Другие методы умягчения воды
Существуют и другие методы очистки исходной воды, к которым следует отнести электродиализ, магнитный и ультразвуковой методы, метод обратного осмоса, ультрафильтрацию и др.
Электродиализ - ионообменный процесс, схожий с действием описанных выше ионообменных фильтров и отличающийся тем, что ионообменный слой заменен ионообменными мембранами (пористыми пленками), получаемыми полимеризацией смеси реагентов. Для упрочнения мембран их формируют на металлических сетках. Используют данный метод в основном для опреснения соленых вод. Под действием постоянного электрического тока, поданного на мембраны, последние способны пропускать только катионы или только анионы. В результате этого через мембрану проходит только чистая вода без солей жесткости.
Магнитный метод очистки воды достаточно часто применяется в отопительных котельных. При этом методе на воду воздействуют магнитным полем определенной напряженности и полярности. После этого при нагревании воды в котле из нее выпадают соли жесткости в виде шлама, которые удаляются продувкой из нижних точек котла. На поверхностях нагрева накипные отложения не образуются. Данный метод применяют для вод с преимущественно карбонатной жесткостью величиной до 6...8 мг-экв/кг, содержанием железа до 0,3 мг/кг и содержанием кислорода до 0,3 мг/кг.
Обычно используют одну из двух схем магнитной обработки воды. Первая схема предназначена для паровых котлов с температурой среды более 100 °С. В этом случае соли выделяются в толще воды в виде шлама, который необходимо непрерывно удалять из нижних слоев во избежание образования вторичной накипи. Поэтому данная схема предусматривает обязательную установку автоматического шламоотделителя после аппарата магнитной обработки воды. По второй схеме, которая используется для водогрейных котлов с температурой подогрева воды до 95 °С, вода остается прозрачной и осадка в виде шлама не образуется. Омагниченные свойства воды сохраняются от 8 до 10 часов. Для постоянного поддержания омагниченных свойств воды в схеме (рис. 3.4) предусматривается антирелаксационный контур, через который должно проходить не менее 12... 15% объема воды, циркулирующей в системе. Следует заметить, что магнитные аппараты должны иметь биологическую защиту, чтобы устранить вредное воздействие на обслуживающий персонал, и устанавливаются обычно в помещениях, где нет постоянного пребывания людей.
Ультразвуковая обработка воды осуществляется за счет воздействия на котловую воду ультразвуковыми колебаниями частотой 20...30 кГц, за счет чего создаются условия кавитации воды (непрерывное образование и исчезновение внутренних разрывов сплошности воды, т.е. происходит резкое понижение давления воды в отдельных точках и ее вскипание, а т.к. вода недогрета до кипения, то затем происходит такая же резкая конденсация пара и схлопывание пузырька). При схлопывании микропузырьков развиваются гидравлические микроудары, в результате чего происходит очистка внутренних поверхностей труб от образовавшейся накипи и предотвращение образования новой. Рабочая толщина слоя накипи при таком способе обработки воды не превышает 0,1 мм. На металл труб ультразвук данной частоты не оказывает вредного влияния, а под его воздействием происходит пассивирование поверхностного слоя металла, что снижает скорость коррозии.
Метод, в основе которого лежит процесс обратного осмоса, заключается в самопроизвольном переходе чистой воды через специальную мембрану, которая отделяет ее от исходной воды. Равновесное состояние перехода чистой воды через мембрану наступает при определенном гидростатическом давлении, равном разности высоты уровней в камере исходной воды и чистой воды. Это давление называют осмотическим, оно зависит от концентрации солей в исходной воде. Если создать в отделе камеры с исходной водой давление больше осмотического, то чистая вода будет переходить в другую часть камеры. Этот процесс называют обратным осмосом. В качестве мембран используют пористые анизотропные пластины, проницаемые для молекул воды и практически непроницаемые для ионов растворенных солей. К преимуществам данного метода следует отнести отсутствие расхода реагента, а следовательно, и сбросов стоков в канализацию, которые наблюдаются для других способов очистки воды.
В настоящее время появился новый способ очистки воды от солей - ультрафильтрация, когда вода продавливается через пористый материал, размеры пор которого меньше размера задерживаемых частиц, загрязняющих воду.
