Tvrdá voda - zmäkčenie vody

Jednou z najrozšírenejších aktivít, ktoré sa realizujú v odbore úpravy vody je zmäkčovanie vody. Čo je to vlastne tvrdosť vody, čo spôsobuje, ako môžeme predchádzať negatívam spojeným s užívaním tvrdej vody a ako fungujú tak často spomínané zmäkčovače vody si povieme v tomto článku.

Tvrdosť vody predstavuje súhrnný obsah iónov vápnika a horčíka vo vode. Tieto ióny sú najčastejšie naviazané na ióny uhličitanov a síranov.
V prípade uhličitanov hovoríme o prechodnej tvrdosti vody, keďže napríklad pri prevarení tejto vody sa uhličitanová tvrdosť vylúči vo forme vodného kameňa.
V prípade síranových zlúčenín sa jedná o stálu tvrdosť vody, keďže táto aj po prevarení nevylučuje vodný kameň. Omnoho rozšírenejšia je uhličitanová - prechodná tvrdosť. Spolu hovoríme o celkovej tvrdosti vody.

Vo všeobecnosti tvrdosť vody nepredstavuje zdravotné riziko, jedná sa o technický problém, keďže používanie tvrdej vody spôsobuje nemalý rad technických komplikácií a prevádzkových problémov, až po zvyšovanie nákladov na ohrev vody a v neposlednom rade aj zvýšené investície do obnovy predčasne pokazených zariadení ako bojlery, kotlové systémy, a rôzne spotrebiče.

Ako teda predchádzať používaniu tvrdej vody?

V súčasnosti je na trhu pomerne dosť technológii, ktoré deklarujú či už zmäkčenie vody, alebo nejakú formu úpravy, kde dochádza k minimalizácii tvorby nánosov vodného kameňa. Spomeňme napríklad použitie polyfosfátov, rôzne formy magnetickej úpravy, použitie cievok a podobne. Pri žiadnej z týchto technológii nie je účinok taký jednoznačný ako pri použití katexových zmäkčovačov vody, kde dochádza k skutočnému zmäkčeniu - teda k redukcii obsahu iónov vápnika a horčíka či už zo zlúčenín prechodnej tvrdosti vody, ako aj zo zlúčenín stálej tvrdosti vody. Popis princípu fungovania práve týchto najpoužívanejších zariadení, či už pre priemysel, alebo domácnosti má za cieľ tento článok.

Katexový zmäkčovač vody je úpravňa, ktorá sa inštaluje na prívode vody do objektu, v princípe za tlakový spínač a ktorá ošetruje celý objem vody pre daný objekt (nie vždy, niekedy ošetruje len úžitkovú vodu, nie vodu na pitie).
Pozostáva z tlakovej sklolaminátovej fľaše, v ktorej je vlastné filtračné lôžko tvorené katexovou živicou, zásobníka na rozrábanie soľankového roztoku a riadiacej jednotky, ktorá celý proces ovláda a zabezpečuje, aby prebiehal správne. Vlastné zmäkčenie vody prebieha na katexovej živici. Jedná sa o syntetickú, v súčasnosti prevažne monodisperznú matricu, ktorá obsahuje vymeniteľné ióny sodíka. Pri pretekaní tvrdej vody cez takéto filtračné lôžko dochádza k zámene iónov sodíka z matrice za ióny vápnika a horčíka. Je to ako sito, ktoré selektívne zachytáva vybrané ióny a zamieňa za ióny z matrice.
Po vyčerpaní výmennej kapacity živice - teda ak sa minú ióny sodíka z matrice, dochádza v automatickom režime k regenerácii katexovej živice. Tá prebieha tak, že zo soľankovej nádoby, alebo z integrovaného soľankového zásobníka sa čerpá nasýtený soľný roztok, ktorý v pomalom režime prechádza katexovým lôžkom. Tým sa z matrice vytesnia zachytené ióny vápnika a horčíka, ktoré sa v odpadovej vode dodstanú do kanála a opäť sa nahradia iónmi sodíka. Trvanie tohto najdlhšieho kroku regenerácie je cca 60minút. Touto aktivitou sa obnovuje výmenná kapacita zmäkčovača vody. Aby sme zabránili prieniku zvyšku slanej - regeneračnej vody do spotrebiska je potrebné po ukončení tejto fázy regenerácie vypláchnuť celý objem tlakovej fľaše do odpadu. Tento proces trvá niekoľko minút a jednak sa pri ňom odstráni všetka slaná voda do odpadu a zároveň sa katexová náplň zafiltrováva - dosiahne sa jej správne usporiadanie pre vlastný proces zmäkčovania.

Dôležité je si uvedomiť, že regeneračný roztok sa v žiadnom prípade nemôže dostať do spotrebiska, keďže sa jedná o samostatný okruh napojený na odpad - kanál. Samozrejme je nevyhnutné, aby bol celý proces správne nastavený, odskúšaný pri reálnych podmienkach na danom mieste. Riadiaca jednotka musí byť nastavená priamo na mieste. Ak nie je, môže dochádzať k nežiadúcim javom ako napríklad k nehospodárnej prevádzke zariadenia, kde dochádza k nadmernej spotrebe regeneračnej soli.

Veľmi dôležite je taktiež poznať režim spotreby vody v danom objekte, čím vieme optimalizovať nastavenie riadiacej jednotky. Pre ekonomiku prevádzky je potrebné tzv. objemové prevedenie riadiacej jednotky, čo znamená, že umožňuje nastaviť presný objem vody, po ktorého pretečení sa spustí regenerácia buď okamžite, alebo najbližšiu noc, keď sa nepredpokladá žiadna spotreba vody. Pri prevádzkach, kde je zhruba rovnomerná spotreba vody je možné aj časové prevedenie riadiacej jednotky, kde sa regenerácia spustí vo vopred nastavený pravidelný čas a deň. Každopádne tento režim neodporúčam pre domácnosti a prevádzky s premenlivou spotrebou vody v čase.

Taktiež poznáme rôzne prevedenia zmäkčovačov vody tak ,aby boli schopné zabezpečiť aj požiadavky na nepretržitú dodávku upravenej vody - aj počas regenerácie. To sa realizuje takzvanými viacmodulovými úpravňami vody. Bežný zmäkčovač vody je v simplexnom prevedení - teda pozostáva z jedného modulu - teda tlakovej fľaše s katexovým lôžkom.

Pri regenerácii takéhoto zmäkčovača sa do spotrebiska (pri odbere vody) dostáva buď neupravená - nezmäkčená voda, alebo nie je možné dodať žiadnu vodu. Preto pri prevádzkach s 24 hod. potrebou upravenej vody je nevyhnutné inštalovať duplexné, resp. triplexné zariadenia. Jedná sa o viacmodulové úpravne, kde pri regenerácii vyčerpaného modulu riadiaca jednotka prepne do pracovnej fázy druhý resp. tretí – plne zregenerovaný modul. Prvý - vyčerpaný sa po regenerácii dá do čakacej polohy pokiaľ nie je vyčerpaný zas druhý modul atď.

V praxi sa taktiež stretávame s tzv. paralelným zapojením dvojice modulov. Tento model má výhodu v zdvojnásobení okamžitej prietokovej rýchlosti upravovanej vody, čím vieme pokryť zvýšenú spotrebu vody v špičke.

 

Späť na zoznam článkov