Le resine a scambio ionico sono composti che non si dissolvono ad alto livello molecolare e sono in grado di produrre una reazione quando interagiscono con elementi ionici di una soluzione. Le ioniti hanno un gel tridimensionale o una struttura macroporosa. Le resine vengono utilizzate per purificare, ammorbidire e desalinizzare l'acqua.
Classificazione della resina
Tali composizioni sono divise in scambio cationico, scambio anionico, bipolare.
I composti a scambio cationico possono essere debolmente acidi e fortemente acidi. Questi ultimi sono in grado di scambiare cationi indipendentemente dal pH. Il primo funziona solo con un indicatore di almeno 7.
Le composizioni di scambio anionico sono fortemente basiche e debolmente basiche. I primi scambiatori di anioni hanno la proprietà di scambiare anioni in soluzioni a qualsiasi pH, cosa che gli scambiatori di anioni debolmente basici non possono. Per loro, l'indicatore dovrebbe essere compreso tra uno e sei. Si trovano anche scambiatori di anioni di attività intermedia e mista.
Proprietà e principio di funzionamento
Le resine a scambio ionico sono polielettroliti insolubili. Uno ione a carica multipla è immobile a causa dell'elevato peso molecolare. È la base dello scambiatore di ioni, è associata a piccoli elementi mobili con valore opposto e, a loro volta, può scambiarli in soluzione.
Quando il fluido filtrante passa attraverso un filtro in resina, viene pulito:
- da pericolose impurità chimiche;
- da potassio e magnesio, scala di formazione;
- da sali di metalli pesanti, composti di ferro.
Il principio di funzionamento dei dispositivi di filtrazione con resina a scambio ionico è finalizzato alla pulizia e al miglioramento della qualità dell'acqua dura. Le sfere polimeriche in resina inizialmente includono ioni "liberi" in grado di intrappolare particelle ioniche di altre sostanze.
Frammenti della resina a scambio ionico si gonfiano nel processo di interazione con il flusso d'acqua. Il valore dei polimeri sferici può raggiungere i 4 mm.
Il liquido, dando via ioni di metalli pesanti e componenti dannosi, riceve in cambio composti neutri.
Oltre all'elio, ci sono scambiatori di ioni macroporosi. I loro vantaggi sono una leggera variazione di volume, un migliore assorbimento, la durata dei processi metabolici, una filtrazione accelerata.
Ambito di applicazione
A causa dell'effetto addolcente e dissalante, le resine a scambio ionico per il trattamento dell'acqua industriale sono utilizzate nelle industrie del calore, dell'energia e della chimica. Nell'industria idrometallurgica, vengono utilizzati per lavorare con metalli non ferrosi e rari. Le ioniti sono anche in grado di pulire gli stagni di depurazione. Le anioniti sono spesso utilizzate nel trattamento delle acque dell'acquario: contribuiscono alla creazione di condizioni di vita confortevoli per pesci e piante.
Nella vita di tutti i giorni, i filtri di scambio ionico hanno molte proprietà utili:
- la scala non si forma sui dispositivi idraulici e sulle unità di riscaldamento degli elettrodomestici, una caldaia o una colonna di gas;
- la fragilità dei capelli e la secchezza della pelle diminuiscono, la forfora scompare;
- il consumo di composizioni detergenti è ridotto di tre volte;
- rubinetti e rubinetti lasciano depositi grigi e arrugginiti.
Se la scala non si forma sull'elemento riscaldante, ciò riduce significativamente il consumo di elettricità.
L'uso domestico di resine a scambio ionico non è pericoloso, poiché queste sostanze non sono tossiche. Non hanno la tendenza all'autoaccensione, non esplodono. Gli elementi filtranti con tali resine sono montati davanti alla caldaia, alla caldaia o allo scaldacqua a flusso.
Criteri di scelta
Le resine a scambio ionico si trovano nei negozi che vendono prodotti per il trattamento delle acque o sul World Wide Web.
Quando si sceglie, è necessario prestare attenzione a tali caratteristiche:
- Umidità. La composizione contiene umidità legata chimicamente. Se lo elimini, questo porterà alla distruzione della resina a scambio ionico.
- La capacità degli ioni. Funziona, volumetrico, peso. Gli ultimi due indicatori sono standard, sono determinati in laboratorio. I loro valori sono indicati nella documentazione di accompagnamento. Non sarà possibile scoprire il volume della capacità di lavoro, poiché i suoi indicatori sono determinati in base alla forma e alla profondità dello strato del filtro in resina. Anche le caratteristiche di input del liquido da pulire sono importanti.
- Velocità di filtrazione e livello di rigenerazione, nonché la quantità di impurità intrappolate.
Per una pulizia senza problemi e prestazioni del filtro, si consiglia di sostituire le cartucce almeno una volta per 4-6 mesi.
Caratteristiche di imballaggio e conservazione
Secondo GOST 20301-74, le resine a scambio ionico sono confezionate in sacchetti di polietilene. Il peso massimo di un pacco può raggiungere fino a 50 kg. Inoltre, questi componenti possono essere confezionati in lattine o contenitori di propilene.
Il costo medio della resina a scambio ionico in Russia è di 120-150 rubli per litro.
Durante il trasporto o lo stoccaggio, è inaccettabile la presenza di scambiatori di cationi di resina vicino a scambiatori di anioni, sostanze ossidanti o solventi.
Lo stoccaggio dei prodotti è consentito solo in ambienti asciutti con una buona ventilazione e un regime di temperatura di almeno due gradi di calore. I pacchetti pieghevoli sono consentiti a una distanza superiore a un metro dagli apparecchi che riscaldano la stanza. La durata di conservazione delle resine è di 12 mesi.
Recupero resina a scambio ionico
Gli elementi filtranti con resine a scambio ionico per l'addolcimento dell'acqua industriale o domestica richiedono cambi sistematici della cartuccia. È più economico riempire regolarmente il sale di rigenerazione. Tali misure non sono ad alta intensità di lavoro, ma la loro produttività non è così elevata. Inoltre, non è possibile rianimare il filtro per molto tempo: per un efficace ammorbidimento, sarà necessario sostituire completamente il riempitivo.
Non è difficile riempire semplicemente il cuscino di ghiaia e il carico del filtro, ma scaricare il riempitore esaurito non è un compito facile. Soprattutto se il serbatoio del dispositivo di filtrazione è realizzato in fibra di vetro e non è dotato di un sistema di scarico. Dopo averlo scollegato dal sistema di approvvigionamento idrico e aver smantellato la valvola di controllo, saranno necessari sforzi seri per trasferire l'enorme filtro dalla casa alla strada.
Se ciò ha esito positivo, vengono scaricati. Per farlo:
- Posizionare l'elemento filtrante su un lato su una superficie piana.
- All'introduzione del tubo per il sollevamento dell'acqua con una fascetta stringitubo, collegare un tubo rinforzato per fornire acqua attraverso di esso a una certa pressione.
- Sciacquare lo stucco allentato con un getto d'acqua.
- Dopo che il contenitore è completamente vuoto, rimuovere il tubo dell'acqua dall'addolcitore o dall'elemento filtrante.
- Successivamente, esegui un risciacquo secondario del serbatoio e riportalo in casa.
Ci sono organizzazioni specializzate nella manutenzione dei sistemi di trattamento delle acque. Anche l'autoselezione di un elemento filtrante per l'acqua è problematica. Quando si scelgono attrezzature costose, è meglio ricorrere all'aiuto di uno specialista.
La soluzione migliore sarebbe contattare l'organizzazione coinvolta nell'installazione di dispositivi di filtraggio e fornire una gamma completa di servizi. Può trattarsi di consulenza professionale, analisi dell'acqua da un pozzo o di un pozzo, assistenza nella scelta dell'attrezzatura giusta, consegna e installazione del dispositivo, nonché servizio post-vendita.
