Le resine a scambio ionico sono composti che non si dissolvono ad alto peso molecolare e sono in grado di produrre una reazione quando interagiscono con gli elementi ionici di una soluzione. Gli scambiatori di ioni hanno un gel tridimensionale o una struttura macroporosa. Le resine vengono utilizzate per la depurazione, l'addolcimento e la demineralizzazione dell'acqua.
Classificazione delle resine
Tali composizioni si suddividono in scambio cationico, scambio anionico, bipolare.
I composti di scambio cationico possono essere debolmente acidi e fortemente acidi. Questi ultimi sono in grado di scambiare cationi indipendentemente dal livello di pH. I primi funzionano solo con un indicatore di almeno 7.
Le composizioni a scambio anionico sono fortemente basiche e debolmente basiche. I primi anioniti hanno la proprietà di scambio anionico in soluzioni a qualsiasi valore di pH, cosa che gli anioniti debolmente basici non possono. Per loro, l'indicatore dovrebbe essere compreso tra uno e sei. Si trovano anche anioniti di attività intermedia e mista.
Proprietà e principio di funzionamento
Quando un liquido viene filtrato attraverso un filtro a resina, viene purificato:
- da impurità chimiche pericolose;
- da potassio e magnesio, che formano la scala;
- da sali di metalli pesanti, composti di ferro.
Il principio di funzionamento dei dispositivi di filtrazione con resina a scambio ionico è finalizzato alla purificazione e al miglioramento della qualità dell'acqua dura. I granuli di resina polimerica inizialmente includono ioni "liberi", che sono in grado di intrappolare particelle ioniche di altre sostanze.
Frammenti della resina a scambio ionico si gonfiano quando interagiscono con il flusso d'acqua. La dimensione dei polimeri sferici può arrivare fino a 4 mm.
Il liquido, emettendo ioni di metalli pesanti e componenti nocivi, riceve in cambio composti neutri.
Oltre all'elio, ci sono scambiatori di ioni macroporosi. I loro vantaggi sono un leggero cambiamento di volume, un migliore assorbimento, la durata dei processi metabolici, la filtrazione accelerata.
Ambito di applicazione
A causa dell'effetto addolcente e desalinizzante, le resine a scambio ionico per la purificazione dell'acqua industriale sono utilizzate nelle industrie termoelettriche e chimiche. Nell'industria idrometallurgica, vengono utilizzati per lavorare con metalli non ferrosi e rari. Le ioniti sono anche in grado di pulire i serbatoi delle acque reflue. Gli anioniti sono spesso utilizzati nel trattamento dell'acqua dell'acquario: contribuiscono alla creazione di condizioni di vita confortevoli per pesci e piante.
Nella vita di tutti i giorni, i filtri a scambio ionico hanno molte proprietà utili:
- non si formano incrostazioni su dispositivi idraulici e unità di riscaldamento di elettrodomestici, una caldaia o uno scaldabagno a gas;
- la fragilità dei capelli e la secchezza della pelle diminuiscono, la forfora scompare;
- il consumo di detersivi si riduce di tre volte;
- depositi grigi e arrugginiti lasciano rubinetti e rubinetti.
Se non si accumula calcare sul riscaldatore elettrico, questo riduce significativamente il consumo di elettricità.
L'uso domestico delle resine a scambio ionico non è pericoloso, poiché queste sostanze non sono tossiche. Non tendono ad autoaccendersi, non esplodono. Gli elementi filtranti con tali resine sono montati davanti alla caldaia, alla caldaia o allo scaldacqua a flusso continuo.
Criteri di scelta
Le resine a scambio ionico possono essere trovate nei negozi di trattamento delle acque o sul World Wide Web.
Quando si sceglie, è necessario prestare attenzione alle seguenti caratteristiche:
- Umidità. La composizione contiene umidità legata chimicamente. Se se ne libera, porterà alla distruzione della resina a scambio ionico.
- La capacità degli ioni. Può essere funzionante, volumetrico, a peso. Gli ultimi due indicatori sono standard, sono determinati in condizioni di laboratorio. I loro significati sono spiegati nella documentazione di accompagnamento. Non sarà possibile scoprire il volume del contenitore di lavoro, poiché i suoi indicatori sono determinati in base alla forma e alla profondità dello strato filtrante in resina. Importanti sono anche le caratteristiche introduttive del liquido da depurare.
- Tasso di filtrazione e livello di rigenerazione, nonché la quantità di impurità intrappolate.
Per una pulizia e una produttività ininterrotte dei filtri, si consiglia di sostituire le cartucce almeno una volta entro quattro-sei mesi.
Caratteristiche di imballaggio e stoccaggio
In conformità con GOST 20301-74, le resine a scambio ionico sono confezionate in sacchetti di polietilene. Il peso massimo di un pacco può arrivare fino a 50 kg. Inoltre, questi componenti possono essere confezionati in lattine o contenitori in propilene.
Il costo medio di una 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 cationici in resina accanto a scambiatori anionici, eventuali 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 Celsius. È consentito piegare pacchi a una distanza superiore a un metro dagli apparecchi che riscaldano la stanza. La durata della resina è di 12 mesi.
Recupero della resina a scambio ionico
Gli elementi filtranti con resina a scambio ionico per l'addolcimento dell'acqua industriale o domestica richiedono la sostituzione sistematica della cartuccia. È più economico aggiungere regolarmente sale di rigenerazione. Tali misure non richiedono molta manodopera, ma allo stesso tempo la loro produttività non è così elevata. Inoltre, non è possibile rianimare il filtro per molto tempo: per un ammorbidimento efficace, sarà necessario sostituire completamente il riempitivo.
Non è difficile riempire semplicemente il letto di ghiaia e il materiale filtrante, ma scaricare il materiale di riempimento esaurito non è un compito facile. Soprattutto se il serbatoio del dispositivo di filtrazione è in fibra di vetro e non è dotato di un sistema di drenaggio. Dopo averlo scollegato dalla rete idrica e aver smantellato la valvola di controllo, ci vorranno seri sforzi per spostare l'enorme filtro dalla casa alla strada.
Se l'operazione riesce, viene eseguito lo scarico. Per questo hai bisogno di:
- Appoggiare l'elemento filtrante su un lato su una superficie piana.
- Collegare un tubo rinforzato all'ingresso del tubo per il sollevamento dell'acqua con un morsetto per fornire acqua attraverso di esso a una certa pressione.
- Sciacquare il riempitivo allentato con un getto d'acqua.
- Dopo aver svuotato completamente il contenitore dall'addolcitore o dall'elemento filtrante, rimuovere il tubo montante.
- Successivamente, eseguire un secondo lavaggio del serbatoio e riportarlo in casa.
Esistono organizzazioni specializzate nella manutenzione dei sistemi di trattamento delle acque. Anche l'autoselezione di un elemento filtrante per l'acqua può essere problematica. Quando si scelgono attrezzature costose, è meglio cercare l'aiuto di uno specialista.
La soluzione migliore sarebbe contattare un'organizzazione che installa dispositivi di filtraggio e fornisce una gamma completa di servizi. Può trattarsi di consulenza professionale, analisi dell'acqua da un pozzo o da un pozzo, assistenza nella scelta dell'attrezzatura giusta, consegna e installazione del dispositivo, nonché assistenza.
