Существует ошибочное мнение, что вода по своему составу является нейтральным жидким раствором. Но это не совсем так. В воде есть соли, присутствие которых в особых условиях делает воду электрически и химически активной. Это отрицательно сказывается на работе выпускаемых изделий и функциональности отдельных видов оборудования. Важным звеном в производственных технических процессах является особая стадия водоподготовки - деминерализация воды.
Процесс, при использовании которого из воды удаляются все минеральные вещества, называют процессом деминерализации воды. Существует четыре способа деминерализации воды: деионизация, обратный осмос, дистилляция и электродиализ.
Деионизация - это процесс, при проведении которого применяют метод ионного обмена. При проведении деионизации вода проходит обработку в двух слоях ионообменного материала. Это делается с той целью, чтобы удаление всех присутствующих в воде солей было наиболее эффективным. Одновременно или последовательно, при деионизации используются катиобменная смола и аниобменная смола. Все растворимые в воде соли состоят из катионов и анионов. Далее смесь двух указанных смол в деминерализируемой воде полностью заменяет их на ионы водорода Н+ и гидроксила ОН-. В результате проведения химической реакции, эти ионы объединяются и происходит создание молекулы воды. При таком процессе происходит фактически полное обессоливание воды. Очень широкое распространение деионизированная вода получила в промышленности, химической, фармацевтической отраслях, при промышленной обработке кожи. Ранее такая вода применялась при производстве электронно-лучевых телевизоров.
Электродиализ - метод, основанный на способности перемещения под действием электрического поля в воде ионов. Снижение концентрации солей происходит в ограниченном ионообменными мембранами объеме.
Метод дистилляции основывается на выпаривании с последующей концентрацией пара обрабатываемой воды. Данный способ деминерализации воды не получил широкого распространения, так как является слишком энергоемким, более того, в процессе дистилляции образуется накипь на стенках испарителя.
Наиболее распространенным способом деминерализации воды является обратный осмос. Этот способ деминерализации воды давно признан высокопрофессиональным. Изначально способ очистки воды методом обратного осмоса был предложен для опреснения морской воды. Однако в последующем выяснилось, что способ деминерализации воды методом обратного осмоса вместе с фильтрацией и ионным обменом способен значительно расширить возможности очистки воды.
Принцип деминерализации воды методом обратного осмоса заключается в том, что вода "проталкивается" через тонкопленочную полупроницаемую мембрану. Поры мембраны настолько малы, что пройти через них может только вода и низкомолекулярные газы, к числу которых относят кислород и углекислый газ. В результате такой обработки все примеси остаются на мембране и в дальнейшем сливаются в дренаж.
По эффективности очистки мембранные системы не имеют конкурентов. Они способны очистить воду на 97-99,99% по любому из видов загрязнений. В результате при применении метода обратного осмоса получается вода дистиллированная или сильно обессоленная. Метод водоподготовки в промышленности путем обратного осмоса имеет свои особенности. Одной из основных таких особенностей является то, что проводить глубокую очистку на мембране можно только той воды, которая прошла предварительную комплексную очистку от песка, ржавчины и прочих аналогичных водонерастворимых взвесей.
Особенно важно, чтобы подготавливаемая к деминерализации вода была очищена от хлора и хлорорганических соединений, способных разрушить материал мембраны.
Как понять, что вода абсолютно деминерализована? Параметры воды после деминерализации должны соответствовать следующим показателям: значение удельного электрического сопротивления должно находиться в пределах 3-18 МоМ*см при температуре водной среды в 20°С; уровень pH должен составлять 6,5-8; содержание кремниевой кислоты - менее 20 мкг/л; полная жесткость - менее 1 ммоль/л.
