Zmiękczanie wody metodą jonitową

Zmiękczanie wody jest niezbędne podczas przeprowadzania większości procesów technologicznych. Twarda woda zawiera jony pierwiastków, które powodują gromadzenie się osadu na wewnętrznych powierzchniach instalacji. Do pozbycia się ich z roztworu cieczy wykorzystuje się powszechnie metodę jonitową. Na czym polega i jakie korzyści przynosi wymiana jonowa w uzdatnianiu wody?

Zmiękczanie wody jonitami – na czym polega?

Wymiana jonowa to odwracalny proces polegający na wzbogaceniu lub usunięciu z roztworu określonych jonów. Zjawisko jest możliwe dzięki obecności jonitów, czyli ciał stałych nierozpuszczalnych w wodzie i odpornych na działanie innych rozpuszczalników. Mają one zdolność do wymiany własnych jonów na jony zawarte w roztworze, w którym zostały umieszczone. W ten sposób niepożądane jony mogą zostać jednocześnie usunięte z roztworu i zastąpione jonami obojętnymi dla cieczy. Jonity mogą być pochodzenia organicznego (żywice jonitowe) lub nieorganicznego (glinokrzemiany, bentonity, związki syntetyczne).

Zmiękczanie jonitowe – jak przebiega proces?

Kinetyka procesu polega na ustaleniu równowagi jonowymiennej. Czas jej osiągnięcia jest zależny od rodzaju jonitu i wynosi od kilku minut do nawet kilku dni. O tempie przebiegu procesu decydują również warunki przepływu, wielkość ziaren jonitu, współczynnik dyfuzji jonów w cieczy oraz różnica stężeń jonów w głębi cieczy i na powierzchni ziarna.

Proces zmiękczania jonitowego możemy przedstawić w 5 krokach.

  1. Jony roztworu są transportowane przez warstwę graniczną cieczy do powierzchni ziarna jonitu (dyfuzja zewnętrzna).
  2. Jony roztworu przemieszczają się w wewnętrznych porach jonitu do momentu zetknięcia z jego grupą funkcyjną (dyfuzja wewnętrzna).
  3. Następuje reakcja chemiczna wymiany jonowej między jonem roztworu a jonem grupy funkcyjnej jonitu.
  4. Jon z wnętrza jonitu zostaje wyparty i przemieszcza się w kierunku powierzchni ziarna.
  5. Jon zostaje wyparty z powierzchni ziarna i przedostaje się przez warstwę graniczną w głąb roztworu.

Każdy jonit posiada określoną pojemność jonową decydującą o tym, ile moli jonów dany jonit jest w stanie zaabsorbować. Po wykorzystaniu pojemności konieczna jest regeneracja jonitów, czyli płukanie roztworem zawierającym jony, które pod wpływem wymiany zostały usunięte z jonitu. Najczęściej w tym celu stosuje się roztwory kwasów, zasad i soli, np. HCl, H2SO4, CaCl2, NaOH, Na2CO3, NH4OH.

Wymiana jonowa w oczyszczaniu wody

Dlaczego wymiana jonowa jest niezbędna w oczyszczaniu wody? Cząsteczki takie jak jony magnezu czy wapnia mogą powodować występowanie niepożądanych reakcji chemicznych w roztworze. Dodatkowo doprowadzają do powstawania osadu, który przyczynia się do zmniejszenia wydajności układu. Większość procesów technologicznych wymaga udziału roztworu cieczy obojętnej chemicznie, czyli pozbawionej reaktywnych jonów.

Zmiękczanie wody metodą jonitową nie powoduje zmiany jej zasadowości. Jest to możliwe dzięki równoważnej ilości węglowodorów wapnia i magnezu przechodzących w wodorowęglan sodu.

Jonitowe zmiękczanie wody – zalety

Demineralizacja wody to jeden z głównych zabiegów, w których wykorzystuje się jonity. Zmiękczanie skutecznie usuwa zbędne cząsteczki bez konieczności stosowania substancji agresywnych do oczyszczenia wody.

Instalacje jonitowe zamontowane w systemach przemysłowych pozwalają również uniknąć kosztownych napraw wywołanych nagromadzeniem się osadu na powierzchniach elementów konstrukcji technologicznych.

Zmiękczanie wody metodą jonitową – dla jakich branż?

Jonitowe uzdatnianie wody jest wykorzystywane wszędzie tam, gdzie nieustannie przeprowadzane są wymagające procesy technologiczne. Dlatego metodę tę stosuje się przede wszystkim w branży motoryzacyjnej, spożywczej, chemicznej, rolniczej czy chłodniczej. Z systemów tych korzystają też kotłownie, elektrownie czy elektrociepłownie.

Sprawdź naszą ofertę i przekonaj się o pozytywnym wpływie jonitowego zmiękczania wody na jakość procesów technologicznych.

Zadzwoń lub wypełnij formularz kontaktowy na stronie kontaktowej

Zainteresowany współpracą z nami?