Снижение щелочности воды (удаление гидрокарбонатов)

По своей природе щелочность воды может быть нескольких типов: гидратная, бикарбонатная и карбонатная. В естественных источниках (подземных или поверхностных) щелочность воды зависит от наличия в ней гидрокарбонатов магния и кальция. Уровень щелочности определяется по количеству кислоты, которая необходима для ее снижения. При эксплуатации отопительных систем снижение щелочности воды необходимо по многим причинам. Самое главное повышенное содержание гидрокарбонатов плохо сказывается на оборудовании, а, следовательно, и изготовленной на нем продукции. Повышенная щелочность подразумевает излишнее содержание входящих в реакцию с кислотами ионов, в частности гидрокарбонатов (их содержание является наиболее нежелательным). Сумма слабокислотных анионов и гидроксильных ионов, содержащихся в воде, определяют щелочность воды. Эти ионы и анионы могут быть карбонатными, бикарбонатными, органическими и угольными. Существует несколько методов водоочистки для снижения щелочности:

• Обратный осмос, во время которого значительно снижается минерализация воды, уменьшается содержание щелочных анионов. Самый эффективный метод. Его можно считать универсальным, но установки обратного осмоса должны использоваться только отличного качества. При применении подобных установок, не обладающих достаточной технологичностью, а также имеющих несовершенную конструкцию, могут возрасти расходы на эксплуатацию оборудования, его обслуживание. Мембранные элементы будут быстро выходить из строя.
• Катионирование воды с применением слабокислотного катионита, имеющего водородную форму. Помимо уменьшения кислотности совершается неполная деминерализация, отклонение рН в сторону кислотности. Также может нормализоваться минеральный состав, точнее, содержание отдельных его соединений.
• Восстановление раствором соляной кислоты. Введение в воду ненасыщенного раствора соляной, серной или другой кислоты (этот процесс именуется подкислением воды). Процесс реализуется посредством применения аппарата пропорционального дозирования и нужного раствора кислоты.

Умягчение воды и снижение щелочности воды

Обратный осмос как способ уменьшения щелочности

Такой метод по праву считается наиболее эффективным. При его применении значительно уменьшается концентрация в воде щелочных анионов, и в это же время снижается минерализация воды. Для снижения щелочности используют Na-Cl-ионирование, которое заключается в использовании анионита в Cl-форме и катионита Na-форме для очистки воды. Данный способ снижения щелочности воды уменьшает также и солесодержание. Хотя установки с обратным осмосом воды являются универсальными, необходимо использовать их только самого лучшего качества. В противном случае, при использовании недостаточно технологичных или несовершенных конструкций, выгода от них будет перекрываться повышением расходов на эксплуатацию и обслуживание оборудования, к тому же намного быстрее будут выходить из строя мембранные элементы таких установок.

Катионирование воды

Такой метод осуществляется с применением слабокислотного катионита, который имеет водородную форму. H-Na-катионирование может осуществляться последовательно или параллельно. Помимо этого Н-катионирование может проходить с голодной регенерацией при использовании сильно- или слабокислотного катионита, также Н-катионирование может осуществляться с нейтрализацией. Фильтры водоочистки по снижению щелочности, основанные на данном методе, помимо прочего уменьшают жесткость и снижают содержание бикарбонатов в воде, а также совершается неполная деминерализация, нормализуется минеральный состав (изменяется содержание отдельных химических соединений), происходит отклонение рН в сторону кислотности. Они используются для производства воды для центрального теплоснабжения, котловой или технологической воды. Их основным преимуществом является относительная дешевизна в процессе эксплуатации.

Восстановление раствором соляной кислоты

Этот способ осуществляется при помощи введения в воду неконцентрированного раствора серной, соляной или какой-либо другой кислоты. По-другому такой процесс еще называют подкислением воды. Процесс снижения щелочности осуществляется с применением аппарата пропорционального дозирования и добавлением необходимого объема раствора кислоты. Процесс восстановления протекает следующим образом: катионит проходит через слабый раствор кислоты, который впоследствии пропускают через анионит. Полученная таким образом вода становится деминерализованной. Анионит, который перешел в Cl-форму, промывают раствором едкого натра. Так как вода в природе по своим показателям неодинакова, то огромную роль играет снижение щелочности воды для получения необходимого результата. Какой бы способ не использовался, общим является конечный результат. Остаточная щелочность должна варьировать в пределах 0,2-0,8 мг-экв/кг. Для нормального функционирования теплообменников, отсутствия выпадения осадков и наличия минимальной коррозийной активности качество используемой воды должно поддерживаться в определенных пределах, особенно это касается таких показателей как карбонатная жесткость, щелочность и рН. Вода, которая используется в пищевой промышленности (к примеру, производство ликероводочной продукции) также должна иметь определенный уровень щелочности.