Dedurizarea este procesul care permite eliminarea calciului si a magneziului din apa. Aceste doua elemente, impreuna cu prezenta bicarbonatilor, sunt principala cauza a depunerilor in interiorul instalatiilor termice sau casnice (sisteme de incalzire, masini de calcat, de spalat etc.). De asemenea pot produce probleme mari si in procesele industriale.
Procesul de dedurizare se realizeaza in mod normal prin trecerea apei prin straturi de rasini de schimb ionic (mase cationice). Rasinile continute in coloane schimba ionii de sodiu (Na+) cu care acestea sunt incarcate cu ionii de calciu si magneziu (Ca++ si Mg++) din apa de tratat. Cand rasinile sunt “epuizate”, ele sunt pline de calciu si magneziu (Ca++ si Mg++) in timp ce continutul de ioni de sodiu (Na+), necesari pentru schimb, este sarac. Aceasta duce la necesitatea regenerarii rasinilor.
Apa prelevata din panzele freatice sau din izvoare contine substante dizolvate de tot felul.
Dintre acestea, prezenta bicarbonatilor de calciu si magneziu, in functie de concentratia lor si de destinatia apei, poate da nastere unor inconveniente serioase.
In apa, bicarbonatii de calciu si magneziu (substante solubile) sunt in echilibru cu carbonatii de calciu si magneziu si cu bioxidul de carbon. Cresterea temperaturii apei provoaca eliberarea unei parti din bioxidul de carbon (care, fiind un gaz, este din ce in ce mai putin solubil pe masura ce creste temperatura), avand drept consecinta pierderea echilibrului anterior. Pentru a-l restabili, are loc o reactia chimica de producere de bioxid de carbon, transformand in acelasi timp bicarbonatii de calciu si magneziu in carbonati de calciu si magneziu, substante putin solubile si care tind sa se precipite formand depunerile numite “calcar” sau “piatra”.
Principii de functionare a echipamentelor de tratare a apei NOBEL
Regenerarea inseamna refacerea incarcaturii de ioni de sodiu (Na+) a masei cationice; acestia se gasesc in clorura de sodiu (NaCl), cunoscuta si drept sare de bucatarie. In timpul regenerarii are loc un schimb invers intre ionii de sodiu (Na+) si cei de calciu si magneziu (Ca++ si Mg++) acumulati, care sunt eliminati prin racordul de golire. Statiile de dedurizare NOBEL prepara automat saramura din sarea (NaCl) introdusa in rezervorul respectiv sub forma de granule sau tablete.
Gama dedurizatoarelor NOBEL este adecvata tratarii apei atat in aplicatiile casnice cat si in aplicatiile industriale. Toate materialele din care sunt realizate aceste echipamente, inclusiv rasinile, sunt adecvate contactului cu apa potabila si nu influenteaza negativ gradul de potabilitate al apei.
Gama de modele include statiile AS, cu debite de la 1 la 20 mc/h si capacitati ciclice de la 90 la 4300 mc x °Fr (cu coloanele in care se afla masa cationica realizate din rasini poliesterice armate cu fibra de sticla) si statiile AM, cu debite de la 5,5 la 60 mc/h si capacitati ciclice de la 900 la 7200 mc x °Fr (cu coloanele in care se afla masa cationica realizate din otel carbon acoperit la interior cu rasini epoxi de grad alimentar). Functionarea sistemelor este controlata de un programator automat ce comanda regenerarea rasinilor “epuizate” in functie de timp, de volumul de apa tratata sau timp volum.
Statiile de dedurizare NOBEL pot fi echipate optional cu dispozitive automate de dezinfectare a masei cationice in timpul regenerarii.
Filtre pentru eliminarea nitratilor
Deosebit de daunatori pentru sanatate, nitratii din apa se elimina prin acelasi procedeu descris mai sus, respectiv schimbul ionic. Se utilizeaza o rasina de schimb ionic diferita ca si compozitie chimica de cea pentru dedurizare, dar metoda de regenerare este practic aceeasi, prin preluarea ionilor de sodiu din saramura in vederea refacerii capacitatii de schimb a masei cationice.
Filtre cu nisip cuartos
Filtrarea printr-un strat de nisip este un proces mecanic ce permite inlaturarea particulelor solide (de dimensiuni mici) din apa.
Cu cat viteza debitului de apa prin patul filtrant este mai mica cu atat procesul de filtrare este mai bun.
In timpul procesului, pe masura ce stratul filtrant retine mai multe suspensii solide, filtrarea devine tot mai buna datorita faptului ca particulele astfel retinute vor juca acelasi rol ca si stratul filtrant. Datorita acestui fapt pierderea de sarcina in interiorul filtrului creste.
Pierderea de sarcina maxima admisa la filtrele NOBEL este de 1 bar (100 kPa), dupa care este necesara spalarea inversa a stratului filtrant.
Rolul spalarii inverse este de a reface eficienta patului filtrant, inlaturand particulele solide retinute in timpul functionarii, ea realizandu-se cu ajutorul unui debit stabilit de apa ce strabate stratul filtrant.
Filtrele cu nisip cuartos NOBEL sunt produse in doua game: FCV/T, cu coloana in care se afla straturile de nisip cuartos de diferite granulatii realizata din rasini poliesterice armate cu fibra de sticla si FC/D, cu coloana in care nisipul cuartos realizata din otel carbon acoperit la interior cu rasini epoxi de grad alimentar. Debitele acopera domeniul 1 – 80 mc/h.
Functionarea sistemelor este controlata de un programator automat ce permite stabilirea zilei si a orei de regenerare (spalare inversa). Exista, pentru modelele FC/D, si posibilitatea adoptarii unui dispozitiv special care sa comande spalarea inversa la o atingerea unei pierderi de presiune prestabilite pe filtru.
Pentru o buna functionare a filtrelor, spalarea inversa trebuie realizata inainte ca pierderea de sarcina sa atinga valoarea de 1 bar (100 kPa). De aceea se recomanda ca stabilirea regenerarii sa se faca pentru o cadere de presiune de 0,6 – 0,7 bar (60 – 70 kPa).
Filtre cu carbune activ
Filtrarea printr-un strat de carbune activ este procesul ce permite inlaturarea clorului precum si a materiilor organice si mirosurilor neplacute din apa.
Ca si la filtrele cu nisip cuartos, cu cat viteza debitului de apa prin patul filtrant este mai mica cu atat procesul de filtrare este mai bun.
Filtrele NOBEL din seria FACV/T – FAC/D sunt proiectate si dimensionate pentru inlaturarea clorului. Durata de viata a carbonului activ folosit la declorinare este foarte lunga; functioneaza ca un reductor chimic de clor in cloruri ionice.
Actiunea carbunelui activ nu este selectiva in indepartarea substantelor continute in apa si care traverseaza patul filtrant: astfel, el indeparteaza si materiile organice continute eventual de apa. De aceea, stratul filtrant poate fi epuizat sau colmatat de catre substantele retinute din apa, chiar daca scopul tratarii nu a fost acela de inlaturare a acestor substante, ci numai de declorinare.
Chiar mai mult, patul filtrant poate elibera o parte din substantele retinute anterior intr-o concentratie mai mare decat inainte.
Intrucat este imposibil de prevazut epuizarea patului de carbune activ sau de monitorizat epuizarea insasi, cu instrumentatia curenta, utilizarea unui filtru cu carbune activ trebuie strict evitata fara tratamente anterioare ca filtrare cu nisip cuartos, clorinare, etc.
Patul de carbune activ poate functiona si ca un filtru mecanic la fel ca stratul de nisip cuartos. Aceasta functionare trebuie evitata, intrucat se poate intampla ca pierderea de sarcina a stratului de carbune activ sa atinga valoarea de 1 bar (100 kPa); in acest caz trebuie realizata o spalare inversa a stratului filtrant.
Echipamentul permite programarea zilelor si a orei pentru regenerare, la fel ca in cazul filtrelor cu nisip cuartos. De asemenea, la modelele FAC/D se poate adopta dispozitivul special care sa comande spalarea inversa la o atingerea unei anumite pierderi de presiune pe filtru. Debitele se incadreaza in limitele 1 – 61 mc/h.
Se recomanda ca pornirea regenerarii sa se faca numai atunci cand este strict necesar, intrucat spalarea inversa poate duce la amestecarea patului filtrant si poate provoca deplasarea straturilor superioare de carbune activ (cele mai poluate) dinspre partea de sus in cea de jos a coloanei.
Filtre deferizatoare
Filtrele deferizatoare NOBEL din seria FFV/T - FF/D sunt utilizate pentru tratamentul apelor cu utilizare atat civila (masele filtrante si toate materialele utilizate sunt specifice utilizarii in scop alimentar) cat si industriala; sunt aparate cu debite de la 4 la 40 m3/h.
Deferizarea este procesul de filtrare ce permite inlaturarea fierului si a manganului din apa. Aceasta filtrare se realizeaza cu ajutorul unui filtru din mase catalitice (pirolusita activata, indicata in continuare cu PL, amestecata cu cuartit) cu rol de a oxida si apoi de a filtra fierul si manganul dizolvate in apa.
Stratul filtrant este mentinut in stare activa datorita prezentei in apa a unui agent oxidant, oxigen sau hipoclorit.
In general se recomanda aditivarea continua a hipocloritului de sodiu in amonte de filtru, acest sistem fiind mai fiabil si mai eficace fata de oxigenarea fortata.
In conditii de filtrare identice, eficacitatea filtrarii creste odata cu diminuarea vitezei de traversare a stratului filtrant, respectiv la debite mai mici.
Pe parcursul procesului, pe masura ce filtrul retine particule, eficacitatea de filtrare creste (particulele filtrate devin chiar ele un material filtrant!), crescand insa si rezistenta la trecerea apei, deci pierderea de sarcina intre intrare si iesire.
Pierderea de sarcina maxima admisa este de 1 bar (100 kPa), iar odata ce este atinsa este necesar sa se efectueze o spalare inversa a stratului filtrant.
Spalarea inversa semnifica restabilirea eficacitatii stratului filtrant prin indepartarea din acesta a particulelor ce au fost retinute in timpul functionarii.
Aparatul permite programarea zilelor sau orelor la care se doreste sa se realizeze regenerarea. Pentru a evita sa se atinga limitele de colmatare este de preferat sa se efectueze spalarea inversa inainte de a se atinge valoarea limita (1 bar -100 kPa). Pentru a face acest lucru este suficient sa se seteze un timp limita de functionare care corespunde atingerii unei pierderi de sarcina de 0.6÷0.7 bar (60÷70 kPa).
Statii de demineralizare
Procesul de demineralizare este un procedeu de indepartare cvasi-totala a sarurilor din apa bruta si este bazat pe schimbul de ioni. Rasina continuta in coloana cationica schimba cu ioni de hidrogen toti ionii metalici cu care este incarcata. Cand rasinile sunt incarcate complet cu ioni de metal (cationic) spunem ca ele sunt epuizate, nemaiavand ioni de Hidrogen disponibili pentru a schimb si necesitand o regenerare.
Schimbatorul de anioni completeaza procesul de deionizare. Rasinile din coloana anionica schimba toti anionii acizi din apa bruta cu ionii de OH continui in ele, la final fiind de asemenea necesara regenerarea. Aceasta consta in schimbarea ionilor de H si OH disponibili in regenerantul chimic (HCl si NaOH) cu ionii de metal si ionii acizi retinuti din apa bruta, care sunt evacuati in vederea tratarii.
Inceperea regenerarii este de obicei programata in functie de conductivitatea apei tratate si este comandata de panoul de control al statiei de demineralizare.
Regenerarea consta dintr-o spalare inversa si o injectie de regenerant chimic, urmate de o clatire a rasinii. Aceste operatiuni se deruleaza pentru ambele schimbatoare (cationic si anionic)
Regenerarea completa (spalare inversa - injectie chimica - clatire) a ambelor schimbatoare dureaza cca 180 minute.
Nota : informatiile au fost prezentate au preluate din documentatia tehnica a producatorului si a website-ului a acestuia : http://www.nobelitaly.it