Zmiękczanie wody jest dziś dość popularnym i powszechnie rozumianym procesem polegającym na usunięciu z wody węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu powodujących jej „twardość”. Twarda woda wpływa negatywnie na różne urządzenia pracujące w domu z użyciem wody, a więc np. zmywarki czy pralki, ale też działa niekorzystnie na stan czajnika, armatury kuchennej a nawet rur domowych. Skoro jednak twarda woda jest tak szkodliwa dla urządzeń stosowanych w gospodarstwach domowych, nie trudno wyobrazić sobie skalę jej szkodliwości w warunkach przemysłowych. Jak przebiega, na czym polega i dlaczego tak ważny jest proces zmiękczania wody w przemyśle?
Na czym polega twardość wody?
Związki mineralne odpowiedzialne za twardość wody to przede wszystkim jony wapnia, magnezu, żelaza, cynku czy glinu oraz różnego rodzaju chlorki w niej zawarte. Woda twarda objawia się w sposób bardzo charakterystyczny, poprzez osadzanie się kamienia na ściankach urządzeń czy armatury wykorzystujących ją na co dzień. Na potrzeby określenia jej faktycznej twardości stosuje się jednak specjalne pomiary, dzięki którym możliwe jest oszacowanie jej stopnia twardości i rozwiązania, które pozwoli go obniżyć.
Ze względu na to jakie związki są odpowiedzialne za twardość wody wyróżnia się dziś twardość węglanową (Tw) powodowaną przez obecność kwaśnych węglanów wapnia i magnezu, oraz twardość niewęglanową (Ts) powstającą poprzez zawarte w wodzie chlorki, azotany, siarczany, krzemiany i inne rozpuszczalne sole wapnia i magnezu. W badaniach nad twardością wody wyróżnia się też trzeci wariant, tzw. twardość ogólną, będącą sumą powyższych. Sama twardość wody nie jest zanieczyszczeniem szkodliwym dla zdrowia człowieka, a wręcz przeciwnie – obecność soli mineralnych i związków wapnia i magnezu w wodzie przyczynia się często do wzmacniania organizmu. Niestety, tego samego nie można powiedzieć o wszelkiego rodzaju urządzeniach wykorzystujących wodę do pracy.
Najważniejsze metody zmiękczania wody przemysłowej
Zmiękczanie wody w przemyśle polega na częściowym bądź całkowitym usuwaniu zawartych w niej rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu. Możliwości i metod przemysłowego zmiękczania wody jest dziś naprawdę wiele, jednak wśród najpopularniejszych zdecydowanie warto wymienić zmiękczanie termiczne, dekarbonizację, wymianę jonową oraz odwróconą osmozę. Warto przy tym oczywiście pamiętać, że każda z metod gwarantuje nieco inne parametry wody otrzymanej po procesie zmiękczania.
Najczęściej stosowaną w warunkach przemysłowych metodą zmiękczania wody jest wymiana jonowa, w której stosuje się specjalne substancje nierozpuszczalne w wodzie w celu wymiany jonów znajdujących się w roztworze i pozostawiania wody z określonymi parametrami wyjściowymi. To właśnie dzięki zastosowaniu jonitów grupy funkcyjne znajdujące się wewnątrz lub na powierzchni wody dysocjują, wymieniając się z jonami zawartymi w jonicie. Co najważniejsze, złoża takie są w pełni odnawialne, dlatego też uważa się je dziś za najbardziej wydajne i tanie, a jednocześnie najskuteczniejsze rozwiązanie stosowane do zmiękczania wody przemysłowej. Wymiana jonowa jest niezwykle skuteczna ze względu na to, że dobór odpowiedniego jonitu pozwala na bezpośrednią kontrolę parametrów wyjściowych wody i uzyskiwanie twardości odpowiedniej dla danego zastosowania.
Twardość wody w przemyśle
Do celów przemysłowych, a więc we wszelkich fabrykach, na liniach produkcyjnych czy w systemach grzewczych używa się najczęściej wody miękkiej lub nawet bardzo miękkiej. Tu nawet niewielkie ilości jonów wapnia i magnezu mogą powodować powstawanie twardych osadów kamienia, szczególnie w odpowiednich warunkach termicznych dla zachodzenia tego typu procesu występujących np. w ciepłownictwie. Osadzanie się kamienia na ściankach kotłów, rur czy zbiorników powoduje częstsze awarie i większe zapotrzebowanie na regularną konserwację, co oczywiście zawsze wiążę się z dodatkowymi kosztami.
Zmiękczanie wody w przemyśle to jeden z ważniejszych procesów jej uzdatniania, prowadzący do uzyskania jak najbezpieczniejszej dla stanu maszyn, wydajności procesów i zdrowia człowieka wody. Czy to w warunkach laboratoryjnych, w instalacjach grzewczych czy w maszynach wymagających ciągłego dostępu do wody, stosowanie wody twardej może skończyć się poważnymi usterkami i błędami pomiarowymi. Zmiękczanie wody to proces, dzięki któremu wiele przedsiębiorstw funkcjonuje dziś tak sprawnie, eliminując ryzyko uszkodzenia własnych maszyn zanim takie w ogóle się pojawi.