batu terbentuk di kantong empedu dan ginjal. Selain itu, zat ini disimpan pada kulit dan rambut. Deposit garam tetap ada di peralatan, ketel yang sama, mesin cuci, pipa ledeng... Air ini juga berbahaya untuk linen. Ini menghancurkan pipa. Apa lagi? Karena endapan garam pada bagian dan komponen peralatan menyebabkan penurunan koefisien perpindahan panas, konsumsi bahan bakar juga meningkat. Oleh karena itu, pelunakan air untuk rumah dan produksi sangat dianjurkan jika tidak memenuhi standar.

Dari sumur dan sumur, air datang dengan keras, karena di perut bumi semuanya tanpa kecuali, dan dalam hal ini diperlukan pelunakan.

Bagaimana memahami bahwa air perlu dilunakkan? Ini ditunjukkan oleh sejumlah tanda:

Setelah dicuci, cuciannya keras, noda putih terlihat di atasnya.

Diperlukan lebih banyak deterjen daripada yang direkomendasikan oleh pabrikan, dan tidak cukup berbusa.

Dinding ketel ditutupi dengan skala.

Setelah prosedur kebersihan, kulit tampak kering dan kencang.

Crane dilapisi.

Sebelum melunakkan air untuk rumah Anda, cari tahu komposisi air yang berasal dari pasokan air Anda. Lakukan analisis kimia. Rekomendasi: jika Anda tinggal di rumah tipe pedesaan (pondok atau tempat tinggal pribadi), maka pilih instalasi otomatis untuk pelunakan air terus menerus.

Dengan demikian, air lunak harus digunakan untuk mencegah masalah kesehatan dan memperpanjang umur peralatan rumah tangga. Pengaturan otomatis, yang terus melunakkan air, paling cocok untuk digunakan di pondok dan rumah pedesaan. Pilihan yang benar sistem hanya mungkin setelah menentukan komposisi air, dalam hal ini, tidak mungkin dilakukan tanpa analisis kimianya.

Bagaimana mungkin untuk melunakkan air untuk rumah?

Ada metode yang berbeda pelunakan air: kimia, mekanik dan fisik. Jadi, pembersihan kimia dilakukan dengan bantuan reagen, mekanis adalah penggunaan penghalang fisik, dan fisik menyiratkan bahwa kekuatan alam digunakan, misalnya, magnet. Metode-metode ini digabungkan untuk mencapai hasil terbaik.

Apa tujuan dan kondisinya - metode pembersihan seperti itu juga dipilih. Hal ini ditentukan oleh tingkat kesadahan air, seberapa besar atau kecil bangunan rumah tersebut. Selanjutnya, pertimbangkan metode umum untuk melunakkan air untuk rumah.

Pembersihan kimia. Reagen khusus digunakan, yang disebut koagulan. Sebagai hasil dari interaksi kalsium dan magnesium, senyawa yang tidak larut terbentuk, yang secara bertahap mengendap di dinding filter. Kapur, natrium hidroksida, air soda, fosfonat digunakan sebagai reagen. Metode ini hanya cocok untuk pengolahan air teknis, misalnya di ruang ketel.

Pembersihan polifosfat. Metode pembersihan reagen sederhana dan terjangkau ini melembutkan air proses. Garam kekerasan dan natrium polifosfat bereaksi, setelah itu film yang tidak larut terbentuk, yang terdiri dari kalsium dan magnesium polifosfat, dan pada saat yang sama, air jenuh dengan ion natrium.

Pelunakan pertukaran ion Ini adalah teknologi yang terjangkau dan efisien: air melewati filter pelunakan yang diisi dengan resin penukar ion. Setelah melewati yang terakhir, sebagai hasil dari reaksi pertukaran ion, resin terbentuk dari ion kalsium dan magnesium air, dan proses pengayaan cairan yang disaring dengan ion natrium, yang aman untuk kesehatan dan peralatan manusia, juga dimulai.

Keuntungan dari teknologi ini termasuk fakta bahwa resin penukar ion memiliki kemampuan untuk beregenerasi, yaitu dapat dipulihkan. Untuk melakukan ini, cukup dengan mencuci resin, yang digunakan garam meja biasa. Banyak pelembut air dilengkapi dengan kontrol multi-prosesor, yang menyediakan aktivasi otomatis yang diperlukan dari mode regenerasi.

Pengolahan air dengan metode ini tidak menyebabkan presipitasi, yaitu tidak perlu membeli filter tambahan. Filter jenis ini cocok untuk melunakkan air minum dan industri.

Filtrasi berdasarkan prinsip reverse osmosis. Saat menggunakan teknologi ini, membran yang terbuat dari poliamida aromatik atau selulosa asetat digunakan untuk melunakkan air. Membran jenis ini hampir sepenuhnya menjamin demineralisasi, dan, tentu saja, indeks kekakuan berkurang. Akibatnya, konsumen menerima air yang dekat dengan sulingan.

Metode pembersihan ini memiliki keuntungan sebagai berikut: pemasangan memiliki dimensi kecil dan konsumsi energi rendah. Kerugiannya adalah filternya mahal, membrannya terkadang perlu diganti, dan banyak uang yang dihabiskan untuk ini.

Sistem reverse osmosis bekerja di bawah kondisi wajib bahwa pra-filter kasar dan pasca-filter mineralisasi buatan dipasang. Dengan bantuan yang terakhir, air diperkaya dengan garam kalsium (dari 40 mg/l), magnesium (dari 20 mg/l), fluor, kalium, dan lainnya. unsur kimia hingga 100mg/l.

Penggunaan mineralizer diperlukan, karena sistem reverse osmosis memurnikan air sedemikian rupa sehingga senyawa kimia murni terbentuk. Jika Anda minum air suling untuk waktu yang lama, maka unsur makro dan mikro yang dibutuhkannya akan dikeluarkan dari tubuh.

Filtrasi magnetik. Implementasi metode magnetik dan elektromagnetik telah menemukan aplikasinya di perangkat ukuran kecil, yang dipasang di dinding bagian dalam pipa. Air dilewatkan melalui filter jenis ini, dengan medan magnet yang bekerja pada garam magnesium dan kalsium, menyebabkan mereka membentuk bentuk yang tidak larut. Penghapusan sedimen dari sistem pasokan air dilakukan karena aliran air.

Sistem filtrasi serupa digunakan jika skala adalah musuh Anda, dan perlu untuk melindungi boiler, kolom dan pemanas air, mesin cuci atau mesin pencuci piring yang dipasang di rumah dan pondok milik pribadi darinya.

Digunakan secara luas oleh penduduk rumah pedesaan metode gabungan. Misalnya, filter magnetik digunakan dalam pasokan air teknis, sistem reverse osmosis digunakan untuk memenuhi kebutuhan minum (tentu saja diperlukan mineralizer). Penggunaan opsi terakhir menyiratkan bahwa ini bukan kesenangan yang murah, jadi pasang filter pertukaran ion untuk mengoptimalkan biaya. Ini dibedakan oleh keserbagunaannya, kinerja tinggi, dan air yang dilunakkan olehnya dapat sama-sama berhasil digunakan untuk makanan dan digunakan dalam peralatan rumah tangga.

Filter yang menjamin kelembutan air di dalam rumah

Setelah menentukan teknologi yang optimal, penting bagi pembeli untuk tidak membuat kesalahan saat memilih solusi yang konstruktif.

Filter kompak. Filter ini dipasang pada pipa tempat air masuk ke perangkat, misalnya, di mesin cuci atau ketel. Dimungkinkan juga untuk menggunakan reagen yang larut sebagian - natrium polifosfat, dituangkan ke dalam, atau penggunaan yang dibuat secara artifisial Medan gaya. Filter ini nyaman, tetapi dirancang untuk melunakkan air, yang setelah dibersihkan hanya memiliki keperluan rumah tangga atau hanya melayani satu peralatan.


saringan utama. Sistem menerima air dari pipa tempat filter ini dipasang. Ini memastikan bahwa semua kemungkinan masalah terkait dengan pelunakan air, tetapi harga filternya tinggi, dan proses operasinya agak lambat.

filter kartrid. Biasanya, setiap filter jenis ini dilengkapi dengan labu transparan dengan kartrid resin penukar ion yang dapat diganti yang dipasang di yang terakhir. Filter ukuran standar (sepuluh inci) dirancang untuk empat ribu liter atau operasi non-stop untuk jangka waktu enam bulan. Kemudian kartrid diganti. Sistem ini memiliki sumber daya kerja yang agak rendah dan tidak ada kemungkinan pemulihan.

Filter tipe kabinet. Instalasi berukuran kecil ini menemukan aplikasinya di kantor dan apartemen. Jenis sistem ini menerapkan teknologi pertukaran ion. Filter ini memiliki konsumsi sorben 50% lebih rendah daripada jenis pelembut lainnya, dan karena itu bekerja lebih ekonomis. Air yang diolah dapat diminum dengan aman, berfungsi peralatan Rumah tangga air sama sekali tidak membahayakan. Filter memiliki satu nuansa: hanya mengatasi volume kecil dan tidak cocok untuk rumah dengan area yang luas. Pilihan terbaik- Ini adalah pondok tempat lima atau enam penyewa tinggal.

Filter pertukaran ion. Perangkat adalah kolom dengan tangki garam. Setiap unit vertikal adalah tangki dengan resin penukar ion di dalamnya. Air yang melewati mereka tunduk pada pelunakan. Diperkirakan bahwa sistem dapat dilengkapi dengan wadah garam, yang digunakan dalam proses regenerasi. Setelah tercapai batas kritis, mode filtrasi berubah menjadi regenerasi dan air garam diarahkan melalui tangki. Sistem mahal memiliki dua sirkuit filtrasi. Satu sirkuit terlibat dalam proses regenerasi, sedangkan yang kedua beroperasi pada kapasitas penuh.

Kit pelunakan air di katalog kami

Untuk keluarga rata-rata yang tinggal di rumah pribadi, filter pelembut air cocok, dengan kapasitas hingga satu setengah meter kubik per jam. Tanpa penggantian yang timbul karena kebutuhan, pengisi dapat melayani hingga sepuluh tahun.

Pelunakan air dengan reverse osmosis

Baru-baru ini, filter reverse osmosis telah dianggap sebagai solusi terbaik jika Anda perlu memurnikan atau melunakkan air untuk rumah Anda. Tetapi perangkat ini memiliki banyak kelemahan, yang menunjukkan bahwa tidak disarankan untuk berinvestasi dalam pelembut seperti itu.

Garam kekerasan terlarut tidak dapat dihilangkan dengan filter mesh. Tetapi filter tipe membran dapat mengatasi tugas ini.

Sistem reverse osmosis memiliki produktivitas rendah, yang dianggap sebagai kelemahan utamanya. Ini dikompensasi oleh fakta bahwa beberapa sirkuit dipasang yang bekerja secara paralel. Masing-masing dari mereka memiliki membran terpisah (satu set filter yang diperlukan), serta pompa yang menyuntikkan peningkatan tekanan untuk berfungsinya unit ini secara efektif.

Untuk memasang filter jenis ini, Anda perlu menemukan ruang yang cukup, serta mengisolasi ruangan ini agar kebisingan tidak terdengar di ruangan lain, dan menyelesaikan masalah terkait lainnya.

Tetapi praktik menunjukkan bahwa instalasi yang kuat ini sangat jarang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Fungsionalitasnya lebih luas daripada pelembut air sederhana untuk rumah tipe pribadi, tetapi pada saat yang sama, peralatan seperti itu terlalu mahal, dan operasi lebih lanjut jauh dari yang termurah. Pemasangan sistem ini dilakukan di pabrik-pabrik di mana untuk: pembersihan mendalam cairan kerja, proses teknologi harus benar-benar diperhatikan.

Instalasi reverse osmosis memiliki beberapa batasan lagi yang harus diperhatikan oleh mereka yang berencana membeli sistem ini:

Tanpa pra-penyaringan kotoran mekanis yang baik, kontaminasi kartrid yang sangat cepat terjadi. Risikonya sangat tinggi jika perkotaan tua rekayasa jaringan atau sumur pribadi dibor "di atas pasir" (kedalaman dangkal).

Setiap model peralatan memenuhi persyaratan yang jelas tentang komposisi air keluaran yang seharusnya, dan standar ini ditetapkan oleh produsen sistem ini.

Selain itu, perlu untuk mengamati kisaran suhu dan air yang dipertahankan, yang ditetapkan oleh pabrikan. Dalam kebanyakan kasus, perlu untuk memasang katup pembatas di saluran masuk dan juga menggunakan pompa dengan kontrol otomatis hidup dan mati.

Untuk fungsi peralatan yang berkualitas tinggi, perlu untuk mengubah elemen individu secara tepat waktu:

• setiap 4-6 bulan - pra-filter mekanis;

  setiap 3-4 bulan - filter diisi dengan karbon aktif (juga pendahuluan);

  setiap 8-12 bulan - pasca-filter dengan pengisi karbon aktif);

  setiap dua atau dua setengah tahun - membran reverse osmosis.

Oleh komposisi kimia air yang dimurnikan dengan reverse osmosis setara dengan cairan suling. Secara umum diterima bahwa itu dapat membahayakan kesehatan sampai batas tertentu, karena jika seseorang minum air ini setiap hari, ia tidak akan menerima mineral yang diperlukan untuk tubuhnya. Selain itu, beberapa pemilik tidak suka minum air yang sangat murni.

Untuk alasan ini, blok khusus - mineralizer - terkadang dihubungkan ke pabrik reverse osmosis sebagai tambahan. Dengan bantuan mereka, kalsium dan magnesium masuk ke dalam air, yaitu cairan jenuh dengan elemen-elemen ini. Sistem dapat dilengkapi dengan katup yang akan memastikan bahwa unit tersebut termasuk dalam sirkuit umum jika kebutuhan tersebut muncul.

Segala sesuatu yang tertulis di atas mengarah pada kebutuhan untuk mempertimbangkan secara rinci kelayakan membeli filter osmosis terbalik untuk menggunakannya untuk melunakkan air untuk rumah.

Penawaran Biokit banyak pilihan sistem reverse osmosis, filter air dan peralatan lain yang mampu mengembalikan air keran ke karakteristik alaminya.

Spesialis kami siap membantu Anda:

hubungkan sendiri sistem filtrasi;

memahami proses pemilihan filter air;

pilih bahan pengganti;

memecahkan masalah atau memecahkan masalah dengan melibatkan pemasang spesialis;

temukan jawaban atas pertanyaan Anda melalui telepon.

Percayakan sistem penjernihan air dari Biokit - sehatkan keluarga Anda!

Cara melunakkan air sadah. Cara, kiat, bahaya dan manfaat, berbagai metode, fitur, dan indikator yang dapat diterima.

Kita semua telah mendengar tentang bahaya air sadah - tidak hanya untuk peralatan dapur dan peralatan pemanas, tetapi juga untuk tubuh manusia. Namun, hanya sedikit orang yang tahu bahwa kekakuannya berbeda dalam "asal", dan selain itu, itu bukan kejahatan mutlak. Oleh karena itu, hari ini kita akan melihat bagaimana Anda dapat membuat pelunakan air yang paling efektif untuk kebutuhan minum dan rumah tangga untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

Fitur air keras

Air menjadi keras dari garam terlarut - senyawa kalsium dan / atau magnesium (kation yang terakhir jauh lebih jarang). Ada elemen lain, yang keberadaannya dapat memengaruhi indikator kekakuan akhir, misalnya, mangan, strontium, barium. Tetapi pengaruh mereka sangat kecil sehingga tidak diperhitungkan.

Indeks kekerasan umum biasanya dibagi sesuai dengan komposisi garam:

1. Karbonat atau kesadahan sementara - menentukan kandungan Ca dan Mg bikarbonat dalam air pada tingkat pH melebihi 8,3 unit. Ini dapat dengan mudah ditangani dengan perebusan yang lama - setelah satu jam, garam akan hancur begitu saja di bawah pengaruh suhu tinggi dan endapan.
2. Kekerasan non-karbonat disebut konstan, karena tidak mudah untuk menghilangkannya. Hal ini ditentukan oleh kandungan garam stabil dari berbagai asam, yang tidak terurai dan harus dihilangkan dengan metode lain, seperti reverse osmosis.

Singkatnya, kedua indikator ini hanya memberikan kekakuan keseluruhan, meskipun sulit dan mahal untuk menghitungnya secara terpisah. Biasanya, reagen khusus atau strip indikator digunakan untuk menentukan kandungan garam yang sebenarnya.

Tetapi Anda dapat mengetahui bahwa sistem Anda memiliki air sadah tanpa tes laboratorium. Dalam proses penggunaan, ini memberikan banyak masalah yang tidak mungkin diabaikan:

• Tanda putih pada pakaian yang dicuci;
• Berbusa lemah deterjen, dan sebagai akibatnya - inefisiensi mereka;
• Skala di dinding ketel (dan bayangkan apa yang terjadi pada elemen pemanas ketel, mesin cuci, dan mesin pencuci piring);
• Plak terus-menerus muncul di mixer dan wastafel.

Air sadah juga menyebabkan kerusakan yang cukup besar bagi tubuh manusia. Perasaan kulit kering setelah kontak dengan lingkungan seperti itu tidak lebih dari mencuci lapisan lipid pelindung dari permukaannya. Dan penggunaan air ini di dalam tanpa pelunakan awal dapat memicu urolitiasis.

Namun bukan berarti pelunakan air harus total, meskipun digunakan untuk minum dan memasak. Cairan yang sama sekali tanpa garam menyebabkan kekurangan ion kalsium dan magnesium dalam tubuh, yang berdampak negatif pada fungsi sistem kardiovaskular. Bahaya dan manfaat kesadahan air minum adalah salah satu paradoks medis. Tapi itu diperbolehkan hanya - kepatuhan dengan ukuran.

Dari sudut pandang dokter, penggunaan air yang terlalu keras dan terlalu lunak tidak dapat diterima. Di sini Anda harus tetap berpegang pada mean emas.

Air yang "dilunakkan" dapat merusak pipa baja dan pipa air. sistem pemanas– karena itu, mereka lebih rentan terhadap keausan korosif dan memiliki masa pakai yang lebih pendek daripada saluran pipa yang mengangkut media yang keras.

Cara tradisional pelunakan

Nenek kami juga menghadapi masalah air sadah, dan setidaknya mereka bisa menebak bahaya menggunakannya. Karena itu, ada cukup banyak cara sederhana dan terjangkau untuk melunakkan celengan kebijaksanaan rakyat. Kami menyajikan yang paling populer di antara mereka.

Mendidih (dan bukan dalam ketel listrik, tetapi di atas kompor, karena efek yang diinginkan dari penguraian garam kesadahan hanya dapat dicapai dengan pemanasan yang lama). Setelah ini, cairan harus dibiarkan mengendap selama sehari, dan baru setelah itu harus dikeringkan dengan hati-hati tanpa mengaduk sedimen di bagian bawah.

Pembekuan adalah cara yang lebih lembut yang memungkinkan Anda untuk setidaknya mengawetkan sebagian zat bermanfaat dalam air dan tidak merusak rasanya. Wadah air transparan harus dikirim ke freezer dan memantau pembekuannya. Segera setelah 75-80% dari total volume berubah menjadi es, bejana dikeluarkan dan residu cairan dikeringkan - garam terkonsentrasi di dalamnya, yang memberikan kekakuan tinggi.

Penyelesaian. Anda hanya perlu menuangkan air ke wadah apa pun dan menyimpannya dari sinar matahari selama 3-6 hari. Setelah itu, Anda perlu mengeringkan lapisan atas dengan hati-hati tanpa mengganggu sedimen. Air seperti itu tidak cocok untuk diminum, tetapi cukup cocok untuk keperluan rumah tangga.

Penambahan silikon atau shungite - mineral yang secara harfiah menyerap garam kekerasan. Kakek buyut kita melapisi sumur dengan batu api untuk melunakkan air yang tersimpan di dalamnya. Cara yang lebih sederhana tersedia bagi kami: Anda hanya perlu menurunkan batu silikon atau shungite steril ke dalam wadah berisi air minum. Penyerap alami akan menyerap garam dalam 2-3 hari, meskipun banyak yang merekomendasikan untuk meningkatkan periode ini menjadi seminggu.

Saponifikasi merupakan salah satu cara untuk menyiapkan air untuk pencucian. Anda perlu memarut 15-20 g rumah tangga atau sabun mandi dan encerkan dalam 0,5 l air sampai benar-benar larut dan muncul busa. Jumlah ini cukup untuk seember cairan, setelah itu Anda harus menahan semuanya setidaknya selama satu malam - sabun akan bereaksi dengan garam dan mengirimnya ke sedimen. Di pagi hari, solusinya dituangkan dengan hati-hati ke wadah lain dan ditambahkan ke dalamnya. asam borat(2-3 sendok makan).

Metode modern

Bagi kami, orang modern, ada cara sederhana untuk melunakkan air sadah. Untuk melakukan ini, cukup membeli dan memasukkan filter pelunakan dengan resin penukar ion ke dalam sistem pasokan. Mereka adalah tangki ganda dan bekerja sesuai dengan prinsip berikut:

1. Air sadah memasuki kompartemen dengan resin, yang "mengekstraksi" kalsium, magnesium, dan elemen alkali tanah lainnya darinya.
2. Cairan yang habis mengalir ke reservoir kedua dengan garam meja biasa, di mana ia diperkaya dengan ion natrium - jauh lebih berguna bagi tubuh.
3. Residu dengan elemen "berbahaya" dihilangkan bersama dengan saluran pembuangan.

Hasilnya, kami mendapatkan air lunak yang aman dan lezat dengan kesadahan normal. Dapat digunakan baik untuk kebutuhan rumah tangga maupun untuk minum atau memasak.

Negara yang berbeda memiliki standar kekerasannya sendiri. Indikator maksimum kami untuk air minum ditetapkan pada 7 mg-eq/l, untuk air teknis - tidak lebih dari 9 mg-eq/l.

Efek pelunakan juga didapat setelah air mengalir melalui sistem reverse osmosis. Ia bekerja dengan cara yang sama sekali berbeda: ia memaksa cairan melalui membran khusus dengan pori-pori yang sangat kecil (berukuran 0,0001 mikron) dan menjebak kotoran pada tingkat molekuler. Dengan demikian, air dibebaskan tidak hanya dari garam, tetapi juga dari bakteri dan unsur asing lainnya, yang secara praktis berubah menjadi distilat.

Sayangnya, penggunaan konstan dalam makanan lebih berbahaya daripada baik. Oleh karena itu, setelah pemurnian dan pelunakan, diinginkan untuk melewatkan air tersebut melalui sistem mineralizer, yang akan memperkayanya dengan zat yang aman dan mengembalikan kekerasan yang optimal. Namun, cukup cocok untuk kebutuhan rumah tangga.

Juga, untuk melindungi peralatan dari air sadah, berbagai aditif digunakan:

• Makanan, soda abu;
• asam sitrat;
• Cuka;
• Pelunak air apa pun berdasarkan polifosfat (Calgon, Eonite, Sodasan, dll.).

Mengapa pelunakan air begitu penting?

Tentunya, tinggal di apartemen atau rumah pedesaan dan menggunakan air dari pasokan air kota, sumur, sumur, atau sumber asupan air lainnya, Anda harus menghadapi konsekuensi yang tidak menyenangkan dari penggunaan air keras. Kulit kering setelah mandi, kekakuan pakaian dan kain setelah dicuci, busa sabun dan deterjen yang buruk, serta endapan putih pada peralatan pipa dan munculnya kerak selama perebusan - semua ini adalah tanda yang paling terlihat dari konsentrasi kekerasan yang berlebihan garam dalam air. Mustahil untuk tidak memperhatikan konsekuensi berbahaya dari pengaruh air keras pada tubuh manusia: masalah dengan sistem kardiovaskular, gangguan motilitas lambung, penyakit sendi dan endapan yang tidak diinginkan di ginjal atau saluran empedu. Selain semua hal di atas, kerak yang terbentuk selama pengoperasian peralatan pemanas air (boiler, boiler, mesin cuci, pencuci piring, dll.), berkontribusi pada kegagalan prematur mereka.

Juga, penggunaan air dengan salinitas tinggi di industri tidak dapat diterima, yang menyebabkan pelanggaran proses teknologi dan kimia dalam produksi makanan, minuman, barang konsumsi, dll. Kebutuhan untuk menghilangkan kesadahan air juga memainkan peran penting di sektor energi, di mana pembentukan kerak mengganggu kinerja peralatan pertukaran panas yang mahal dan sistem pemanas, sementara secara tajam mengurangi karakteristik pertukaran panasnya (selanjutnya meningkatkan biaya bahan bakar), dan menyebabkan kegagalan total.

Konsep air keras. Apa yang menyebabkan kesadahan air?

Kesadahan air mencirikan konsentrasi (keberadaan) di dalamnya ion kalsium (Ca 2+), magnesium (Mg 2+), strontium (Sr 2+), barium (Ba 2+), besi (Fe 2+) dan mangan (Mn). 2+ ). Tapi kehadirannya di perairan alami kapak langsung ion kalsium dan magnesium jauh lebih tinggi daripada total kehadiran ion lain yang terdaftar. Untuk alasan ini, kesadahan air mengacu pada jumlah total ion kalsium dan magnesium. Kekerasan berbeda dalam sementara (karbonat), pembentukan kerak, disebabkan oleh adanya kalsium dan magnesium bikarbonat, serta permanen (non-karbonat), seringkali karena adanya sulfat dan klorida dan tidak dilepaskan selama perebusan.

Saat ini, mengenai kesadahan air, ada sejumlah persyaratan dan dokumen normatif disusun oleh berbagai departemen dan berorientasi pada tipe konsumen yang berbeda. Standar untuk kandungan garam total, terlepas dari permukaan atau air tanah, untuk sistem rumah tangga dan sistem minum dan rumah tangga, sebagian besar tergantung pada persyaratan "Air Minum" SanPiN, di mana MPC (konsentrasi maksimum yang diizinkan) dari garam kesadahan tidak boleh melebihi lebih dari 7 mg / l. Namun, pada saat yang sama, perhatian harus diberikan pada standar kualitas air untuk pasokan air panas, pasokan panas, uap dan boiler air panas, di mana aturan pengoperasian perangkat memerlukan kekerasan MPC yang jauh lebih rendah daripada standar SanPiN (kurang dari 2 mg / l). Perlu juga dicatat bahwa konsentrasi ion kalsium dan magnesium relatif lebih rendah, ditetapkan dalam standar kualitas Uni Eropa, Organisasi Kesehatan Dunia dan standar nasional AS, yang tidak melebihi 5 mg/l. Persyaratan yang sangat berbeda untuk salinitas air dan sistem penggunaan industri(kadang-kadang sampai tidak ada), di mana konsentrasi yang diperlukan mengatur proses teknis dan kimia produksi. Perhatian pada MPC garam kesadahan air di industri tenaga dibenarkan oleh efisiensi teknologi dan ekonomi peralatan (kurang dari 1 mg / l), dan lebih ditujukan untuk mencegah masalah utama - pembentukan kerak.

Metode pelunakan air

1. Pelunakan air dengan pertukaran ion metode yang paling populer dan banyak digunakan untuk melunakkan air dari sumur atau sistem pasokan air dalam sistem minum dan rumah tangga. Metode ini terdiri dari kemampuan bahan penukar ion (resin) untuk menukar ion garam kekerasan (kalsium, magnesium, dll.) untuk ion molekul lain yang tidak menyebabkan pembentukan kerak. Juga, metode ini, tergantung pada jenis resin yang digunakan, memungkinkan Anda untuk mengekstrak senyawa besi dan, jika perlu, mengurangi mineralisasi air. Jadi, pelunakan air dengan pertukaran ion, tidak seperti metode lain (kecuali reverse osmosis), memastikan penghapusan kesadahan air, dan tidak mengubahnya (tanpa menghilangkannya) menjadi bentuk yang tidak menyebabkan kerak.

Untuk keperluan rumah tangga dan minum, untuk melunakkan air dari sumur, sumur atau pasokan air, filter dengan resin penukar kation tingkat makanan dalam bentuk Na sering digunakan. Resin ini dirancang untuk menghilangkan kesadahan air dengan menghilangkan ion kalsium dan magnesium, menukarnya dengan ion natrium (tanpa meningkatkan mineralisasi air secara signifikan). Filter ini meliputi:

• Pelunak air seri WS (Lewatit S1567) . Filter otomatis dan mekanis untuk menghilangkan kesadahan air dengan bahan filter buatan Jerman Lewatit S 1567.
• Pelunak air kabinet: Bintang Utara, BWT, Atoll Excellece L, Atoll Excellece R. Filter otomatis ringkas untuk menghilangkan kesadahan air produksi Amerika dan Eropa.
• Pemasangan pelunakan aksi terus menerus WS TWIN (Lewatit S1567) . Filter pengerasan air otomatis untuk terus menerus pelunakan air tanpa regenerasi. Pemuatan filter - Lewatit S 1567.

Untuk menggunakan filter penukar kation dalam kondisi konsentrasi tinggi zat besi, mangan, hidrogen sulfida atau senyawa organik dalam air, diperlukan penghilangan awal. Untuk alasan ini, di kompleks sistem pengolahan air, mereka dipasang setelah pembersihan kasar pendahuluan, sistem dosis, aerasi air, stasiun pengeringan air, dll., Tergantung pada teknologi yang digunakan.

Jika tidak, untuk menghilangkan satu kali kesadahan air, besi, mangan atau senyawa organiknya, tanpa menggunakan "pengoksidasi" pendahuluan (dosis atau aerasi) dan penghilang besi, resin gabungan digunakan, yang terdiri dari campuran kation -pertukaran, pertukaran anion dan bahan inert. Filter ini meliputi:

• filter untuk melunakkan air dan menghilangkan besi Geyser Aquachief (Ekotar B) atau stasiun untuk menghilangkan dan melunakkan air ECO A (Ecomix A) . Filter otomatis dan mekanis untuk menghilangkan kesadahan air, zat besi terlarut, dan mangan dengan tangki garam terpisah. Bahan filter Eocar B dan Ecosoft Mix A.
• pelembut air kabinet Seri ATOLL: EcoLife SM , Excellece LM . Filter otomatis buatan Amerika untuk menghilangkan kesadahan air, zat besi terlarut, dan mangan dalam satu wadah filter komposit bersama dengan tangki garam.
• tanaman pelunak air ECO (Ekomiks C) . Filter otomatis dan mekanis untuk menghilangkan kesadahan air, zat besi terlarut, mangan dengan peningkatan konsentrasi senyawa organik (melebihi oksidasi permanganat) dengan tangki garam terpisah.

Baik untuk industri, energi, rumah tangga (khususnya ketel uap dan air panas), maupun fasilitas rumah tangga dan minum (termasuk pasokan air panas dan dingin untuk rumah pedesaan), mineralisasi umum tidak kalah pentingnya dengan kesadahan air. Dengan meningkatnya mineralisasi, pelunakan air metode pertukaran ion juga memungkinkan Anda untuk secara efektif mengurangi kandungan garam mineral. Namun, demineralisasi air agak lebih kompleks daripada pelunakan. Proses ini didasarkan pada penggunaan sifat penukar anion resin setelah kationisasi awal. Untuk melakukan ini, dalam pengolahan air, ada berbagai skema kationisasi dan anionisasi satu dan beberapa tahap.

Merek resin penukar ion yang paling populer adalah: Lewatit, Ecosoft Mix, Dowex, Purolite, Ecotar, PURESIN, dll. Perlu dicatat variasi resin yang ada dari merek yang sama, yang berbeda dalam sifat, komposisi, karakteristik dan tujuan aplikasinya. Untuk alasan ini, sebelum memilih dan membeli pelembut yang diperlukan atau mengubah isi ulang di filter yang ada, kami sarankan Anda berkonsultasi dengan spesialis.

2. Metode pelunakan air menggunakan reverse osmosis melibatkan penggunaan membran semi-permeabel yang terbuat dari selulosa asetat atau poliamida aromatik. Mempertahankan hampir semua ion metode ini pelunakan memberikan demineralisasi sedalam mungkin dan menghilangkan garam kekerasan. Tingkat pemurnian sistem reverse osmosis hingga 99%. Dibandingkan dengan filter pertukaran ion, desainnya kurang keseluruhan dan mewakili bangkai logam dengan membran (jumlah dan ukurannya tergantung pada kapasitas yang dibutuhkan dari instalasi pengolahan air), pompa booster, unit sistem, pompa dosis, komponen kecil, dll. Ketika air yang dimurnikan menyentuh membran, sebagian darinya disaring hampir ke distilat pergi ke konsumen, dan sisanya dengan semua kotoran masuk ke sistem drainase, atau kembali ke filtrasi.

Selain ukurannya yang kecil dan kesederhanaan desain (relatif pelembut air metode pertukaran ion) dari sistem reverse osmosis, juga perlu diperhatikan keuntungan seperti: konsumsi energi yang rendah, relatif kecil biaya operasional dan kemungkinan membuang konsentrat ke saluran pembuangan. Namun, dengan semua ini, perlu mempertimbangkan perlunya pra-perawatan air yang diolah untuk masa pakai membran yang lama. Konsentrasi pengotor yang diizinkan dalam air yang diolah diatur oleh karakteristik operasional membran. Penting juga untuk memperhitungkan konsumsi air yang tinggi (sementara hanya menerima 20-25% bersih, sisanya dikeringkan), biaya tinggi pada saat pembelian dan operasi berkelanjutan yang disarankan.

Sampai saat ini, metode pelembut air Dengan bantuan reverse osmosis adalah salah satu metode yang paling menjanjikan untuk menghilangkan kesadahan air dan memurnikannya secara umum. Pelunakan air dengan reverse osmosis banyak digunakan dalam pembotolan air minum, produksi minuman beralkohol dan non-alkohol, di industri makanan, di pondok, rumah pedesaan, apartemen, dll. Di antara produk kami, Anda akan menemukan sistem reverse osmosis dari produsen seperti: Atol, Aquapro, Geyser, Osmosis RO, dll.

3. Metode pelunakan air reagen adalah pengolahan (dengan takaran) air murni dengan berbagai reagen dan koagulan yang mengikat kalsium dan magnesium menjadi senyawa yang sukar larut, yang, bersama dengan kotoran tersuspensi lainnya, selanjutnya disimpan dalam berbagai tangki sedimentasi atau filter klarifikasi. Dalam hal ini, kapur, soda abu, natrium hidroksida, asam, fosfonat, dll digunakan sebagai reagen. Seringkali, metode reagen pelunakan air digunakan untuk melunakkan, atau, dengan kata lain, "menstabilkan" sistem energi panas dari fasilitas industri, perumahan dan layanan komunal, rumah boiler fasilitas pemanas terpusat, dll.

Tujuan utama perawatan reagen adalah untuk mencegah pembentukan kerak, korosi dan pengotoran mikrobiologis dari peralatan pertukaran panas, termasuk pipa, pada suhu rendah dan tinggi. Ini banyak digunakan dalam pengolahan air permukaan, di mana ada kemungkinan tinggi kandungan tinggi produk metabolisme berbahaya dari organisme hidup, ganggang, bakteri dan polutan mineral atau organik lainnya. Untuk pelunakan air yang lebih dalam, dapat digunakan dalam sistem pengolahan air bersama dengan filter pertukaran kation berikutnya.

Tidak seperti sistem tertutup untuk pasokan panas (pemanasan), metode reagen untuk melunakkan air dalam sistem terbuka praktis tidak digunakan, karena persyaratan untuk kualitas air jaringan dalam sistem terbuka harus memenuhi persyaratan untuk "kualitas air minum".

4. Metode pelunakan air magnetik dan elektromagnetik digunakan untuk mencegah pembentukan kerak dalam sistem termal, generator uap, sistem pasokan air dingin dan panas di industri, rumah pedesaan, pondok, apartemen, dll., Dan merupakan proses melewatkan aliran air dalam pipa melalui medan magnet. Di bawah pengaruh medan magnet, pengotor pembentuk kerak dari kekerasan karbonat (kalsium, magnesium, dan besi) mengkristal menjadi kerak padat yang tidak larut dan tidak membentuk di dinding pipa atau pemanas air, bentuk longgar, sambil tetap berada di dalam air kolom. Pada saat yang sama, endapan yang terbentuk sebelumnya juga dihancurkan dari waktu ke waktu dan, bersama dengan aliran air, dengan mudah dikeluarkan dari sistem pemipaan.

Untuk membuat medan magnet ini dalam pipa dalam pengolahan air, perangkat khusus dengan magnet permanen atau elektromagnet digunakan. Tidak seperti pelembut air dengan pertukaran ion dan sistem reverse osmosis, pelembut magnetik adalah yang paling ringkas, mudah dipasang, dioperasikan, dan ekonomis. Instalasi dengan pengaruh elektromagnetik terdiri dari unit elektronik yang mengirimkan sinyal ke kawat berinsulasi yang dililitkan di sekitar pipa air. Berkat sinyal yang datang dengan kemurnian yang ditentukan, kabel ini memancarkan medan elektromagnetik, yang melaluinya air murni dilunakkan.

Bagi sebagian orang, ungkapan "air keras" akan tampak seperti sebuah oxymoron sastra, tetapi ada banyak orang yang akrab dengan kualitas air ini secara langsung. Cara menentukan tingkat kesadahan dan mengapa melunakkan air - kami akan memberi tahu di artikel ini.

Air sadah adalah penyebab terbentuknya timbunan garam, batu ginjal, penyakit kardiovaskular. 80% penyakit seseorang minum dengan air. 90% kegagalan pemanas air dan peralatan lain yang bekerja dengan air disebabkan oleh tingkat keparahan yang tinggi.

Apa tujuan dari proses pelunakan air?

Kesadahan air merupakan kombinasi dari sifat fisik dan sifat kimia berhubungan dengan kandungan garam terlarut dari logam alkali tanah. Pertama-tama, kalsium dan magnesium adalah garam kekerasan. Di lingkungan alami, mereka mengatur berbagai proses kimia. Kesadahan air terutama dipengaruhi oleh depositnya. Sungai dan danau diisi ulang dari sumber bawah tanah yang mengalir di lapisan batu kapur dan memperkaya air yang melewatinya dengan garam keras. Perairan permukaan mengandung lebih sedikit kalsium dan magnesium dibandingkan perairan dalam. Kekerasan air di mata air alami mencapai maksimum di musim dingin, dan minimum di musim semi, berkat salju yang mencair.

Ada tiga jenis kesadahan air:

• Umum. Ini adalah konsentrasi total ion magnesium dan kalsium.
• karbonat. Nama keduanya bersifat sementara, karena indikatornya bergantung pada kandungan kalsium dan magnesium karbonat dan bikarbonat dalam air, yang hampir sepenuhnya dihilangkan dengan perebusan.
• Non-karbonat, sebaliknya, adalah nilai konstan, karena karena adanya garam magnesium dan kalsium, yang tidak terpengaruh oleh perubahan suhu.

Dalam sistem SI, kesadahan air diukur dalam mol per meter kubik -mol/m³, tetapi miligram ekuivalen per liter juga digunakan dalam praktik -mg-persamaan/l. Menurut norma SanPiN, kesadahan air minum tidak boleh lebih dari 7 mg-eq / l. Kesadahan air yang diperlukan untuk produksi bir -hingga 4 mg-eq/l, minuman ringan -0,7 mg-eq/l.

Air yang terlalu keras adalah salah satu alasan pembentukan batu ginjal, karena kalsium dan magnesium bikarbonat membuat lambung dan usus sulit bekerja. Apa yang disebut endapan garam di persendian juga bisa disebabkan oleh minum air keras. Garam kekerasan yang terkandung di dalamnya secara aktif berinteraksi dengan sabun, sampo, balsem, dan produk serupa lainnya, membentuk endapan dan mengurangi efektivitasnya. Karena penghancuran perlindungan lemak alami, pori-pori pada kulit manusia tersumbat oleh neoplasma, sehingga sulit untuk bernapas. Hal ini dapat menyebabkan kekeringan, jerawat, ketombe, serta kerusakan dan kerontokan rambut. Air sadah juga mempengaruhi memasak dengan cara yang buruk, menghancurkan zat bermanfaat yang terkandung dalam bahan.

Air sadah secara signifikan mengurangi umur peralatan rumah tangga: mesin pencuci piring, ketel, ceret, dll. Karena kristalisasi garam, kerak terbentuk, yang kemudian menyebabkan korosi dan kerusakan. Seperti dalam kasus sampo, saat mencuci dengan air keras, bagian dari "kekuatan" bubuk diarahkan untuk menetralkan efeknya, tetapi di sini, selain pengeluaran deterjen yang berlebihan, kemungkinan linen dengan noda atau noda meningkat. Mereka juga muncul karena kerak yang terbentuk di "bagian dalam" mesin cuci.

Di perkotaan, air sadah sekarang hampir tidak pernah ditemukan, tetapi di sektor swasta dan pedesaan situasinya berbeda. Biasanya penghuninya menggunakan air dari sumur atau sumur artesis, di mana kalsium dan magnesium jenuh air tanah. Selain itu, bersama dengan garam kekerasan, zat berbahaya lainnya juga bisa masuk ke sana. Untuk ini, hujan lebat dan tempat pembuangan sampah yang terletak di distrik sudah cukup.

Betapa mudahnya untuk memahami pelunakan air - ini adalah penurunan konsentrasi garam kekerasan di dalamnya. Versi paling sederhana dari proses ini adalah termal (juga sederhana mendidih). Seperti disebutkan di atas, dalam proses ini, kalsium bikarbonat terurai menjadi kalsium karbonat yang tidak larut, yang mengendap, dan karbon dioksida. Konsentrasi kalsium sulfat juga sedikit menurun. Metode ini dianggap yang paling sederhana, tetapi kinerjanya meninggalkan banyak hal yang diinginkan. Ada juga metode kimia, ketika reagen ditambahkan ke air yang mengubah senyawa larut menjadi tidak larut. Kerugian utama adalah Anda masih tidak bisa minum cairan seperti itu. Metode lain memerlukan peralatan khusus.

Peralatan pelunakan air

Selain plak pada elemen pemanas peralatan rumah tangga dan noda pada linen yang dicuci, tanda air keras adalah sabun dan bubuk berbusa yang buruk, daging yang keras bahkan setelah lama dimasak, tidak adanya aroma teh dan kopi yang biasa, seperti serta rasa pahit dari air itu sendiri. Selain itu, kesadahan air dapat ditentukan dengan menggunakan strip uji khusus atau pengukur TDS yang mengukur konduktivitas listrik suatu cairan. Namun, sebelum membeli filter untuk melunakkan air, disarankan untuk mengirimkannya ke laboratorium untuk dianalisis, sehingga para ahli dapat membuat "diagnosis" yang paling akurat. Misalnya, filter aliran untuk pelunakan air hanya akan relevan untuk cairan tanpa kandungan besi kritis, dan dalam kasus yang parah lebih baik menggunakan yang utama.

Instalasi apa yang digunakan untuk pelunakan air? Para ahli membedakan kategori filter berikut:

• Selaput. Menghilangkan hingga 98% dari kotoran, membuat air benar-benar suling. Namun, agar kualitas pekerjaan mereka tidak menurun, perlu untuk mempertahankan tekanan setidaknya 3-4 atmosfer dalam sistem pasokan air. Perangkat semacam itu cukup mahal, tetapi juga memiliki masa pakai yang lama.
• Polifosfat. Mereka adalah labu dengan kristal garam polifosfat. Air yang melewatinya jenuh dengan natrium polifosfat. Biasanya dipasang di depan peralatan rumah tangga. Filter polifosfat tidak mahal, tetapi perlu diganti setiap enam bulan. Tidak disarankan untuk minum air yang dilunakkan dengan bantuan mereka.
• Magnetik. Berkat mereka, medan magnet konstan bekerja di atas air, yang mengubah struktur garam kekerasan. Molekul berhenti bergabung ketika dipanaskan dan tidak membentuk endapan, dan juga menghancurkan skala yang sudah ada. Konsentrasi garam tetap sama, sehingga perangkat tersebut terutama cocok untuk pipa dan peralatan pompa. Tergantung pada varietasnya, filter magnetik dapat beroperasi dari 5 hingga 25 tahun tanpa perlu perawatan.
• elektromagnetik. Mereka bekerja berdasarkan radiasi gelombang elektromagnetik dari frekuensi yang diperlukan. Mereka membutuhkan koneksi jaringan, tetapi tidak menghabiskan banyak energi. Kompatibel dengan sistem pelunakan air lainnya. Kelebihan garam kemudian dibuang melalui bah ke saluran pembuangan. Selain magnet, mereka juga menghancurkan skala, tetapi harganya jauh lebih mahal.
• Filter pertukaran ion untuk pelunakan air. Nilai plus yang jelas adalah kinerja tinggi dan daya tahan elemen filter. Mereka adalah filter tipe kolom atau kabinet, di dalamnya ada resin penukar ion. Seperti halnya filter magnetik, hanya air dingin yang dapat dibersihkan dengannya. Proses penyaringan terdiri dari penggantian ion kalsium dan magnesium dengan ion natrium, yang tidak membahayakan tubuh manusia dan peralatan rumah tangga.

Terlepas dari kenyataan bahwa setelah metode pertukaran ion air pelunakan dapat diminum, itu dianggap reagen, sisanya diklasifikasikan sebagai non-reagen.

Untuk menghilangkan besi tidak berarti melunak

Istilah "air keras" tidak identik dengan "air besi". Air tawar juga mengandung besi, yang masuk ke sumur dan sumur dari bebatuan yang runtuh, dan ke dalam pipa dari pipa air besi dan baja yang sudah tua dan berkarat. Tidak sulit untuk menentukan air lewat jenuh dengan besi dengan mata - ia memiliki bau logam yang khas dan warna keruh kekuningan. Dengan indikator seperti itu, benda-benda putih juga menjadi kekuningan setelah dicuci, dan bintik-bintik coklat muncul di pipa ledeng.

Di negara kita, jumlah zat besi yang diizinkan dalam air tidak boleh melebihi 0,3 mg-eq / l. Total asupan zat besi yang direkomendasikan untuk orang dewasa adalah 25 miligram per hari.

"Overdosis" dapat menyebabkan urolitiasis, gangguan usus, penyakit kandung empedu dan masalah gigi, serta dermatitis dan perkembangan alergi. Oleh karena itu, tidak ada gunanya membeli perangkat pelunakan air, sambil mengabaikan peralatan penghilang besi. Juga berbeda, baik secara kimiawi, ketika besi dihancurkan dengan reagen, maupun secara mekanis, ketika besi didekomposisi menggunakan aerasi, koagulasi, dan metode pertukaran ion yang dijelaskan di atas. Selain itu, ada instalasi "dua dalam satu" yang secara bersamaan berfungsi baik untuk pelunakan air dan penghilangan besi. Mereka menghemat ruang di rumah, anggaran pemilik dan waktunya dalam ukuran yang sama.

Teknologi berkembang pesat, dan mungkin suatu saat semua air di Bumi akan sangat bersih. Namun sampai hal ini terjadi, keberadaan sistem penyaringan air merupakan kebutuhan yang mendesak, karena kesehatan manusia secara langsung bergantung padanya. Pada saat yang sama, Anda tidak ingin menghabiskan banyak uang untuk peralatan yang tidak efisien, jadi pilihan filter untuk menghilangkan besi dan pelunakan air harus didekati dengan hati-hati.

Pelunakan air dengan dialisis

Pengolahan air magnetik

literatur

Landasan teoretis pelunakan air, klasifikasi metode

Pelunakan air mengacu pada proses menghilangkan kation kekerasan darinya, yaitu. kalsium dan magnesium. Sesuai dengan GOST 2874-82 "Air minum" kesadahan air tidak boleh melebihi 7 mg-eq / l. Jenis produksi tertentu air proses membuat tuntutan untuk pelunakan yang dalam, yaitu. hingga 0,05.0.01 mg-eq / l. Sumber air yang umum digunakan memiliki kesadahan yang memenuhi standar air domestik dan air minum, serta tidak perlu dilunakkan. Pelunakan air dilakukan terutama selama persiapannya untuk tujuan teknis. Dengan demikian, kesadahan air untuk memberi makan boiler drum tidak boleh melebihi 0,005 mg-eq / l. Pelunakan air dilakukan dengan metode: termal, berdasarkan pemanasan air, distilasi atau pembekuannya; reagen, di mana ion dalam air Ca ( II ) dan mg ( II ) mengikat dengan berbagai reagen menjadi senyawa yang praktis tidak larut; pertukaran ion, berdasarkan penyaringan air lunak melalui bahan khusus yang menukar ion yang termasuk dalam komposisinya tidak ( I) atau H (1) menjadi ion Ca (II) dan mg ( II ) yang terkandung dalam air dialisis; digabungkan, mewakili berbagai kombinasi metode di atas.

Pilihan metode pelunakan air ditentukan oleh kualitasnya, kedalaman pelunakan yang diperlukan dan pertimbangan teknis dan ekonomi. Sesuai dengan rekomendasi SNiP saat melunakkan air tanah, metode pertukaran ion harus digunakan; ketika melunakkan air permukaan, ketika klarifikasi air juga diperlukan, metode kapur atau soda kapur digunakan, dan ketika air sangat melunak, kationisasi berikutnya. Karakteristik utama dan kondisi untuk penggunaan metode pelunakan air diberikan pada Tabel. 20.1.

pelunakan air dialisis termal

Untuk memperoleh air untuk keperluan rumah tangga dan minum biasanya hanya sebagian saja yang dilunakkan, dilanjutkan dengan pencampuran dengan sumber airnya, sedangkan jumlah air yang dilunakkan Q y ditentukan oleh rumus

dimana J dan. - kesadahan total sumber air, mg-eq/l; F 0. s. - kesadahan total air yang masuk ke jaringan, mg-eq / l; J 0. y. - kesadahan air melunak, mg-eq/l.

Metode pelunakan air

Metode termal pelunakan air

Dianjurkan untuk menggunakan metode termal pelunakan air saat menggunakan air karbonat yang digunakan untuk memberi makan boiler. tekanan rendah, serta dalam kombinasi dengan metode reagen pelunakan air. Hal ini didasarkan pada pergeseran kesetimbangan karbon dioksida ketika dipanaskan menuju pembentukan kalsium karbonat, yang dijelaskan oleh reaksi

Ca (HC0 3) 2 -\u003e CaCO 3 + C0 2 + H 2 0.

Kesetimbangan digeser oleh penurunan kelarutan karbon monoksida (IV), yang disebabkan oleh peningkatan suhu dan tekanan. Perebusan dapat sepenuhnya menghilangkan karbon monoksida (IV) dan dengan demikian secara signifikan mengurangi kesadahan kalsium karbonat. Namun, kesadahan ini tidak dapat sepenuhnya dihilangkan, karena kalsium karbonat, meskipun sedikit (13 mg / l pada suhu 18 ° C), masih larut dalam air.

Dengan adanya magnesium bikarbonat dalam air, proses pengendapannya terjadi sebagai berikut: pertama, magnesium karbonat yang relatif larut (110 mg / l pada suhu 18 ° C) terbentuk.

Mg (HCO 3) → MgC0 3 + C0 2 + H 2 0,

yang dihidrolisis selama perebusan yang lama, sebagai akibatnya endapan endapan yang sedikit larut (8,4 mg / l). magnesium hidroksida

MgC0 3 + H 2 0 → Mg (0H) 2 + C0 2.

Akibatnya, ketika air direbus, kesadahan karena kalsium dan magnesium bikarbonat berkurang. Air mendidih juga mengurangi kesadahan yang ditentukan oleh kalsium sulfat, yang kelarutannya turun menjadi 0,65 g/l.

pada gambar. 1 menunjukkan pelembut termal yang dirancang oleh Kopiev, yang dicirikan oleh perangkat yang relatif sederhana dan pengoperasian yang andal. Air yang diolah, dipanaskan di dalam peralatan, masuk melalui ejektor ke outlet pemanas film dan disemprotkan di atas pipa yang ditempatkan secara vertikal, dan mengalir ke bawah melalui mereka menuju uap panas. Kemudian, bersama dengan air blowdown dari boiler, ia memasuki clarifier dengan sedimen tersuspensi melalui pipa suplai pusat melalui bagian bawah yang berlubang.

Karbon dioksida dan oksigen yang dilepaskan dari air, bersama dengan kelebihan uap, dibuang ke atmosfer. Garam kalsium dan magnesium yang terbentuk selama pemanasan air dipertahankan dalam lapisan tersuspensi. Setelah melewati lapisan tersuspensi, air yang dilunakkan memasuki kolektor dan dibuang ke luar peralatan.

Waktu tinggal air dalam pelembut termal adalah 30,45 menit, kecepatan gerakan ke atas di lapisan tersuspensi adalah 7,10 m/jam, dan dalam bukaan alas palsu 0,1,0.25 m/s.

Beras. 1. Pelunak termal dirancang oleh Kopiev.

15 - pembuangan air drainase; 12 - pipa pasokan pusat; 13 - dasar berlubang palsu; 11 - lapisan tersuspensi; 14 - pembuangan lumpur; 9 - pengumpulan air lunak; 1, 10 2 - pembersihan boiler; 3 - ejektor; 4 - penguapan; 5 - pemanas film; 6 - pelepasan uap; 7 - pipa berlubang annular untuk drainase air ke ejektor; 8 - partisi pemisah yang cenderung

Metode reagen pelunakan air

Pelunakan air dengan metode reagen didasarkan pada perlakuannya dengan reagen yang membentuk senyawa yang sedikit larut dengan kalsium dan magnesium: Mg (OH) 2, CaCO 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 dan lain-lain, diikuti dengan pemisahan mereka dalam clarifiers, tangki pengendapan lapisan tipis dan filter klarifikasi. Kapur, soda abu, natrium dan barium hidroksida dan zat lain digunakan sebagai reagen.

Pelunakan air dengan pengapuran digunakan untuk karbonat tinggi dan kekerasan non-karbonat rendah, serta dalam kasus ketika tidak diperlukan untuk menghilangkan garam kesadahan non-karbonat dari air. Kapur digunakan sebagai reagen, yang dimasukkan dalam bentuk larutan atau suspensi (susu) ke dalam air yang telah dipanaskan sebelumnya. Melarutkan, kapur memperkaya air dengan ion OH - dan Ca 2+, yang mengarah pada pengikatan karbon monoksida (IV) bebas yang dilarutkan dalam air dengan pembentukan ion karbonat dan transisi ion hidrokarbonat menjadi karbonat:

C0 2 + 20H - → CO 3 + H 2 0, HCO 3 - + OH - → CO 3 - + H 2 O.

Peningkatan konsentrasi ion CO 3 2 - dalam air yang diolah dan adanya ion Ca 2+ di dalamnya, dengan mempertimbangkan yang diperkenalkan dengan kapur, menyebabkan peningkatan produk kelarutan dan pengendapan kalsium karbonat yang sukar larut:

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3.

Dengan kelebihan kapur, magnesium hidroksida juga mengendap.

Mg 2+ + 20Н - → Mg (OH) 2

Untuk mempercepat penghilangan pengotor terdispersi dan koloid dan mengurangi alkalinitas air, koagulasi pengotor ini dengan besi (II) sulfat digunakan bersamaan dengan pengapuran. FeS0 4 * 7 H 2 0. Kekerasan residu air lunak selama dekarbonisasi dapat diperoleh 0,4.0.8 mg-eq / l lebih dari kekerasan non-karbonat, dan alkalinitas adalah 0.8.1.2 mg-eq / l. Dosis kapur ditentukan dengan perbandingan konsentrasi ion kalsium dalam air dan kesadahan karbonat: a) pada perbandingan [Ca 2+ ] /20<Ж к,

b) dengan perbandingan [Ca 2+] / 20 > W terhadap,

di mana [СО 2 ] adalah konsentrasi karbon monoksida (IV) bebas dalam air, mg/l; [Ca 2+ ] - konsentrasi ion kalsium, mg/l; Zhk - kesadahan karbonat air, mg-eq / l; D untuk - dosis koagulan (FeS0 4 atau FeCl 3 dalam hal produk anhidrat), mg / l; e ke- massa ekivalen zat aktif koagulan, mg/mg-eq (untuk FeSO 4 e k = 76, untuk FeCl 3 e k = 54); 0,5 dan 0,3 - kelebihan kapur untuk memastikan kesempurnaan reaksi yang lebih besar, mg-eq / l.

Ekspresi D ke /e to diambil dengan tanda minus jika koagulan dimasukkan sebelum kapur, dan dengan tanda plus jika bersama-sama atau sesudahnya.

Dengan tidak adanya data eksperimen, dosis koagulan ditemukan dari ekspresi

D c \u003d 3 (C) 1/3, (20,4)

di mana C adalah jumlah suspensi yang terbentuk selama pelunakan air (dalam hal bahan kering), mg/l.

Pada gilirannya, C ditentukan menggunakan ketergantungan

di mana M dan - kandungan padatan tersuspensi dalam sumber air, mg/l; m- Kandungan CaO dalam kapur komersial, %.

Metode pelunakan air soda kapur dijelaskan oleh reaksi utama berikut:

Menurut metode ini, kesadahan sisa dapat ditingkatkan menjadi 0,5.1, dan alkalinitas dari 7 menjadi 0.8.1.2 meq/l.

Dosis kapur D dan soda D s (dalam hal Na 2 C0 3), mg / l, ditentukan oleh rumus

(20.7)

dimana kandungan magnesium dalam air, mg/l; Zh n. k.- kesadahan air non-karbonat, mg-eq / l.

Dengan metode pelunakan air soda kapur, kalsium karbonat dan magnesium hidroksida yang dihasilkan dapat membuat larutan menjadi jenuh dan tetap dalam keadaan terdispersi koloid untuk waktu yang lama. Transisi mereka ke lumpur kasar membutuhkan waktu lama, terutama pada suhu rendah dan adanya kotoran organik di dalam air, yang bertindak sebagai koloid pelindung. Dengan jumlah yang banyak, kesadahan air dengan reagen water softening dapat diturunkan hanya sebesar 15,20%. Dalam kasus seperti itu, sebelum atau selama pelunakan, kotoran organik dihilangkan dari air dengan zat pengoksidasi dan koagulan. Dengan metode soda kapur, prosesnya sering dilakukan dalam dua tahap. Awalnya, kotoran organik dan sebagian besar kesadahan karbonat dihilangkan dari air, menggunakan garam aluminium atau besi dengan kapur, melakukan proses di bawah kondisi koagulasi yang optimal. Setelah itu, soda dan sisa jeruk nipis dimasukkan dan airnya melunak. Saat menghilangkan pengotor organik bersamaan dengan pelunakan air, hanya garam besi yang digunakan sebagai koagulan, karena pada nilai pH air yang tinggi diperlukan untuk menghilangkan kesadahan magnesium, garam aluminium tidak membentuk hidroksida aktif serapan. Dosis koagulan tanpa adanya data eksperimen dihitung dengan rumus (20,4). Jumlah suspensi ditentukan oleh rumus

dimana W o adalah kesadahan total air, mg-eq / l.

Pelunakan air yang lebih dalam dapat dicapai dengan memanaskannya, menambahkan kelebihan pengendap dan menciptakan kontak air lunak dengan pengendapan yang terbentuk sebelumnya. Ketika air dipanaskan, kelarutan CaCO 3 dan Mg (OH) 2 menurun dan reaksi pelunakan berlangsung lebih sempurna.

Dari grafik (Gbr. 2, a) dapat dilihat bahwa kesadahan sisa, mendekati kemungkinan teoritis, hanya dapat diperoleh dengan pemanasan air yang signifikan. Efek pelunakan yang signifikan diamati pada 35,40 °C, pemanasan lebih lanjut kurang efektif. Pelunakan dalam dilakukan pada suhu di atas 100 ° C. Selama dekarbonisasi, tidak disarankan untuk menambahkan terlalu banyak pengendap, karena kesadahan residu meningkat karena kapur yang tidak bereaksi atau jika ada kesadahan magnesium non-karbonat di dalam air karena sifatnya. transisi ke kekerasan kalsium:

MgS0 4 + Ca (OH) 2 \u003d Mg (OH) 2 + CaS0 4

Beras. Gambar 2. Pengaruh suhu (a) dan dosis kapur (b) terhadap kedalaman pelunakan air dengan metode kapur-soda dan kapur

Ca (0H) 2 + Na 2 C0 3 \u003d CaC0 3 + 2NaOH,

tetapi kelebihan kapur menyebabkan pemborosan soda yang tidak efisien, peningkatan biaya pelunakan air dan peningkatan alkalinitas terhidrasi. Oleh karena itu, kelebihan soda diambil sekitar 1 mg-eq / l. Kesadahan air akibat kontak dengan endapan yang sebelumnya diendapkan berkurang 0,3-0,5 mg-eq / l dibandingkan dengan proses tanpa kontak dengan endapan.

Pengendalian proses pelunakan air harus dilakukan dengan mengatur pH air pelunakan. Jika hal ini tidak memungkinkan, ini dikendalikan oleh nilai alkalinitas terhidrasi, yang dipertahankan dalam 0,1.0.2 meq/l selama dekarbonisasi, dan 0,3.0.5 meq/l selama pelunakan soda kapur.

Dengan metode pelunakan air soda-natrium, air diperlakukan dengan soda dan natrium hidroksida:

Karena fakta bahwa soda dibentuk oleh reaksi natrium hidroksida dengan bikarbonat, dosis yang diperlukan untuk menambahkannya ke air berkurang secara signifikan. Dengan konsentrasi bikarbonat yang tinggi dalam air dan kesadahan non-karbonat yang rendah, soda berlebih dapat tetap berada dalam air yang dilunakkan. Oleh karena itu, metode ini digunakan hanya dengan mempertimbangkan rasio antara kesadahan karbonat dan non-karbonat.

Metode soda-natrium biasanya digunakan untuk melunakkan air, yang kekerasan karbonatnya sedikit lebih tinggi daripada non-karbonat. Jika kekerasan karbonat kira-kira sama dengan non-karbonat, soda dapat dihilangkan sama sekali, karena jumlah yang diperlukan untuk melunakkan air tersebut terbentuk sebagai hasil interaksi bikarbonat dengan soda kaustik. Dosis soda ash meningkat dengan meningkatnya kesadahan non-karbonat air.

Metode regeneratif soda, berdasarkan pembaruan soda selama proses pelunakan, digunakan dalam persiapan air untuk memberi makan ketel uap bertekanan rendah

Ca (HC0 3) 2 + Na 2 C0 3 \u003d CaC0 3 + 2NaHC0 3.

Natrium bikarbonat, masuk ke boiler dengan air lunak, terurai di bawah pengaruh suhu tinggi

2NaHC0 3 \u003d Na 2 C0 3 + H 2 0 + C0 2.

Soda yang dihasilkan, bersama dengan kelebihannya, pertama kali dimasukkan ke dalam pelembut air, segera dihidrolisis dalam boiler dengan pembentukan natrium hidroksida dan karbon monoksida (IV), yang memasuki pelembut air dengan air pembersih, di mana ia digunakan untuk menghilangkan kalsium dan magnesium bikarbonat dari air yang dilunakkan. Kerugian dari metode ini adalah bahwa pembentukan sejumlah besar CO2 selama proses pelunakan menyebabkan korosi pada logam dan peningkatan residu kering dalam air boiler.

Metode pelunakan air barium digunakan dalam kombinasi dengan metode lain. Pertama, reagen yang mengandung barium dimasukkan ke dalam air (Ba (OH) 2, BaCO 3, BaA1 2 0 4) untuk menghilangkan kesadahan sulfat, kemudian setelah klarifikasi air, diperlakukan dengan kapur dan soda untuk pelunakan tambahan. Kimia proses dijelaskan oleh reaksi:

Karena mahalnya reagen, metode barium jarang digunakan. Karena toksisitas reagen barium, tidak cocok untuk persiapan air minum. Barium sulfat yang dihasilkan mengendap dengan sangat lambat, sehingga diperlukan tangki pengendapan atau clarifier yang besar. Untuk memasukkan BaCO3, flokulator dengan pengaduk mekanis harus digunakan, karena BaCO3 membentuk suspensi yang berat dan mengendap dengan cepat.

Dosis garam barium yang diperlukan, mg/l, dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan: barium hidroksida (produk dengan aktivitas 100%) D b =1,8 (SO 4 2-), barium aluminat D b = 128W 0 ; barium karbonat D dalam \u003d 2.07γ (S0 4 2-);

Barium karbonat digunakan dengan kapur. Dengan aksi karbon dioksida pada barium karbonat, barium bikarbonat diperoleh, yang dimasukkan ke dalam air lunak. Dalam hal ini, dosis karbon dioksida, mg/l, ditentukan dari ekspresi: D ang. = 0,46 (SO 4 2-); dimana (S0 4 2-) adalah kandungan sulfat dalam air lunak, mg/l; =1.15.1.20 - koefisien dengan memperhitungkan hilangnya barium karbonat.

Metode pelunakan air oksalat berdasarkan penggunaan natrium oksalat dan pada kelarutan air yang rendah dari kalsium oksalat yang dihasilkan (6,8 mg/l pada 18°C)

Metode ini dicirikan oleh kesederhanaan desain teknologi dan instrumental, namun, karena tingginya biaya reagen, digunakan untuk melunakkan sejumlah kecil air.

Fosfat digunakan untuk melunakkan air. Setelah pelunakan reagen dengan metode soda kapur, keberadaan kesadahan sisa (sekitar 2 mg-eq / l) tidak dapat dihindari, yang dapat dikurangi menjadi 0,02-0,03 mg-eq / l dengan pelunakan tambahan fosfat. Pasca perawatan yang dalam seperti itu memungkinkan, dalam beberapa kasus, untuk tidak menggunakan pelunakan air kationik.

Fosfat juga mencapai stabilitas air yang lebih besar, mengurangi efek korosifnya pada pipa logam, dan mencegah endapan karbonat pada permukaan bagian dalam dinding pipa.

Sebagai reagen fosfat, digunakan natrium heksametafosfat, tripolifosfat (ortofosfat), dll.

Metode fosfat pelunakan air menggunakan tri-natrium fosfat adalah metode reagen yang paling efektif. Kimia dari proses pelunakan air dengan trisodium fosfat dijelaskan oleh reaksi

Seperti dapat dilihat dari reaksi di atas, inti dari metode ini terletak pada pembentukan garam kalsium dan magnesium dari asam fosfat, yang memiliki kelarutan rendah dalam air dan karenanya mengendap dengan sempurna.

Pelunakan fosfat biasanya dilakukan dengan memanaskan air hingga 105,150 ° C, mencapai pelunakan hingga 0,02.0.03 mg-eq / l. Karena mahalnya trisodium fosfat, metode fosfat biasanya digunakan untuk melunakkan kembali air yang sebelumnya dilunakkan dengan kapur dan soda. Dosis trisodium fosfat anhidrat (Df; mg/l) untuk pelunakan tambahan dapat ditentukan dari ekspresi

D F \u003d 54,67 (W OST + 0,18),

di mana F ost adalah kesadahan sisa air lunak sebelum pelunakan fosfat, mg-eq / l.

Ca 3 (P0 4) 2 dan Mg 3 (P0 4) 2 yang terbentuk selama pelunakan fosfat menyerap koloid organik dan sumur asam silikat dari air lunak, yang memungkinkan untuk mengungkapkan kelayakan penggunaan metode ini untuk menyiapkan air umpan untuk medium dan boiler tekanan tinggi (58 .8.98.0 MPa).

Larutan untuk dosis heksametafosfat atau natrium ortofosfat dengan konsentrasi 0,5-3% disiapkan dalam tangki, yang jumlahnya harus setidaknya dua. Permukaan internal dinding dan bagian bawah tangki harus ditutup dengan bahan tahan korosi. Waktu persiapan larutan 3% adalah 3 jam dengan pengadukan wajib dengan pengaduk atau bubbling (menggunakan udara terkompresi) cara.

Skema teknologi dan elemen struktural pabrik pelunakan air kimia

Dalam teknologi pelunakan air reagen, peralatan untuk persiapan dan dosis reagen, mixer, tangki sedimentasi lapis tipis atau clarifiers, filter dan instalasi untuk menstabilkan pengolahan air digunakan. Diagram pelunak air bertekanan ditunjukkan pada gambar. 3

Beras. 3. Pelunak air dengan reaktor vortex.

1 - gerbong dengan massa kontak; 2 - ejektor; 3, 8 - pasokan awal dan pembuangan air lunak; 4 - reaktor pusaran; 5 - masukan reagen; 6 - filter klarifikasi cepat; 9 - pembuangan massa kontak; 7 - tangki air yang dilunakkan

Tidak ada ruang flokulasi di pabrik ini karena endapan kalsium karbonat berflokulasi dalam massa kontak. Jika perlu, air di depan reaktor dijernihkan.

Fasilitas yang optimal untuk melunakkan air dengan metode kapur atau soda kapur adalah reaktor vortex (tekanan atau spirator terbuka) ( Nasi. 20.4). Reaktor adalah beton bertulang atau badan baja, menyempit ke bawah (sudut lancip 5,20 °) dan diisi hingga sekitar setengah tinggi dengan massa kontak. Kecepatan pergerakan air di bagian sempit bawah reaktor vortex adalah 0,8,1 m/s; kecepatan aliran ke atas di bagian atas pada tingkat perangkat drainase adalah 4,6 mm/s. Sebagai massa kontak, serpihan pasir atau marmer dengan ukuran butir 0,2-0,3 mm digunakan dengan laju 10 kg per 1 m3 volume reaktor. Dengan aliran air ke atas secara heliks, massa kontak ditimbang, butiran pasir saling bertabrakan, dan CaCO 3 mengkristal secara intensif di permukaannya; Secara bertahap, butiran pasir berubah menjadi bola dengan bentuk yang benar. Hambatan hidrolik dari massa kontak adalah 0,3 m per 1 m tinggi. Ketika diameter bola meningkat menjadi 1,5,2 mm, massa kontak terbesar dan terberat dilepaskan dari bagian bawah reaktor dan yang baru dimuat. Reaktor vortex tidak menahan sedimen magnesium hidroksida, sehingga harus digunakan bersama dengan filter yang dipasang di belakangnya hanya dalam kasus di mana jumlah sedimen magnesium hidroksida yang terbentuk sesuai dengan kapasitas kotoran filter.

Dengan kapasitas kotoran saringan pasir sama dengan 1,1,5 kg/m 3 dan siklus saringan 8 jam, jumlah magnesium hidroksida yang diijinkan adalah 25,35 g/m 3 (kandungan magnesium dalam air sumber tidak boleh melebihi 10,15 g/m 3). Dimungkinkan untuk menggunakan reaktor vortex dengan kandungan magnesium hidroksida yang lebih tinggi, tetapi setelah itu perlu memasang clarifier untuk memisahkan magnesium hidroksida.

Konsumsi massa kontak segar yang ditambahkan menggunakan ejektor ditentukan oleh rumus: G = 0,045QЖ, di mana G- jumlah massa kontak yang ditambahkan, kg/hari; DAN- kesadahan air dihilangkan dalam reaktor, mg-eq/l; Q - kapasitas instalasi, m 3 / jam.

Beras. 4. Reaktor pusaran.

1,8 - pasokan awal dan pembuangan air lunak: 5 - pengambil sampel; 4 - massa kontak; 6 - pembuangan udara; 7 - palka untuk memuat massa kontak; 3 - masukan reagen; 2 - penghapusan massa kontak yang dihabiskan

Dalam skema teknologi pelunakan air reagen dengan clarifiers, mixer vertikal digunakan sebagai pengganti reaktor vortex (Gbr. 5). Dalam clarifiers, suhu konstan harus dipertahankan, menghindari fluktuasi lebih dari 1 ° C, selama satu jam, karena arus konveksi, agitasi sedimen, dan pemindahannya terjadi.

Teknologi serupa digunakan untuk melunakkan air berlumpur mengandung sejumlah besar garam magnesium. Dalam hal ini, mixer dimuat dengan massa kontak. Saat menggunakan clarifiers yang dirancang oleh E.F. Kurgaev, mixer, dan ruang flokulasi tidak disediakan, karena pencampuran reagen dengan air dan pembentukan serpihan sedimen terjadi di clarifier itu sendiri.

Ketinggian yang signifikan dengan volume kecil pengental sedimen memungkinkan mereka digunakan untuk pelunakan air tanpa pemanasan, serta untuk desilisifikasi air dengan magnesit kaustik. Distribusi sumber air oleh nozel menyebabkan gerakan rotasi di bagian bawah peralatan, yang meningkatkan stabilitas lapisan tersuspensi dengan fluktuasi suhu dan pasokan air. Air yang dicampur dengan reagen melewati baffle pencampuran horizontal dan vertikal dan memasuki zona pemisahan penyerapan dan pengaturan struktur lumpur, yang dicapai dengan mengubah kondisi pengambilan sampel lumpur di sepanjang ketinggian lapisan tersuspensi, menciptakan prasyarat untuk mendapatkan struktur optimalnya. , yang meningkatkan efek pelunakan dan klarifikasi air. Clarifiers dirancang dengan cara yang sama seperti untuk klarifikasi air konvensional.

Dengan mengorbankan air lunak hingga 1000 m 3 /hari, instalasi pengolahan air jenis "Jet" dapat digunakan. Air yang diolah dengan reagen ditambahkan ke dalamnya memasuki bah lapisan tipis, kemudian ke filter.

Teknologi pelunakan air elektrokimia tanpa reagen telah dikembangkan di Institut Pertambangan Cabang Siberia dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia. Menggunakan fenomena alkalisasi di anoda dan pengasaman di katoda ketika arus listrik searah dilewatkan sistem pengairan, reaksi pelepasan air dapat diwakili oleh persamaan berikut:

2Н 2 0 + 2е 1 → 20 - + 2,

dimana e 1 adalah tanda yang menunjukkan kemampuan garam kesadahan untuk berdisosiasi menjadi kation Ca(II) dan Mg(II).

Akibat reaksi ini, konsentrasi ion hidroksil meningkat, yang menyebabkan pengikatan ion Mg(II) dan Ca(II) menjadi senyawa yang tidak larut. Dari ruang anoda dari elektroliser diafragma (diafragma yang terbuat dari kain tipe belting), ion-ion ini masuk ke ruang katoda karena perbedaan potensial antara elektroda dan adanya medan listrik di antara mereka.

pada gambar. 6 ditampilkan sistem teknologi instalasi untuk pelunakan air dengan metode elektrokimia.

Pabrik produksi dipasang di rumah boiler distrik, yang berlangsung selama sekitar dua bulan. Mode perawatan elektrokimia ternyata stabil, tidak ada sedimentasi yang diamati di ruang katoda.

Tegangan pada ban suplai adalah 16 V, arus total adalah 1600 A. Produktivitas total instalasi adalah 5 m3/jam, kecepatan air di ruang anoda adalah 0,31 n-0,42 m/menit, di celah antara diafragma dan katoda 0,12- 0,18 m/menit.

Beras. 5. Pemasangan pelunakan air soda kapur.1 ,8 - pasokan awal dan pembuangan air lunak; 2 - ejektor; 3 - gerbong dengan massa kontak; 5 masukan reagen; 6 - clarifier dengan lapisan sedimen tersuspensi; 7 - filter cepat klarifikasi; 4 - reaktor pusaran

Beras. 6. Skema pemasangan pelunakan air elektrokimia I - penyearah VACG-3200-18; 2 - elektroliser diafragma; 3, 4 - analit dan katalis; 5 - pompa; 6 - pengukur pH; 7 - clarifier dengan lapisan sedimen tersuspensi; 8 - mengklarifikasi filter cepat; 9 - dibuang ke saluran pembuangan; 10, 11 - penghapusan melunak dan pasokan air sumber; 12 - pengukur aliran; 13 - knalpot kap

Telah ditetapkan bahwa dari air dengan W o = 14,5-16,7 mg-eq/l, anolit dengan kekerasan 1,1-1,5 mg-eq/l pada pH = 2,5-3 dan katolit dengan kekerasan 0 diperoleh ,6-1 mg-eq/l pada pH=10.5-11. Setelah pencampuran anolit dan katolit yang disaring, indikator air lunak adalah sebagai berikut: kesadahan total W o adalah 0,8-1,2 meq/l, pH = 8-8,5. Biaya listrik sebesar 3,8 kWh/m 3 .

Kimia, difraksi sinar-X, spektroskopi IR dan analisis spektral telah menetapkan bahwa endapan terutama mengandung CaC0 3 , Mg (OH) 2 dan sebagian Fe 2 0 3 *H 2 0. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi pengikatan ion Mg (II) setelah menghitung ion hidroksil selama pelepasan molekul air di katoda.

Perlakuan elektrokimia air sebelum memasoknya ke filter pertukaran kation memungkinkan untuk secara signifikan (15-20 kali) meningkatkan siklus operasinya.

Metode termokimia pelunakan air

Pelunakan termokimia digunakan secara eksklusif dalam persiapan air untuk ketel uap, karena dalam hal ini panas yang dihabiskan untuk memanaskan air paling rasional digunakan. Dengan metode ini, pelunakan air biasanya dilakukan "pada suhu air di atas 100 ° C. Pelunakan air yang lebih intensif ketika dipanaskan difasilitasi oleh pembentukan serpihan sedimen yang berat dan besar, sedimentasi tercepat karena penurunan viskositas air ketika dipanaskan, dan konsumsi kapur juga berkurang, karena karbon monoksida bebas (IV) dihilangkan dengan pemanasan sebelum pengenalan reagen. Metode termokimia digunakan dengan dan tanpa penambahan koagulan, karena kepadatan tinggi dari endapan menghilangkan kebutuhan untuk menjadi lebih berat selama pengendapan.Selain koagulan, kapur dan soda dengan penambahan fosfat dan lebih jarang natrium hidroksida dan soda digunakan.Penggunaan natrium hidroksida alih-alih kapur agak menyederhanakan teknologi persiapan dan dosis reagen, bagaimanapun, penggantian semacam itu tidak dibenarkan secara ekonomi karena biayanya yang tinggi.

Untuk memastikan penghilangan kesadahan air non-karbonat, soda ditambahkan secara berlebihan. pada gambar. 7 menunjukkan efek kelebihan soda pada kalsium sisa dan kesadahan umum air selama pelunakan termokimia. Seperti dapat dilihat dari grafik, dengan kelebihan soda sebesar 0,8 mg-eq/l, kesadahan kalsium dapat diturunkan menjadi 0,2, dan kesadahan total menjadi 0,23 mg/eq-l. Dengan penambahan soda lebih lanjut, kekerasannya semakin berkurang. Kandungan residu magnesium dalam air dapat dikurangi menjadi 0,05,0,1 mg-eq/l dengan kelebihan kapur (alkalinitas terhidrasi) sebesar 0,1 mg-eq/l. pada gambar. 20.8 menunjukkan pemasangan pelunakan air termokimia.

Metode kapur-dolomit digunakan untuk pelunakan dan desilikonisasi air secara simultan pada suhu 120 ° C. Dengan metode pelunakan ini, alkalinitas air yang diolah dengan kapur atau kapur dan soda (tanpa kelebihan) dapat dikurangi menjadi 0,3 meq / l dengan konsentrasi kalsium sisa 1,5 mg-eq/l dan hingga 0,5 mg-eq/l dengan konsentrasi kalsium sisa 0,4 mg-eq/l. Air sumber diolah dengan susu kapur-dolomit dan dijernihkan dalam alat penjernih bertekanan. Kemudian melewati antrasit tekanan dan filter Na-kationit dari tahap pertama dan kedua.

Dalam clarifiers, ketinggian zona klarifikasi diambil sama dengan 1,5 m, kecepatan aliran ke atas selama pengapuran tidak lebih dari 2 mm / s. Waktu tinggal air di clarifier adalah dari 0,75 hingga 1,5 jam, tergantung pada jenis polusi yang akan dihilangkan. Koagulan garam besi (III) direkomendasikan untuk ditambahkan sebanyak 0,4 mg-eq/l.

Beras. 7. Pengaruh soda berlebih pada sisa kalsium (a) dan total (b) kesadahan air selama pelunakan termokimianya

Beras. 8. Pemasangan pelunakan air soda kapur dengan pelunakan tambahan fosfat: 1 - pembuangan lumpur dari penyimpanan 2,3 - pengumpulan air lunak; 4 - masukan jeruk nipis dan soda; 5, 11 - pasokan awal dan pembuangan air lunak; 6 - masukan uap; 7, 8 - termostat tahap pertama dan kedua; 9 - masukan trisodium fosfat; 10 - filter cepat klarifikasi

Metode pelunakan air suhu tinggi digunakan untuk hampir sepenuhnya melunakkannya. Pelunak air termokimia biasanya lebih padat. Mereka terdiri dari dispenser reagen, pemanas tangki sedimentasi lapisan tipis atau klarifikasi dan filter. Dosis kapur D dan soda D s, mg / l, dengan pelunakan air termokimia

dimana C dan C dengan - masing-masing, kandungan CaO dan Na 2 C0 3 dalam produk teknis,%.

Pelunakan air dengan dialisis

Dialisis adalah metode pemisahan zat terlarut yang berbeda secara signifikan berat molekul. Ini didasarkan pada tingkat difusi yang berbeda dari zat-zat ini melalui membran semi-permeabel yang memisahkan larutan pekat dan encer. Di bawah aksi gradien konsentrasi (menurut hukum aksi massa), zat terlarut berdifusi melalui membran pada kecepatan yang berbeda menuju larutan encer. Pelarut (air) berdifusi ke arah yang berlawanan, mengurangi laju transportasi zat terlarut. Dialisis dilakukan dalam perangkat membran dengan membran film nitro - dan selulosa asetat. Efektivitas membran pelunakan air semi-permeabel ditentukan oleh: nilai tinggi selektivitas dan permeabilitas air, yang harus dipertahankan untuk waktu yang lama operasi. Selektivitas membran dapat dinyatakan sebagai berikut:

(F dan - F y) / F dan (20.11)

di mana W in - konsentrasi larutan asli (kekerasan); W dan - kesadahan air lunak.

Dalam praktiknya, koefisien reduksi garam sering digunakan - kandungan C dan /C arr. Ini paling sepenuhnya mencerminkan perubahan dalam pengoperasian membran yang terkait dengan pembuatannya atau dengan pengaruh faktor eksternal.

Ada beberapa model hipotetis untuk aksi membran semipermeabel.

Hipotesis hiperfiltrasi menunjukkan adanya pori-pori dalam membran semi-permeabel yang memungkinkan molekul air dan ion garam terhidrasi lewat selama dialisis. Dasar perkembangan teori adalah posisi bahwa air dan garam terlarut di dalamnya menembus membran semipermeabel dengan cara difusi dan mengalir melalui pori-pori.

Model sorban permeabilitas didasarkan pada premis bahwa pada permukaan membran dan di pori-pori lapisan teradsorpsi air terikat dengan kelarutan yang berkurang. Membran akan menjadi semipermeabel jika, setidaknya pada lapisan permukaan, memiliki pori-pori yang tidak melebihi dua kali ketebalan lapisan cairan yang terikat.

Model difusi hasil dari asumsi bahwa komponen sistem larut dalam bahan membran dan berdifusi melalui itu. Selektivitas membran dijelaskan oleh perbedaan koefisien difusi dan kelarutan komponen sistem dalam materialnya.

Teori elektrostatik adalah sebagai berikut. Ketika air sumber bergerak dalam ruang di satu sisi membran selektif (penukar kation), dan air garam di sisi lain, ion natrium dalam kasus ketika air garam dibuat dari larutan garam dapur, bermigrasi ke dalam membran dan selanjutnya ke sumber air, dan ion kalsium dalam arah yang berlawanan, yaitu. dari air keras ke air asin. Dengan demikian, ion kalsium dikeluarkan dari sumber air dan digantikan oleh ion natrium yang tidak mengendap. Pada saat yang sama, proses samping terjadi di ruang yang menyertai proses utama dialisis: transfer osmotik air, transfer ion dengan nama yang sama, difusi elektrolit. Proses ini tergantung pada kualitas membran.

Persamaan pertukaran antara ion yang terkandung dalam sumber air dan ion dalam membran memiliki bentuk:

di mana x, x- ion lain yang terkandung dalam larutan dan membran.

konstanta keseimbangan

Persamaan pertukaran ditulis hanya untuk ion kalsium, tetapi> pada kenyataannya, perlu memperhitungkan jumlah ion kalsium dan magnesium. Kesetimbangan antara air garam dan membran adalah:

Jika k1+ k2 , maka

di mana n adalah eksponen, tergantung pada ion mana dalam larutan.

Dari ekspresi terakhir, kita dapat menyimpulkan bahwa jika rasio kesetimbangan ion natrium dalam air garam dan air sumber keras, misalnya, 10, maka kekerasan dalam air sumber akan kira-kira 100 kali lebih kecil daripada di air garam. Luas, m 2 , permukaan membran

di mana M adalah jumlah zat yang telah melewati membran; cf - kekuatan pendorong proses, yaitu perbedaan konsentrasi zat di kedua sisi membran; K d - koefisien perpindahan massa, biasanya ditentukan secara eksperimental atau kira-kira dari ekspresi

1 dan 2 - koefisien yang sesuai dari laju transfer suatu zat dalam larutan pekat ke membran dan darinya dalam larutan encer; b - ketebalan membran; D adalah koefisien difusi zat terlarut.

Kekerasan air lunak setelah dialisis:

di mana C d dan C p adalah konsentrasi garam pada awal peralatan, masing-masing, dalam dialisat dan dalam air garam, mg-eq / l; dan Qp - kinerja peralatan, masing-masing, untuk dialisat dan air garam, m 3 /jam; F d dan F r - kekerasan dialisat dan air garam pada awal peralatan, mg-eq/l; a adalah konstanta yang ditentukan oleh sifat-sifat membran dan larutan;; L- panjang jalur larutan dalam ruang dialisat dan air garam peralatan, m; d - kecepatan pergerakan dialisat di dalam bilik, m/s.

Verifikasi eksperimental persamaan (20.13) pada membran kationit MCC menunjukkan hasil konvergensi yang baik. Analisis formula (20.13) menunjukkan bahwa penurunan kecepatan pergerakan dialisat di ruang peralatan meningkatkan efek pelunakan, penurunan kesadahan air lunak berbanding lurus dengan konsentrasi air garam.

Pengolahan air magnetik

Baru-baru ini, dalam praktik domestik dan asing, pengolahan air magnetik telah berhasil digunakan untuk memerangi pembentukan kerak dan kerak. Mekanisme pengaruh medan magnet pada air dan pengotornya belum sepenuhnya terungkap, ada sejumlah hipotesis bahwa E.F. Tebenikhin diklasifikasikan menjadi tiga kelompok: yang pertama, yang menyatukan sebagian besar hipotesis, menghubungkan efek medan magnet pada ion garam yang terlarut dalam air. Di bawah pengaruh medan magnet polarisasi dan deformasi ion terjadi, disertai dengan penurunan hidrasi mereka, yang meningkatkan kemungkinan konvergensi mereka, dan dalam pendidikan terakhir pusat kristalisasi; yang kedua melibatkan aksi medan magnet pada kotoran koloid air; kelompok ketiga menggabungkan gagasan tentang kemungkinan pengaruh medan magnet pada struktur air. dia Pengaruhnya, di satu sisi, dapat menyebabkan perubahan agregasi molekul air, di sisi lain, mengganggu orientasi putaran nuklir hidrogen dalam molekulnya.

Pengolahan air dalam medan magnet adalah umum untuk memerangi pembentukan kerak. Inti dari metode ini adalah ketika air melintasi magnet garis kekuatan Pembentuk kerak dilepaskan bukan pada permukaan pemanas, tetapi pada massa air. Sedimen lepas yang dihasilkan (lumpur) dihilangkan dengan cara ditiup. Metode ini efektif dalam mengolah perairan kelas kalsium-karbonat, yang membentuk sekitar 80% perairan semua badan air di negara kita dan mencakup sekitar 85% wilayahnya.

Pengolahan air dengan medan magnet telah banyak digunakan untuk memerangi pembentukan kerak di kondensor. turbin uap, dalam generator uap bertekanan rendah dan berkapasitas rendah, dalam jaringan pemanas dan jaringan pasokan air panas dan berbagai penukar panas, di mana penggunaan metode pengolahan air lainnya tidak layak secara ekonomi. Dibandingkan dengan pelunakan air, keuntungan utama dari perlakuan magnetiknya adalah kesederhanaan, biaya rendah, keamanan dan hampir tanpa biaya operasi.

Perlakuan magnetik air alami (baik segar maupun mineralisasi) menyebabkan penurunan intensitas pembentukan kerak pada permukaan pemanas hanya jika mereka jenuh dengan kalsium karbonat dan kalsium sulfat pada saat terpapar medan magnet dan asalkan konsentrasi karbon monoksida bebas (IV) kurang dari konsentrasi kesetimbangannya. Efek anti kerak E menyebabkan adanya oksida besi dan kotoran lainnya dalam air:

di mana m n dan m m - massa skala yang terbentuk pada permukaan pemanas selama perebusan di bawah kondisi yang sama dengan jumlah air yang sama, masing-masing, tidak diolah dan diperlakukan dengan medan magnet, g.

Efek anti kerak tergantung pada komposisi air, kekuatan medan magnet, kecepatan pergerakan air dan durasi tinggal di medan magnet, dan faktor lainnya. Dalam praktiknya, perangkat magnetik dengan magnet dan elektromagnet baja permanen atau ferit-barium digunakan (Gbr. 9). Perangkat dengan magnet permanen secara struktural lebih sederhana dan tidak memerlukan daya dari listrik. Dalam perangkat dengan elektromagnet, gulungan kawat dililitkan di sekitar inti (inti), menciptakan medan magnet.

Perangkat magnetik dipasang ke pipa dalam posisi vertikal atau horizontal dengan bantuan selongsong adaptor. Kecepatan gerakan air di celah tidak boleh melebihi 1 m/s. Proses pengoperasian peralatan dapat disertai dengan kontaminasi celah saluran dengan pengotor mekanis, terutama feromagnetik. Oleh karena itu, perangkat dengan magnet permanen harus dibongkar dan dibersihkan secara berkala. Oksida besi dihilangkan dari perangkat elektromagnetik dengan memutuskannya dari listrik.

Hasil penelitian MGSU (G.I. Nikoladze, V.B. Vikulina) menunjukkan bahwa untuk air dengan kesadahan karbonat 6,7 g-eq/l, daya oksidasi 5,6 mg02/l dan salinitas 385,420 mg/l, kuat medan magnet optimal adalah (10.12.8) * 19 4 A / m, yang sesuai dengan kekuatan arus 7,8 A.

Skema pemasangan untuk pemrosesan magnetik air umpan tambahan dari boiler uap pemanas ditunjukkan pada gambar. 20.10.

Baru-baru ini, perangkat dengan kumparan magnetisasi eksternal telah tersebar luas. Untuk magnetisasi massa air yang besar, perangkat dengan pemrosesan lapis demi lapis telah dibuat.

Selain mencegah pembentukan kerak, perawatan magnetik , menurut P.P. Strokach, dapat digunakan untuk mengintensifkan proses koagulasi dan kristalisasi, mempercepat pembubaran reagen, meningkatkan efisiensi penggunaan resin penukar ion, dan meningkatkan aksi bakterisida disinfektan.

Beras. 9. Peralatan elektromagnetik untuk pengolahan air anti kerak SKV VTI: 1,8 - pasokan awal dan penghapusan air magnet; 2 - kisi; 3 - celah kerja untuk aliran air bermagnet; 4 - selubung; 5 - koil magnetisasi; 6 - inti; 7 - bingkai; 9 - tutup; 10 - terminal

Saat merancang perangkat pengolahan air magnetik, data berikut ditentukan: jenis perangkat, kinerjanya, induksi medan magnet di celah kerja atau kekuatan medan magnet yang sesuai, kecepatan air di celah kerja, waktu air melewati zona aktif perangkat, jenis dan tegangannya untuk perangkat elektromagnetik atau paduan magnetik dan dimensi magnet untuk mesin magnet permanen.

Beras. 10. Skema penempatan instalasi magnet untuk pengolahan air boiler tanpa pra-perawatan.

1,8 - sumber dan air make-up; 2 - perangkat elektromagnetik; 3, 4 - pemanas tahap I dan II; 5 - deaerator; 6 - tangki perantara; 7 - pompa rias

literatur

1. Alekseev L.S., Gladkov V.A. Meningkatkan kualitas perairan lunak. M.,

2. Stroyizdat, 1994

3. Alferova L.A., Nechaev A.P. sistem tertutup pengelolaan air perusahaan industri, kompleks dan wilayah. M, 1984.

4. Ayukaev R.I., Meltser V.Z. Produksi dan penggunaan bahan penyaring untuk penjernihan air L., 1985.

5. Veitser Yu.M., Miits D.M. Flokulan molekul tinggi dalam proses pemurnian air. M, 1984.

6. Egorov A.I. Hidraulik sistem tabung bertekanan dalam pipa ledeng fasilitas perawatan. M, 1984.

7. Zhurba M.G. Pemurnian air pada filter granular. Lov, 1980.