Uzdatnianie wody jest nieodzownym aspektem niemalże każdego przemysłu. Oczywiście w zależności od charakteru prowadzonych procesów przemysłowych, woda powinna spełniać inne wymagania. Co więcej projektowanie stacji uzdatniania wody zależy nie tylko od parametrów wyjściowych, ale również od parametrów wejściowych wody. Woda może być wodą studzienną z własnego ujęcia, wodą miejską lub też w niewielkiej ilości przypadków wodą powierzchniową. Niezależnie od parametrów wody wejściowej, w przypadkach, gdy do procesu przemysłowego wymagana jest woda chemicznie czysta, ostatnim procesem jest proces demineralizacji.
Na czym polega demineralizacja wody?
Ogólnie rzecz biorąc demineralizacja wody polega na usunięciu z wody wszelkich innych cząstek niż H2O. W procesie demineralizacji z wody zostają usunięte sole, minerały oraz wszelkie inne jony obecne naturalnie w wodzie lub znajdujące się w niej na skutek wcześniejszych etapów uzdatniania (jak np. zmiękczanie wody). Po procesie demineralizacji powinniśmy zatem otrzymać produkt będący czystą chemicznie wodą.
Jak przebiega proces demineralizacji dla systemów przemysłowych?
W przemysłowych stacjach uzdatnia wody proces demineralizacji prowadzony jest jako ostatni etap.
W przemysłowym uzdatnianiu wody demineralizacja realizowana jest zasadniczo na trzy sposoby:
- Wymiana jonowa w układzie dwóch kolumn,
- Odwrócona osmoza,
- Elektrodejonizacja – EDI.
Na etapie końcowej obróbki wody jaką jest demineralizacja jedyne zanieczyszczenia stanowią cząsteczki związków chemicznych (kwasy, sole i zasady) występujące w roztworze wodnym w postaci zdysocjowanej, czyli w postaci kationów (+) oraz anionów (-).
W przypadku wymiany jonowej proces ten odbywa się w układzie dwóch kolumn. Jedna z nich wypełniona jest silnie kwasowym kationitem, który pracuje w cyklu wodorowym. Druga natomiast wypełniona zostaje silnie zasadowym anionitem, który z kolei pracuje w cyklu wodorotlenowym. Wymiana jonowa polega na wymianie kationów na wodór (H+), natomiast anionów na grupę wodorotlenową (OH-). Proces ten zachodzi w równoważnych ilościach i jest odwracalny. Możliwe jest również prowadzenie procesu w jednej kolumnie ze złożem mieszanym (tzw. mixbed)
W przypadku odwróconej osmozy wykorzystuje się procesy membranowe pozwalające na oddzielenie zanieczyszczeń rozpuszczalnych i koloidalnych (0,1 – 0,001 µm) znajdujących się w wodzie. Podstawą procesu jest zjawisko osmozy polegające na transporcie rozpuszczalnika (wody) przez membranę półprzepuszczalną, tzn. przepuszczalną dla rozpuszczalnika, a nieprzepuszczalną dla substancji rozpuszczonych (soli). W przypadku odwróconej osmozy wykorzystujemy zjawisko odwrotne tzn. kierujemy na membranę osmotyczną wodę pod wysokim ciśnieniem co powoduje przepływ wody w kierunku odwrotnym do naturalnego. W efekcie po drugiej stronie membrany znajduje się praktycznie czysta woda pozbawiona wszelkich związków rozpuszczonych (Permeat). Po stronie pierwotnej zostaje koncentrat, który z reguły kierowany jest do kanalizacji lub ponownego wykorzystania.
Trzecią i jednocześnie najbardziej zaawansowaną technologią jest elektrodejonizacja nazywana w skrócie EDI. Pod względem technologicznym elektrodejonizacja wody stanowi kombinację dwóch wcześniej znanych metod uzdatniania: elektrodializy (ED) oraz demineralizacji na złożach jonitowych (DI).
Demineralizacja wody – jakie ma znaczenie?
Zastosowanie układu mieszanego pozwala na wyeliminowanie niekorzystnych zjawisk towarzyszących każdej z tych metod indywidualnie. W przypadku elektrodializy jest to dość wysokie zużycie energii elektrycznej oraz niska jakość produktu końcowego, dlatego też metoda ta samodzielnie nie jest dziś stosowana. W przypadku klasycznej demineralizacji jonitowej cykliczność procesu, zużycie reagentów chemicznych oraz powstawanie ścieków. EDI pozwala na uzyskiwanie wody zdemineralizowanej o stałych, bardzo wysokich parametrach jakościowych w procesie ciągłym, z mniejszym zużyciem środków chemicznych i przy stosunkowo niewysokim zużyciu energii elektrycznej.
Potrzebujesz pomocy w przygotowaniu procesu demineralizacji wody? Skontaktuj się z nami!
Kontakt