Ионообменные смолы — это специальные полимерные материалы, которые используются для очистки воды (умягчение, обессоливание, удаление железа и др.).
Основные полимеры: стирол, дивинилбензол, метилметакрилат.
Смолы бывают гелевые (чаще аниониты) и макропористые (чаще катиониты).
Смолы не перерабатываются как обычные пластики, их нельзя сдавать во вторсырьё — только специальная утилизация.
Строение и принцип работы
Смола состоит из полимерной основы (каркаса) и активных ионообменных групп, которые наносятся на поверхность и в поры. Активные группы бывают разными: сульфогруппы (катиониты), аминогруппы (аниониты), различаются по силе (сильные/слабые). Ионный обмен — это процесс замещения ионов в воде на ионы, закреплённые на смоле (например, кальций и магний на натрий).
Виды смол и их применение
Катиониты (натриевая и H-форма): для умягчения и обессоливания воды.
Аниониты (в хлор- и OH-формах): для удаления анионов (нитраты, сульфаты и др.).
Миксы — смеси разных смол для комплексной очистки (чаще для бытовых фильтров).
Монодисперсные смолы (одинаковый размер гранул) служат дольше, равномернее расходуются, требуют меньше соли для регенерации.
Полидисперсные смолы (разный размер гранул) быстрее теряют ёмкость, требуют большего запаса по фильтроциклу.
!
Монодисперсные смолы — более долговечные, используются на производствах. Миксы (смеси разных смол) применяют в бытовых фильтрах, где нужно очистить воду от всего сразу. Миксы служат меньше (450–600 циклов против 850 у монодисперсных). В России все миксы — полидисперсные.
Расчёт и оценка ионообменной ёмкости
Ёмкость смолы — это количество ионов, которое она может связать. В паспортах указывается статическая (лабораторная) ёмкость, в реальных условиях она всегда меньше (отнимать 20–30% для запаса). Для расчёта фильтра учитывают динамическую ёмкость, запас на проскок, особенности воды (жёсткость, содержание железа и др.). В паспортах смол указывается статическая емкость (измеряется в лаборатории при стандартных условиях), а не динамическая (которая зависит от условий эксплуатации). Динамическая емкость сложнее измеряется и зависит от скорости потока, состава воды и других факторов.
!!
Промывка: расчетные значения промывки делаются на основе анализа воды, но часто анализ не отражает полного состава солей (например, не учитывается углекислый газ, который входит в гидрокарбонаты).
Правила хранения и транспортировки
Ионообменную смолу легко испортить!
Смолы можно перевозить любым транспортом, они не опасны.
Не хранить рядом с окислителями (например, канистры с гипохлоритом) — даже в упаковке пары могут повредить смолу.
Не допускать хранения смолы при высокой мутности воды — загрязнения необратимо снижают ёмкость.
Не допускать попадания микроорганизмов — если смола обсеменена, её невозможно обеззаразить, только выбрасывать.
Заморозка и разморозка: смолу можно перевозить в замороженном виде, но размораживать нужно медленно (сутки-двое при 1–5°C).
Смолу нельзя пересушивать! После пересыхания при повторном увлажнении гранулы трескаются.(Особенно чувствительны к этим процессам гелевые и мокропористые смолы — они могут буквально рассыпаться после пересыхания.)
Катионные смолы — до 120°C, анионные — до 40°C. При превышении температуры ионные группы разрушаются.
Смолу всегда хранят во влажном состоянии, полностью покрытой водой.
Хранить в герметичной таре, чтобы не испарялась вода и не попадали загрязнения.
Избегать прямого солнечного света — хранить в тёмном месте или в непрозрачной упаковке.
Частые ошибки и важные замечания:
Не допускать длительной работы смолы 'на проскок'.
Не пытаться обеззараживать смолу гипохлоритом — микроорганизмы в порах всё равно останутся.
Смолу, которая изменила цвет воды (желтизна), нужно выбрасывать — это признак заражения микроорганизмами.
!!!
Смолы — отходы 5 класса опасности, не опасны для человека, но требуют специальной утилизации: захоронение на полигонах или термическое сжигание. Нельзя выбрасывать смолу в обычный мусор — это экологически вредно.
Подводим итоги
Смолу всегда хранить во влажном состоянии, в герметичной таре, при температуре +5…+35°C, защищать от света и окислителей.
Не допускать пересыхания, быстрой разморозки, перегрева, загрязнения микроорганизмами.
Смолу нельзя выбрасывать в обычный мусор — только специализированная утилизация.
Поможем в очистке воды!
Для оптимальной работы системы водоочистки важно не только правильно подобрать смолу, но и грамотно рассчитать режимы эксплуатации, опираясь на подробный анализ воды и реальные испытания.