Деминерализованная вода. Деминерализованная вода (Aqua demineralisata). НД на методы исследования

Деминерализованная вода – это жидкость, в составе которой отсутствуют практически все виды солей. Чаще всего она применяется для обеспечения эффективной и нормальной работы различных установок и систем.

Любая вода, независимо от происхождения её источника – поверхностного или подземного – содержит в своём составе минеральные примеси.

Для некоторых технологических процессов, которые применяются в различных видах производства, требуется деминерализованная вода.

Что это такое и что она собой представляет? Её получают в результате деминерализации, суть которой в удалении солей магния и кальция.

Деминерализованная вода в последнее время всё чаще используется вместо дистиллированной. Объясняется это тем, что электрические дистилляторы подвержены частым поломкам. Большое количество солей в первоначальной жидкости приводит к тому, что на стенках испарителя образуется накипь, существенно ухудшающая качество воды.

Чтобы обессолить воду, используют разные устройства. Суть их работы состоит в нейтрализации солей, которые проходят сквозь ионно-обменные смолы. Главной деталью любого устройства такого вида считаются колонки, внутри которых находятся аниониты и катиониты.

Активность вторых зависит от наличия сульфоновой или карбоксильной групп, которые могут совершать обмен ионов Н+ на ионы щелочноземельных, а также щелочных металлов. Что касается анионитов, то в обмен на гидроксильные группы ОН они получают анионы. Конструкция установок имеет специальные резервуары для кислотных и щелочных растворов, а также дистиллированной воды.

Виды деминерализации

Результатом использования жесткой воды очень часто являются накипь, которую можно обнаружить на поверхности нагревательных элементов, и известковый налёт в местах непосредственного контакта. Это приводит к тому, что сантехника изнашивается очень быстро, а трубы, водонагреватели и их детали в короткие сроки приходят в негодность. Для обессоливания воды можно использовать следующие методы:

Выпаривание воды, после которого осуществляется концентрация пара. Эта технология считается достаточно энергоёмкой. Помимо этого, во время работы на испарителе происходит образование накипи.
Суть электродиализа в способности перемещения ионов в воде под действием напряжения, создаваемого электрическим полем. При этом сквозь ионоселективные мембраны проходят анионы или катионы. Помимо этого, в пространстве, которое ограничивают эти мембраны, концентрация солей снижается.
Для профессионального очищения предпочтительнее всего считается использование обратного осмоса. Раньше при помощи этого метода проводилось опреснение морское воды. В сочетании с ионным обменом и фильтрацией такой способ намного увеличивает возможности очищения воды. Суть процесса в том, что при помощи тонкоплёночной полупроницаемой мембраны с мельчайшими порами, размеры которых практически такие же, как и у молекулы воды, под давлением жидкость, а также углекислый газ и водород просачиваются внутрь. При этом примеси, которые остаются на мембране, попадают в дренаж.

Сфера использования деминерализованной воды

На сегодняшний день глубоко обессоленная вода нашла свое широкое применение. Очень часто её стали использовать в тепло- и электроэнергетике. Также полностью деминерализованную воду постоянно используют предприятия, занимающиеся металлообработкой.

Многие промышленные нефтегазовые объединения осуществляют свою деятельность исключительно с применением воды, которую предварительно подвергают обессоливанию. Глубокая водоочистка от солей осуществляется также для медицинских целей, в фармацевтической и пищевой промышленности: с ее использованием производятся различные лекарственные препараты, инъекционная вода, безалкогольные напитки и многие качественные продукты питания.

Жесткость воды и деминерализация: Видео

Вода – это жизнь. Все мы с детства знаем, что наш организм практически целиком состоит из воды. Мы пьем много воды, чтобы быть здоровыми, и всегда стараемся пить только чистую, безопасную воду. Но почему же тогда вода глубокой очистки вредна для организма ? Что такое деминерализованная вода и зачем она нужна?

Вода глубокой очистки

Деминерализованная или деионизированая вода – это вода глубокой очистки, в которой понижено содержание солей. От дистиллированной ее отличает, то, что неэлектролиты в ней присутствуют.

На сегодняшний день существует множество способов получения деионизированной воды. Для разных нужд необходима вода более или менее глубокой очистки, поэтому разные методы применяются для разных целей.

Выпаривание

Суть метода заключается в том, что загрязнённая вода выпаривается. При этом примеси остаются , а чистая вода конденсируется. Этот метод очень энергетически затратен, но позволяет удалить и неэлектролитические примеси.

Электролиз

Способ отчистки воды под действием электрического поля. Поле действует на свободные ионы, растворенные в воде, и притягивает их, а вода становится чище.

Обратный осмос

Принцип очистки заключается в том, что воду под большим давлением пропускают через полупроницаемую мембрану , мельчайшие поры которой, пропускают молекулы воды, но задерживают примеси. Этот метод в сочетании с остальными позволяет получить бидистиллированную воду, которая считается самой чистой на сегодняшний день.

Области применения

В любой воде содержатся минеральные соли , мы даже часто покупаем специальную минеральную воду с повышенным содержанием некоторых солей.

Но мы также знаем, что жесткая вода или вода с повышенным содержанием солей калия и кальция, малопригодна для бытовых нужд. При стирке она образует осадок, который выводит из строя стиральные машины, а на чайнике появляется в виде накипи.

Но если для быта нам необходимо лишь слегка уменьшить содержание солей, то для фармакологической и пищевой промышленности. Такая вода необходима на нефтехимических предприятиях и производствах, занимающихся обработкой металлов.

Еще одна группа, использующая деминерализованную воду – автомобилисты . Они доливают воду глубокой отчистки в антифриз. В охлаждающей жидкости содержится вода, но при смене погоды она может испаряться. Так же такая вода необходима для работы омывателя стекол

Лишь обессоленная вода может являться диэлектриком, так как ионы солей в растворе способны проводить электричество. Это открывает еще одно поле использования: в научно-исследовательских целях. Деминерализованная вода нашла свое применения в области энергетики .

Последнее время деионизированная вода более популярна, чем дистиллированная. Устройства для дистилляции быстрее изнашиваются из-за наличия солей в жидкости, в то время как деминерализация менее затратна.

Вред от потребления обессоленной воды

Если деминерализованная вода полезна для приборов и машин, то влияние на человека не так однозначно. Вода глубокой отчистки способна вымывать из организма соли, порой это бывает необходимо. Например, доказано положительное влияние умеренного потребления обессоленной воды при:

обнаружении отложений в печени;
нарушении работы почек;
диабете;
аллергии;
интоксикации и отравлениях.

Помимо вредных примесей в воде присутствуют также и полезные, но вода глубокой очистки лишена любых примесей, как часто выражаются врачи: это «мертвая» вода .

Некоторые примеси необходимы для нормальной работы организма, но деионизированная вода не содержит этих примесей и не поддерживает реакции. К тому же такая вода невкусная, она абсолютно пресная и не устраняет чувство жажды.

Регулярное употребление воды глубокой отчистки в пищу может привести к разрушению слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Это показывают эксперименты на крысах.

Однозначно доказано пагубное влияние на процесс обмена минеральными веществами при употреблении обессоленной воды. Эта вода вымывает минеральные вещества из биологических жидкостей. Что влияет на гормональный фон и производство красных кровяных телец. В то же время, увеличивается выделение воды из организма.

При частом употреблении слабо минеральной воды уменьшается концентрация кальция и магния в организме. Кальций является строительным веществом многих костей и тканей организма, а магний необходим для протекания более чем трехсот биологических процессов.

Также было доказано, что при регулярном потреблении деминерализованной воды возрастает поступление токсичных металлов . «Мертвая» вода обладает слабыми защитными свойствами.

В последнее десятилетие значительно развилась техника деминерализации воды с помощью ионообменных смол (иониты). Ионообменные смолы делятся на две группы: 1) катиониты, представляющие собой смолы с кислой, карбоксильной или сульфоновой группой, обладающие способностью обменивать ионы водорода на ионы щелочных и щелочноземельных металлов; 2) аниониты - чаще всего продукты полимеризации аминов с формальдегидом, обменивающие свои гидроксильные группы на анионы.

Деминерализация воды проводится в специальных аппаратах-колонках, причем в принципе можно или пропускать воду вначале через колонку с катионитом, а затем с анионитом или в обратном порядке (так называемая конвенкционная система), или пропускать воду через одну колонку, содержащую одновременно и катионит, и анионит (смешанная колонка).

Приводим описание одной из отечественных промышленных обессоливающих установок производительностью 10 т/ч, работающей по схеме: механические фильтры - Н-катионирование - декарбонизация - ОН-анионирование (рис.79).

Вода из городского водопровода при помощи насосов / поступает в механический блок, состоящий из двух фильтров, загружаемых суль-фоуглем. Вода проходит фильтр сверху вниз и поступает на Н-катио-нирование 2. Эксплуатация механического фильтра предусматривает взрыхление (один раз в 3 дня), которое необходимо для предотвращения слеживания сульфоугля и вымывания грязи, образующейся за счет истирания сульфоугля. Взрыхление производят током воды снизу. Схемой предусмотрена также подача водопроводной воды на катиони-рование, минуя механические фильтры. Н-катионитовый блок состоит из трех фильтров и декарбонизатора 3, установленного после них. Ка-тионитовые фильтры загружаются смолой КУ-1, получаемой конденсацией фенолсульфокислоты и формальдегида, которая способна при определенных условиях поглощать из водных растворов различные катионы. Катионит КУ-1, как и остальные катиониты, характеризуется неодинаковой способностью к поглощению различных катионов.

Для большинства катионитов распределение активности поглощения различных катионов и соответствующая им емкость поглощения могут быть представлены следующим рядом:

Процесс катионного обмена протекает по схеме:

где К - органический анион катионита.

В дальнейшем в связи с различной способностью к обмену отдельных катионов ион натрия, обладающий наименьшей величиной подвижности, первым начнет вытесняться в фильтрат более подвижными катионами кальция и магния. Уменьшение в катионите количества водородных ионов, способных к обмену, повлечет за собой уменьшение кислотности на эквивалентную величину и увеличение в фильтрате ионов натрия.

Н-катионитовый фильтр представляет собой цилиндрический аппарат, снабженный верхним и нижним днищами, присоединенными к корпусу при помощи болтов. Поверхность фильтров гуммирована. На дно фильтра загружается кварцевый песок высотой слоя 300 мм, затем катионит высотой слоя 3 м. Наряду с кварцевым песком фильтру придаются верхние и нижние дренажные устройства, которые предотвращают вынос катионитовой смолы при эксплуатации фильтра.

Дренажные устройства состоят из гуммированных дисков, в которых на резьбе укреплены щелевые колпачки. Помимо сказанного, дренажные устройства предназначены для равномерного распределения по всей площади поперечного сечения фильтра проходящей через него воды как при катионировании, так и при взрыхлении и отмывке. Эксплуатация фильтра заключается в периодическом осуществлении четырех операций: 1) Н-катионирования; 2) взрыхления; 3) регенерации; 4) отмывки. Взрыхление катионита производят для устранения уплотнения, удаления грязи, нанесенной водой и раствором кислоты, и мелочи, образующейся за счет истирания катионита. Взрыхление производится исходной водой.

Регенерация Н-катионитовых фильтров производится 5% раствором хлористоводородной кислоты, приготовляемой в специальной емкости-

реакторе 10 с мешалкой 12. На приготовление раствора используется исходная вода; концентрированная хлористоводородная кислота подается из мерника 9, куда с помощью сжатого воздуха попадает из бака-хранилища 8. Приготовленный для регенерации раствор кислоты сохраняется в сборнике 11. Кислота после регенерации сбрасывается через слой мраморной крошки в канализацию.

После пропуска через фильтр необходимого количества кислоты сразу же производят отмывку фильтра исходной водой. Н-катиониро-ванная вода после разложения карбонатной жесткости содержит большое количество свободной углекислоты, которая удаляется в декарбо-низаторе 3 за счет десорбции, вследствие создания над поверхностью воды с помощью вентилятора 4 низкого парциального давления С0 2 . Десорбция возрастает с увеличением температуры среды, так как при этом снижается растворимость газа в воде. Декарбонизованная вода собирается в баке 5, откуда насосом 6 подается в анионитовый блок

Анионитовые фильтры загружены смолой ЭДЭ-10п, полученной конденсацией полиэтиленполиамидов и эпихлоргидрина, способной поглощать при определенных условиях различные анионы из водных растворов. ЭДЭ-10п, как и остальные аниониты, характеризуется неодинаковой способностью к поглощению различных анионов. Аниониты делятся на две группы: слабоосновные и сильноосновные. Слабоосновные аниониты способны поглощать анионы сильных кислот (SO 4 -2 CI - , NO 3 -), а анионы слабых кислот (HCO 3 - , HSiO 3 - др.) не удерживают их. Сильноосновные аниониты извлекают из водных растворов анионы как сильных, так и слабых кислот. Процесс анионного обмена протекает по схеме:

где А - органический катион анионита.

Анионитовый блок состоит из трех фильтров диаметром 800 мм и высотой 3,5 м. Устроены анионитовые фильтры аналогично катионито-вым. Эксплуатация анионитового фильтра заключается в периодическом осуществлении тех же четырех операций: 1) анионирования; 2) взрыхления; 3) регенерации; 4) отмывки.

Взрыхление анионитовых фильтров производится декарбонизирован-ной водой 5. Регенерация ОН-анионитовых фильтров осуществляется 3-4% раствором щелочи. Для приготовления регенерационного раствора щелочи необходимое количество концентрированного раствора, получаемого из твердого NaOH на обессоленной воде в реакторе с мешалкой 13, подается через мерник 14 в баки 15, куда для разбавления подведена обессоленная вода. Регенерационный раствор из баков 15 подается затем сжатым воздухом на фильтр 16 и далее на ОН-аниони-товый фильтр. Отмывка предназначена для удаления из фильтра избытка регенерационного раствора и продуктов регенерации и проводится де-карбонизированной водой. Отмывочные воды сбрасываются. С помощью ионитов можно получать деминерализованную воду, по своим качествам соответствующую фармакопейным нормам. В ряде случаев полезно сочетать деминерализацию воды с ее дистилляцией (для инъекционных растворов).

Деминерализованная вода, формула – Н20 (м = 18 г/моль) – простейшее устойчивое соединение водорода с кислородом, жидкость без запаха, вкуса и цвета. Некоторые параметры, характеризующие свойства воды при атмосферном давлении:

Температура кипения, °С.100

Температура плавления, °С.0

Температура критическая, °С.374,15

Давление критическое, МПа 22,06

Плотность жидкости при 20ºС, г/см3 0,998

Теплопроводность, МВт/(м К):

жидкости при 273 К.561

жидкости при 318 К.645

Диэлектрическая проницаемость:

жидкости при 25°С.78,3

Показатель преломления:

жидкости при 20°С.1,3333

пара при 0°С и 0,1 МПа 1,000252

Температурный коэффициент объёмного расширения, °С:

жидкости при 0ºС –3,4 10–5

жидкости при 10°С 9 10–5

жидкости при 20°С 2,0 10–5

Плавление льда при атмосферном давлении сопровождается уменьшением объёма на 9%. Температурный коэффициент объёмного расширения льда и жидкой воды отрицателен при температурах соответственно ниже –210°С и 3,98°С. Теплоёмкость Ср° при плавлении возрастает почти в двое и в интервале 0 – 100°С почти не зависит от температуры (имеется минимум при температуре 35°С). Минимум изотермической сжимаемости 144,9 10–11 Па–1, наблюдаемый при 46°С, выражен довольно чётко. При низких давлениях и температурах до 30°С вязкость воды с ростом давления падает. Высокая диэлектрическая проницаемость и дипольный момент воды определяют её хорошую растворяющую способность по отношению к полярным и ионогенным веществам.

Химические свойства:

При обычных условиях с водой взаимодействует до половины растворённого в ней хлора и значительно меньше количества брома и йода. При повышенных температурах хлор и бром разлагают воду с образованием водорода и кислорода. При проникновении паров воды через раскалённый уголь она разлагается и образуется так называемый водяной газ:

Н2О + С СО + Н2

При повышенной температуре в присутствии катализатора вода реагирует с СО, СН4 другими углеводородами, например:

Н2О + СН4СО + 3Н2 (катализатор Ni или Сo)

Эти реакции используют для промышленного получения водорода. Фосфор при нагревании с водой под давлением в присутствии катализатора окисляется в метафосфорную кислоту.

Вода взаимодействует со многими металлами с образованием водорода и соответствующего гидроксида, со щелочными и щелочноземельными металлами (кроме магния). Эта реакция протекает уже при комнатной температуре:

2Na + 2H2О2NaOH + H2

Характеристика кобальта
Кобальт (лат. Cobaltum), Со, Название металла произошло от немецкого Kobold - домовой, гном. Соединения кобальта были известны и применялись в глубокой древности. Сохранился египетский с...

Классификация и взаимосвязь неорганических веществ
Классификация неорганических веществ базируется на химическом составе – наиболее простой и постоянной во времени характеристике. Химический состав вещества показывает, какие элементы присутствуют в...

Марказит
Название происходит от арабского "marcasitae", которым алхимики обозначали соединения серы, в том числе и пирит. Другое название - "лучистый колчедан". Спектропиритом назван за...

Деминерализованная вода – это очищенная разновидность воды, в которой почти не содержатся сторонние включения, а также примеси.

Вода деминерализованная: что это такое?

Деминерализованная жидкость получается за счет перегонки в специальном устройстве (оно представляется под видом современного варианта дистиллятора) и отличается тем, что в ней не присутствуют почти все существующие разновидности солей. Зачастую она используется для правильного и результативного функционирования разнообразных систем, а также установок.

Любые виды жидкости, вне зависимости от источника получения, в своем составе часто содержат всевозможные варианты минеральных и остальных веществ. Зачастую это не представляет проблемы. Но иногда в определенных технологических процедурах на производстве важно применение именно деминерализованной воды. Но что под ней подразумевается? Вода этого вида получается за счет осуществления такого процесса, как деминерализация, который способствует удалению из жидкости кальция, а также самого магния.

В нынешнее время такая жидкость применяется вместо обычного дистиллированного варианта. Первоначально объяснить все это можно именно тем, что современные электроустановки для очищения часто подвергаются существенным неисправностям. Огромная численность солевого вещества ведет к тому, что на стенках устройства формируется накипь, которая в значительной степени ухудшается качественность жидкости.

Для непосредственного обессоливания жидкости применяется наиболее разнообразное оборудование. Основным элементом здесь принято считать колонки, где располагаются катиониты, а также аниониты. Активность первого элемента напрямую зависит от присутствия карбоксильной, а также сульфоновой группы минералов. Что же касается второго элемента, то при обмене получаются анионы. Сама конструкция оборудования обладает определенного вида резервуарами, предназначающимися для дистиллированной воды, а также щелочного раствора.

В нынешнее время могут применяться наиболее разнообразные виды деминерализации (или обессоливания). Следствием применения жесткой воды принято считать формирование накипи. Ее можно увидеть на поверхности, предназначающейся для нагревания. Дополнительно налет может присутствовать и в местах соприкосновения или контакта. Все это ведет к тому, что сантехническое оборудование слишком быстро изнашивается, а отдельные элементы и трубы в кратчайшее время приходят, как говорится, в негодность. Поэтому очень остро стоит вопрос возможности удаления солей из воды.

Чтобы быстро обессолить воду, допускается применение следующих способов:

Выпаривание жидкости, в результате чего выполняется концентрация пара. Подобную технологию принято считать весьма энергоемкой. Дополнительно в период работы на испарителе происходит формирование накипи.

Электролиз. Сама суть процедуры заключается в перемещении ионов в жидкости под воздействием напряжения, которое создается электрическим током. Одновременно с этим сквозь сами мембраны осуществляется прохождение катионов, а также ионов. А вот в самом пространстве уменьшается концентрация солей.

Для высокопрофессионального очищения лучше отдать предпочтение применению обратного осмоса. Некоторое время назад с использованием этого способа производилось опреснение морской воды. С дополнительным применением фильтрации, а также ионного обмена, подобная методика в значительной степени повышает возможности очищения. Сама суть процедуры заключается именно в использовании полупроницаемой тонкопленочной мембраны с наличием мельчайших пор, под соответствующим давлением, жидкость, водород и углекислый газ проникают внутрь. А вот имеющиеся здесь примеси отправляются в дренаж.

В интернете достаточно много информации по этому поводу, вы можете подробно изучить как процесс подготовки воды, так и устройство и разновидности систем фильтрации. Например, на этом сайте вы можете найти разные фильтры для обессоливания воды http://hydro.systems/ustanovki-dlya-obessolivaniya/ .

Что еще нужно знать о такой воде?

Что такое деминерализованная вода? Это достаточно популярный в последнее время вопрос. Жидкость этого вида пользуется огромнейшей популярностью. Сфера ее применения является достаточно широкой. Достаточно часто она применяется в тепло-, а также электроэнергетике. Полностью очищенная вода применяется и на предприятиях, которые занимаются обработкой металлов.

Большая часть промышленного варианта нефтегазовых организаций собственную деятельность осуществляют только с использованием воды, которая предварительно подвергалась такой процедуре, как обессоливание. Глубочайшая очистка осуществляется для пищевой, фармацевтической, а также медицинской отрасли. С применением такой воды выполняется производство разнообразных лекарственных средств, безалкогольных напитков и остальных видов продукции, в том числе и высококачественных продуктов питания.

В последнее время деминерализованная вода пользуется значительно большей популярностью, если брать в сравнении с дистиллированной жидкостью. Первоначально это связано именно с тем, что электрическое оборудование для дистилляции зачастую слишком быстро приходит в негодность. Огромная численность солей ведет к формированию накипи, что в значительной степени ухудшает условия самой дистилляции, и приводит к уменьшению качественности воды.

Чтобы обессолить воду используются наиболее разнообразные установки. Главный принцип их функционирования заключается именно в том, что жидкость освобождается от присутствующей в составе соли во время прохождения сквозь ионно-обменные смолы. Большая часть подобной разновидности устройств представляется под видом колонки, которая заполняется анионитами, а также катионитами. Дополнительно здесь присутствуют и специальные емкости, которые предназначаются, как для воды и щелочи, так и для кислоты.

Вода, предназначающаяся для электролитов, представляется под видом жидкости, полностью очищенной от нежелательных компонентов и вредных примесей. Зачастую применяется мембранный метод очистки. Вода этого вида применяется в современной промышленности для функционирования разнообразного оборудования и установок, где необходимо применение только действительно чистой жидкости. Она подвергается многоступенчатой процедуре очистки. Поэтому в качестве можно даже не сомневаться. В противоположной ситуации даже небольшая численность солей вызовет выход из строя оборудования.