Особенности и принцип работы ионообменных фильтров

 
Плохое качество воды является одной из причин возникновения многих заболеваний. Вода из центральной системы водоснабжения не всегда отвечает санитарным нормам и нуждается в дополнительной очистке. Часто в городской воде присутствует избыточное количество солей магния и кальция, пагубно влияющих на внутренние органы и ведущее к образованию камней в организме человека. К тому же жёсткая вода негативно влияет на работу нагревательных элементов бойлеров, стиральных и посудомоечных машин, способствует появлению накипи и образованию известкового налёта. Для понижения жёсткости воды, а также для её качественной очистки рекомендуется использовать ионообменные фильтры.

Принцип действия

Одним из самых эффективных способов смягчения воды является метод ионного обмена. Способ применим в том случае, когда показатель минерализации достигает 100 мг солей на литр жидкости. Наиболее эффективными считаются фильтры с использованием водородных смол. Тяжёлые металлы и радиоактивные вещества, проходя через такой фильтр, захватываются и заменяются на безопасный водород. Благодаря ионному обмену вода освобождается от излишнего количества солей кальция и магния и приобретает слабокислую реакцию. В то время как в натриевых фильтрах происходит обмен ионов металла на ионы натрия, что ведёт к переизбытку солей и возникновению щелочных реакций. В результате такой очистки происходит изменение кислотно-щелочного баланса воды, приводящее, в свою очередь, к нарушению обменных процессов в организме. Однако сами соли не представляют вреда для человека и не образуют накипь на электронагревательных элементах чайников, бойлеров и стиральных машин.

Ионообменные смолы являются неорганическим веществом, содержащим множество пор и выпускающихся в гранулированном виде. Смола нуждается в периодической очистке, регулярность которой зависит от показателя загрязнённости пропускаемой воды и от интенсивности эксплуатации прибора. Для очистки смоляного картриджа используется поваренная соль и лимонная кислота. Срок службы смолы при условии регулярного восстановления составляет не менее трёх лет. Ионообменный фильтр является лучшим способом смягчения воды и применяется для её очистки от ионов стронция, хрома и тяжёлых металлов, для получения деионизированной воды и для очистки стоков. Перед употреблением внутрь смягчённую и очищенную жидкость рекомендуется дополнительно пропускать через угольный фильтр.

Устройство

Ионообменный фильтр состоит из корпуса, выполненного из особо прочного пластика или стали, картриджа с ионообменной смолой, трубопроводов, верхнего и нижнего распределительного устройств, отвечающих за равномерное распределение воды, и ёмкости под регенерирующий раствор. В центральной части корпуса находится блок фильтрации, выполненный из ионообменного волокнистого материала. За ним расположен сетчатый фильтр, отвечающий за удержание механического мусора, и ионообменник. Именно в нём происходит обмен ионов тяжёлых металлов на натрий или водород. Завершает конструкцию фильтр тонкой очистки. Для выведения растворённых в воде газов наружу, в корпусе прибора предусмотрены специальные отводящие отверстия.

Фильтры отличаются между собой производительностью, напрямую зависящую от объёма фильтрующей загрузки и направления движения регенерирующего потока. По последнему признаку модели бывают противоточными и прямоточными. Размеры ионообменных моделей также зависят от предназначения и условий эксплуатации. Для очищения сточных вод и сильнозагрязнённой жидкости используются фильтры больших размеров и высокой производительности, в то время как для домашних нужд подойдёт компактная бытовая модель.

Маленькие приборы имеют сменный картридж, который легко восстанавливается, а по истечении срока службы заменяется на новый. Большие модели представляют собой ионообменные колонны, оборудованные системой автоматического обновления ионообменного наполнителя, и состоят из 3-х блоков. Поток жидкости в них регулирует специальный клапан, расположенный под электронным процессором. В одну из ёмкостей, получившую название восстановительной, засыпается поваренная соль. По мере истощения ионообменной смолы в эту ёмкость закачивается вода и осуществляется промывка наполнителя.

Плюсы и минусы

Высокий покупательский спрос и популярность ионообменных фильтров обусловлены рядом неоспоримых достоинств этих приборов:

1. Тихая работа. Включенный фильтр работает практически бесшумно, что делает его наиболее комфортным для домашнего использования.
2. Высокая степень очистки водопроводных и сточных вод. Фильтр с успехом справляется не только с тяжёлыми металлами и радиоактивными веществами, но и с лёгкостью задерживает бактерии и вирусы, фенолы и пестициды, остатки нефтепродуктов и ядовитые примеси, а также отводит растворённый остаточный хлор и другие газы.
3. Несомненное превосходство технологии ионного замещения над другими способами очистки.
4. Простота в обслуживании и наличие в свободной продаже сменных картриджей позволяют производить их замену самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов.
5. Сохранение минерального состава жидкости после её прохождения через фильтр и заряжение воды отрицательными ионами способствует преобразованию органических солей и обеспечивает их хорошую усваиваемость организмом.

К минусам моделей относят необходимость регулярного обновления наполнителя и строгое соблюдение правил утилизации отработанных смол. Отмечается также низкая скорость фильтрации некоторых моделей, обусловленная низкой гидрофильностью смол и их медленным обменом ионами. Однако наиболее современные экземпляры оснащены катализаторами обмена, позволяющими расходовать реагенты в минимальных количествах. Это значительно ускоряет процесс и увеличивает пропускную способность прибора. К недостаткам можно отнести и высокую стоимость фильтров, вследствие чего многие покупатели не могут себе позволить их приобретение.

Критерии выбора

Прежде чем приступить к приобретению ионообменного фильтра, необходимо определить производительность и мощность будущей модели. Для того чтобы не ошибиться с выбором, следует обратить внимание на будущие условия эксплуатации и предполагаемую интенсивность использования прибора. Первоначально следует оценить степени жёсткости воды и определить продуктивность процесса умягчения. При незначительных превышениях норм содержания в жидкости солей и примесей нет смысла выбирать дорогую, многоёмкостную модель. В этом случае вполне подойдёт бытовой прибор небольшого размера, предназначенный для обработки мало- и среднезагрязнённой жидкости. Для очистки промышленных стоков или умягчения больших объёмов жёсткой воды следует приобретать серьёзные промышленные приборы, оборудованные системой автоматической регенерации.

Практически все модели ионообменных приборов предусматривают установку угольных фильтров, поэтому для обеспечения наиболее качественного очищения воды и доведения её до состояния питьевой, рекомендуется приобретение дополнительного угольного картриджа. При выборе прибора также следует помнить о разновидностях ионообменных процессов, а именно о возможности замены ионов магния, кальция и тяжёлых металлов как на водород, так и на натрий. От того, какой именно прибор будет использоваться для очистки, зависит кислотно-щелочной баланс отфильтрованной жидкости.

Эксплуатация

Для обеспечения эффективной работы и увеличения срока службы фильтра ионообменный картридж нуждается в регулярном восстановлении. Восстановить картриджевый фильтр очень просто. Процесс регенерации не требует наличия определённых навыков и может быть выполнен самостоятельно. Для этого потребуется приготовить раствор из нейодированной поваренной соли и воды, взятых в пропорции 500 грамм на 5 литров. Далее, при помощи специального ключа, входящего в комплект прибора, нужно раскрутить корпус, вынуть картридж и установить его в вертикальном положении в мойке. После того как вся накопленная вода стечёт, нужно аккуратно выкрутить верхнюю крышку, стараясь не рассыпать гранулы.

Затем следует пролить через картридж два литра раствора, не переливая жидкость и не допуская вымывания смолы. При прохождении солёной воды сквозь картридж происходит процесс активного бурления, что говорит лишь о выходе собравшегося воздуха. Это не должно вызывать беспокойства. Далее картридж следует вынуть из мойки, установить обратно в корпус, залить 0,5 литрами солевого раствора и оставить на 8-10 часов для восстановления. По истечении указанного времени картридж вновь извлекается из корпуса, помещается в мойку и проливается оставшимся раствором.

По окончанию проливки необходимо дать стечь остаткам раствора и осторожно закрыть верхнюю крышку. Далее картридж устанавливается в фильтр и завинчивается. На завершающем этапе регенерации требуется открыть воду и пролить прибор на протяжении 3 минут. Скорость напора при этом не должна быть менее 1,5 литров в минуту. После того как у отфильтрованной воды исчезнет солоноватый привкус, её можно пить, а процесс восстановления можно считать завершённым.

Ионообменные фильтры эффективно решают проблему содержания в жидкости примесей солей и тяжёлых металлов, умягчают водопроводную воду, насыщают её отрицательными ионами и поддерживают общий кислотно-щелочной баланс. А широкий ассортимент, доступность сменных картриджей и возможность их самостоятельной замены делают прибор ещё более востребованным и популярным.