Softeners

Αποσκλήρυνση ονομάζεται η διαδικασία απομάκρυνσης ιόντων ασβεστίου (Ca++) και μαγνησίου (Mg++) από το νερό, τα οποία είναι ανεπιθύμητα σε πολλές εφαρμογές οικιακές, επαγγελματικές, βιομηχανικές, επειδή δημιουργούν επικαθήσεις.
Ως σκληρότητα του νερού ορίζεται η περιεκτικότητά του σε άλατα ασβεστίου και μαγνησίου και ο χαρακτηρισμός του ως «σκληρού» ή όχι, εξαρτάται από τη συγκέντρωση των αλάτων αυτών. Τα προβλήματα που δημιουργεί η σκληρότητα του νερού, αφορούν τις σωληνώσεις ύδρευσης, τα boilers, τα μηχανήματα με θερμαντικές αντιστάσεις που έχουν έρχονται σ’ επαφή με το νερό (πλυντήρια, μηχανές καφέ κ.λ.π.), τις γυάλινες και μεταλλικές επιφάνειες, τα είδη υγιεινής ενός σπιτιού, αλλά και την κατανάλωση απορρυπαντικών, κ.λ.π.
Σοβαρότερα είναι τα προβλήματα που δημιουργεί η σκληρότητα του νερού στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι ατμολέβητες και οι ατμογεννήτριες, καθώς επίσης και τα συστήματα εναλλαγής θερμότητας, καταναλώνουν τεράστια ποσά επιπλέον ενέργειας για να αποδώσουν έργο, είναι δυνατόν δε να καταστραφούν σε μικρό χρονικό διάστημα, λόγω της επικάθισης σκληρών αλάτων σ’ αυτά. Στα προβλήματα αυτά, δίνουν λύση τα κατάλληλα για κάθε περίπτωση συστήματα αποσκλήρυνσης του νερού, που με ιδιαίτερα χαμηλό λειτουργικό κόστος, συγκρατούν τα σκληρά άλατα που περιέχει το νερό και διασφαλίζουν μεγάλη διάρκεια ζωής στα δίκτυα ύδρευσης, στις οικιακές συσκευές και στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

Η αποσκλήρυνση του νερού μπορεί να γίνει με τους παρακάτω τρόπους:
Αποσκλήρυνση με χημική καθίζηση
Αποσκλήρυνση με ιοντεναλλαγή
Αποσκλήρυνση με μεμβράνες
Αποσκλήρυνση με ηλεκτρομαγνητικές συσκευές
Αποσκλήρυνση με ανόργανους φυσικούς – τεχνητούς ανταλλάκτες (ζεόλιθοι)

Τι είναι η αποσκλήρυνση νερού με ιοντεναλλαγή

Είναι η μέθοδος κατά την οποία πραγματοποιείται ανταλλαγή ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου με ιόντα νατρίου (Na), των οποίων τα άλατα δεν επικάθονται. Η επίτευξη της συγκεκριμένης ιοντοεναλλαγής πραγματοποιείται με διέλευση του νερού μέσα από ειδικές ρητίνες. Οι ρητίνες αποσκλήρυνσης, είναι ορτισμένες με νάτριο (Na) και όταν έρθουν σε επαφή με τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου του νερού, πραγματοποιείται η προαναφερθείσα ιοντοεναλλαγή.

Οι ρητίνες αποσκλήρυνσης, κάποια στιγμή εκ φύσεως, υφίστανται κορεσμό, με αποτέλεσμα να αδυνατούν να πραγματοποιήσουν πλέον ιοντοεναλλαγή. Σε αυτό το σημείο, απαιτείται η αναγέννησή τους. Η αναγέννηση είναι η διεργασία, κατά την οποία οι ρητίνες επανέρχονται θεωρητικά στην αρχική τους κατάσταση και αυτό επιτυγχάνεται μέσω έκπλυσής τους με πυκνό διάλυμα χλωριούχου νατρίου (NaCl), κοινώς αλατόνερο. Το προϊόν επεξεργασίας, το οποίο πραγματοποιεί την αποσκλήρυνση του πρωτογενούς νερού, αλλά και την αναγέννηση των ρητινών αποσκλήρυνσης (χειροκίνητα ή αυτόματα) ονομάζεται αποσκληρυντής νερού.

Τι είναι ο αποσκληρυντής νερού με ιοντεναλλαγή

Ο αποσκληρυντής νερού είναι ένα προϊόν (σύστημα), το οποίο εφαρμόζεται με σκοπό την παραγωγή – απόδοση αποσκληρυμένου νερού. Ο εκάστοτε αποσκληρυντής, αποτελείται από 3 βασικά μέρη:

Την κεφαλή, η οποία αναλαμβάνει (μέσω βαλβίδων) όλες τις λειτουργίες του αποσκληρυντή (επεξεργασία, πλύση, αναγέννηση, κ.τ.λ.)
Το δοχείο (στήλη) ρητινών, το οποίο περιέχει τις ρητίνες αποσκλήρυνσης
Το δοχείο άλμης, το οποίο περιέχει το αλατόνερο

Λειτουργία του αποσκληρυντή

Η λειτουργία του εκάστοτε αποσκληρυντή, είναι απλή και τα βασικά στάδια έχουν ως ακολούθως:
Κανονική Λειτουργία:
Το πρωτογενές νερό (μέσω της κεφαλής) διέρχεται στην στήλη των ρητινών (όπου πραγματοποιείται η ιοντοεναλλαγή) και εξέρχεται πάλι από την κεφαλή αποσκληρυμένο.
Πλύση:
Όταν οι ρητίνες κορεστούν, η κεφαλή πραγματοποιεί αρχικά πλύση, με αντιστροφή της ροής του νερού επί της στήλης και την απόρριψή του στην αποχέτευση.
Αναγέννηση:
Η κεφαλή πραγματοποιεί αναγέννηση, με αναρρόφηση αλατόνερου (από το δοχείο άλμης) και πλήρωση της στήλης των ρητινών για την επίτευξη της ιοντοεναλλαγής.
Πλύση:
Η κεφαλή πραγματοποιεί πλύση άδειασμα του συμπυκνώματος (νερό, πλούσιο σε ασβέστιο και μαγνήσιο πλέον) στην αποχέτευση και επιπλέον πλύσεις.
Αναπλήρωση:
Η κεφαλή πραγματοποιεί προσθήκη απαιτούμενης ποσότητας νερού στο δοχείο της άλμης, ώστε να δημιουργηθεί νέο κορεσμένο διάλυμα αλατόνερου, για την επόμενη αναγέννηση.

Η χρήση ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων για την αποτροπή δημιουργίας υπολειμμάτων είναι ένα ζήτημα που μας απασχολεί. Δεν υπάρχουν ακριβή δεδομένα που αποδεικνύουν ότι τέτοιου είδους μέθοδοι λειτουργούν πράγματι. Ωστόσο φαίνεται ότι ως ένα βαθμό λειτουργούν, κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Η ιδέα αυτών των μεθόδων δεν είναι να αφαιρεθούν τα ιόντα Ca2 και το CaCO3 αλλά να βοηθήσουν στη δημιουργία μιας μορφής ιζήματος CaCO3 που το αποτρέπει να φτιάξει στερεό και επίμονο κατακάθι. Φαίνεται πως με το πέρασμα του CaCO3 μέσω αυτών των συσκευών ότι επιστρέφει στο νερό σε λεπτόκοκκα αιωρούμενα μόρια ή κατακάθεται σε νιφάδες και έτσι είναι εύκολο να αφαιρεθεί.

Μια θεωρία για τον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται αυτό είναι η ακόλουθη:
Το νερό περνάει διαμέσου των ηλεκτρικών ή μαγνητικών πεδίων τα οποία προκαλούν μια τοπική αύξηση pH (μέσω μιας ηλεκτροχημικής αντίδρασης). Το υψηλό pH επιτρέπει να δημιουργηθούν κρυσταλλικοί πυρήνες CaCO3 στη δομή του νερού. Μια μάζα αυτών των κρυστάλλων διαμορφώνουν κολλοειδή. Τα κολλοειδή μεταφέρονται στον νερό και δεν κολλάνε στα τοιχώματα του σωλήνα, επομένως οποιαδήποτε ιζηματοποίηση επέρχεται εναποθέτει το CaCO3 στα κολλοειδή και όχι στον σωλήνα. Κατά συνέπεια το CaCO3 παραμένει αιωρούμενο σε λεπτά μόρια και έτσι δεν έχουμε υψηλό επίπεδο υπολειμμάτων.
Αυτές οι συσκευές συνήθως τοποθετούνται στα συστήματα θέρμανσης νερού, ωστόσο αρκετοί οικιακοί χρήστες είναι δυσαρεστημένοι από τη φαινομενικά μικρή απόδοσή τους. Εν απουσία οποιασδήποτε μορφής ιζημαποποίησης δεν θα αφαιρεθεί καθόλου CaCO3 από το νερό και η γενική χημική σύστασή του δεν θα αλλάξει, επομένως ο μόνος τρόπος να καθοριστεί η αποτελεσματικότητα των μαγνητικών πεδίων ενάντια στη συγκέντρωση υπολειμμάτων είναι μακράς διάρκειας παρατηρήσεις. Ωστόσο, βιομηχανικοί χρήστες οι οποίοι αντλούν συνεχώς το ίδιο νερό μέσω συστημάτων θέρμανσης που έχουν προσαρμοσμένες μαγνητικές συσκευές φαίνεται να είναι αρκετά ικανοποιημένοι από τη χρήση τους.

Οι φυσικοί ή τεχνικοί Ζεόλιθοι κορεσμένοι με νάτριο διαρρέονται από φυσικά σκληρά νερά είτε βρίσκονται σε υδάτινο περιβάλλον σκληρών νερών εναλλάσσουν τα προσροφημένα απ' αυτούς κατιόντα νατρίου, με τα ιόντα του ασβεστίου και μαγνησίου των νερών και ενεργούν ως φυσικοί αποσκληρυντές. Σε αυτή την κατηγορία μπορούμε να τοποθετήσουμε τα πολυφωσφορικά άλατα (πολυφωσφατικά).
Καθώς το νερό διέρχεται από το φίλτρο, οι κρύσταλλοι διαλύονται αργά σε αυτό προσδίδοντας του νέες ιδιότητες. Οι κρύσταλλοι πολυφωσφορικών δρουν ως μέσα διασποράς στο νερό. Αυτό σημαίνει ότι αποτρέπουν την κροκίδωση, δηλαδή τη συσσωμάτωση αιωρούμενων σωματιδίων στο νερό σε μεγέθη τέτοια που να επιτρέπουν την καταβύθιση τους λόγω βαρύτητας. Ασκούν προστατευτική δράση ενάντια στη δημιουργία αποθέσεων ασβεστίου και μαγνησίου (σκληρότητα), σε διαβρώσεις καθώς και στα προβλήματα που σχετίζονται με την παρουσία του σιδήρου. Πιο συγκεκριμένα, τα ιόντα που συνιστούν τη σκληρότητα (ασβέστιο και μαγνήσιο) διατηρούνται ανεξάρτητα (δεν συσσωματώνονται) και η κατακρήμνιση τους είναι πλέον αδύνατη. Κατ’ αυτόν τον τρόπο αποτρέπονται γνωστά προβλήματα που σχετίζονται με τη σκληρότητα του νερού (σχηματισμός αλάτων σε σωληνώσεις, αντιστάσεις πλυντηρίων κτλ) Επιπλέον, δημιουργείται ένα προστατευτικό φιλμ στις μεταλλικές επιφάνειες που τις προστατεύει από την οξύτητα/αλκαλικότητα, τη σκληρότητα, τα ιόντα χλωρίου και άλλους παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση των εγκαταστάσεων νερού. Σε ότι αφορά τον διαλυμένο σίδηρο, αναστέλλουν τη δράση του καθώς συμπλοκοποιείται αποτρέποντας έτσι την καθίζηση του που θα επηρέαζε τις οργανοληπτικές ιδιότητες του νερού.

ENERCHEM

Επεξεργασία νερού και υγρών αποβλήτων

Translate