Na – катионитовое умягчение воды. Как узнать работает установка или нет?

Если у Вас дома стоит умягчитель воды или Вам приходится работать с Na – катионитовым умягчением воды, а сделать химический анализ на жесткость не представляется возможным, то существует простой способ выяснить работает ли установка умягчения или нет.

Для этого необходимо в процессе работы установки умягчения произвести замеры электропроводности исходной и умягченной воды. В подавляющем большинстве случаев для пресной воды значение электропроводности умягченной воды всегда будет больше значения исходной воды.

Немного теории.

В процессе Na – катионитового умягчения воды в фильтре происходит замещение многовалентных ионов, содержащихся в исходной воде на одновалентный ион натрия содержащийся на ионообменной смоле. Многовалентные ионы исходной воды это и есть ионы жесткости – кальций и магний.

Таким образом количество ионов в воде не меняется, но меняется их тип. При этом один ион натрия может перенести больше электрического заряда, чем один ион кальция или магния в присутствии сульфатов. Соответственно, умягченная вода почти всегда имеет большую удельную электрическую проводимость по сравнению с исходной не умягченной водой.  Только в случае отсутствия ионов сульфата в воде (что практически исключено для природной воды) умягченная вода будет иметь меньшую электропроводность чем исходная вода.

Примерная последовательность действий при измерении электропроводности воды должна быть следующая:

  1. Необходимо убедиться, что установка умягчения находится в работе
  2. Взять два чистых стакана. В один стакан отобрать пробу исходной воды, в другой умягченной воды
  3. Произвести измерение значения электропроводности исходной затем умягченной воды. В процессе измерения необходимо добиться стабилизации показаний электропроводности. Чем сильнее температура воды отличается от 25 0С, тем дольше будет происходить стабилизация показания электропроводности. В каждой пробе необходимо удерживать датчик электропроводности не менее 5 мин.
  4. Записать показания значения электропроводности исходной и умягченной воды.

В результате измерений мы получаем два значения электропроводности. Если значение электропроводности умягченной воды больше чем исходной воды значить умягчение воды производится.

Но возникает вопрос, на сколько полноценно производится умягчение исходной воды?

Для ответа на этот вопрос необходимо понять, как работает установка умягчения. На рисунке 1 представлена зависимость жесткости умягченной воды от количества воды прошедшей через фильтр умягчения. Как видно из графика большую часть времени установка производит умягченную воду жесткостью не более 0,5 мг-экв/л. В этом случае электропроводность умягченной воды будет меняться незначительно и только под конец фильтроцикла электропроводность исходной воды резко возрастет и приблизится к электропроводности исходной воды.  Зависимость жесткости умягченной воды от электропроводности представлена на рисунке 2.

Рисунок 1

Рисунок 2

Таким образом необходимо производить замеры электропроводности умягченной воды несколько раз через определенные промежутки времени для того что бы убедится, что ее значение находится примерно на одном уровне. Как только значение электропроводности умягченной воды начинает расти и становится равно значению электропроводности исходной воды это говорит о том, что установку умягчения воды необходимо регенерировать раствором поваренной соли.

Необходимо отметить, что данный способ контроля возможен только при относительно стабильном ионном составе исходной воды. Иными словами, источник водоснабжения должен быть один. Если в качестве источника водоснабжения используется емкость, в которой постоянно смешиваются, к примеру, речная и артезианская вода в различных пропорциях, то использовать данный способ контроля будет затруднительно. Хотя в данном случае вообще непонятно на какой фильтроцикл настраивать установку умягчения.

Несколько слов о приборе для измерения электропроводности воды – кондуктометре.

Для нашей цели достаточно самого простого карманного кондуктометра.

Рекомендую покупать кондуктометры, которые показывают измеренную величину в μS/cm. Если кондуктометр показывает измеренную величину в мг/л, то такой кондуктометр называют солемером. Если показания в μS/cm являются относительно точными показаниями, определяющими электропроводность воды данного ионного состава, то показания в мг/л являются неточными. Показания в мг/л получают путем умножения показаний в μS/cm на переводной коэффициент. Вода с разным ионным составом имеет разный переводной коэффициент. При этом практически все кондуктометры имеют переводной коэффициент 0,5, что предполагает наличие в воде только NaCl.

Для определения переводного коэффициента для конкретного ионного состава воды можно воспользоваться этой статьей — https://tiwater.info/the-influence-of-ion-composition-of-water-on-its-electrical-conductivity/

Практика показывает, что кондуктометр должен стоить более 2000 рублей. Может конечно повезти и с более дешевым, но вероятность этого невелика.

Диапазон измерения кондуктометра должен составлять от 0 до 1999 μS/cm. Некоторые кондуктометры могут быть двух диапазонными. Но указанный выше диапазон должен присутствовать в кондуктометре обязательно. Цена деления должна быть не более 1 μS/cm.

Если ваша вода солоноватая и имеет значение электропроводности более 2000 μS/cm необходимо вообще рассмотреть целесообразность умягчения такой воды. Такая вода не является питьевой и требует применения технологий водоподготовки уменьшающих количество солей в воде. Тем не менее в данном случае можно использовать кондуктометры с более высоким диапазоном измерения.

Если вы будете измерять электропроводность исходной и умягченной воды двумя разными кондуктометрами, то учитывая погрешности приборов вы можете получить неправильный результат.

Для исключения погрешности измерения необходимо использовать только один кондуктометр для измерения и исходной и умягченной воды.

Более подробное описание технологии контроля установки Na – катионирования воды представлено в статье — https://tiwater.info/the-method-of-controlling-the-process-of-ion-exchange-water-softening/

В настоящее время данная автоматизированная система контроля процесса умягчения воды внедрена на нескольких паровых котельных.

Надеюсь данная информация будет полезной.

Top