FILTRAS CLASSIC/AMS-CI12E

Jonų mainų dervos

Jonų mainų dervos vandens valymo srityje naudojamos nuo XX amžiaus 60-ųjų metų, tačiau jų naudojimas ypatingai paplito 80-ųjų pabaigoje – 90-aisias metais. Jonų mainų derva – tai gana smulkūs (mažesni nei milimetro skersmens) rutuliukai, pagaminti iš specialių polimerinių medžiagų, paprastumo dėlei vadinamų „derva“. Neišmanančiam žmogui tokia derva iš išorės gali priminti lydekos arba menkės ikrus. Tačiau šie „ikrai“ pasižymi unikaliomis savybėmis. „Ikriukai“, t.y. dervos rutuliukai, gali gaudyti iš vandens įvairių medžiagų jonus ir „sugerti“ juos į save, vietoj jų atiduodami anksčiau „sukauptus“ jonus. Taip vyksta jonų mainai – iš čia kilęs ir dervų pavadinimas – jonų mainų dervos, arba, kalbant moksliškiau, jonitai.

Jonų mainų dervos – tai netirpūs didelės molekulinės masės junginiai su funkcionaliomis jonų grupėmis, galinčiomis vykdyti mainų reakcijas su tirpalo jonais. Kai kurių rūšių jonitai gali vykdyti susijungimo, oksidacijos-atstatymo reakcijas, o taip pat gali fiziškai sorbuoti kai kuriuos junginius.

Jonitai yra gelio, labai poringos, ir tarpinės struktūros.

Gelio jonitai neturi tikrojo poringumo, gali dalyvauti jonų mainuose tik išbrinkę.

Labai poringi jonitai turi išvystytą paviršių, nes jame yra porų, todėl gali vykdyti jonų mainus ir išbrinkę, ir neišbrinkę.

Gelio jonitai pasižymi didesne mainų geba, negu labai poringi jonitai, bet jie yra mažiau osmosiškai stabilūs, mažiau chemiškai ir termiškai atsparūs.

Jonitai gali būti anijonitai – medžiagos, sugebančios mainytis anijonais, ir katijonitai – medžiagos, keičiančios katijonus.

ANIJONITAI skirstomi į :

• stipriai bazinius, sugebančius mainytis bet kokio disociacijos laipsnio anijonais tirpaluose, esant bet kokiam pH dydžiui;

• silpnai bazinius, sugebančius keistis anijonais iš rūgščių tirpalų, kai pH yra 1-6;

• tarpinio ir kombinuoto aktyvumo.

KATIJONITAI skirstomi į:

• stipriai rūgštinius, galinčius keistis katijonais tirpaluose, kurių pH yra bet koks;

• silpnai rūgštinius, galinčius keistis katijonais šarminėje aplinkoje, kai pH>7.

Jonitai dažniausiai gaminami druskų (natrio, chloro) arba maišytų druskų forma (natrio-vandenilio, hidroksilinė-chloro). Taip pat gaminami jonitų mišiniai, paruošti naudoti kombinuoto poveikio filtruose.

Svarbiausias jonų mainų dervų rodiklis yra drėgnumas, nes dėl funkcinių jonų mainų dervų grupių hidrofilinių savybių dervoje esanti drėgmė yra „chemiškai surišta“. Specialiai pašalinus šią drėgmę, toliau naudojant dervą granulė fiziškai suirs. „išorinė“ drėgmė, fiziškai nesurišta su funkcine dervos grupe, pašalinama prieš pakavimą, centrifuguojant arba filtruojant.

Siekiant, kad dervas būtų patogiau transportuoti, jos yra pakuojamos pagal standartinį svorį ir parduodamos supakuotos tam tikru kiekiu – vartotojo patogumui. Nustatomas ir nuolat koreguojamas kiekvieno drėgno gaminio svoris, kuris grindžiamas svorio ir tūrio santykiu (kg/m3).

Kita svarbi jonų mainų dervų savybė yra jonų mainų geba – svorio, tūrio, darbinė.

Svorio ir tūrio, geba yra standartiniai rodikliai, jie nustatomi laboratorijos sąlygomis pagal standartines metodikas ir nurodomi gatavos produkcijos dokumentuose.

Tuo tarpu darbinė jonų mainų geba negali būti matuojama laboratorinėmis sąlygomis, nes ji priklauso nuo geometrinių dervos sluoksnio matmenų ir nuo konkrečių apdorojamų tirpalų savybių (regeneracijos laipsnio, srauto greičio, ištirpusių medžiagų koncentracijos, reikiamų apdorojamo tirpalo kokybės rodiklių, tikslaus dalelių dydžio).

Filtrų darbo rėžimai

Ne mažiau svarbus veiksnys įrengiant vandens ruošimo sistemą yra būsimas jos darbo režimas.
Akivaizdu, kad jeigu vanduo bus tiekiamas periodiškai (kaip tai vyksta butų arba kotedžų sistemose), filtro resursas bus išnaudojamas lėčiau, negu valant vandenį pakankamai ilgai ir nepertraukiamai (kaip dažnai būna pramoninėse sistemose).
Tik aiškiai suprantant šį veiksnį ir kartu tiriant tiekiamą vandenį ir kvalifikuotai suformulavus reikalavimus išeinančio vandens kokybei bei sistemos našumui, galima tinkamai nustatyti vandens valymo įrenginių darbo parametrus, arba regeneracijos periodą.
Aukščiau pateikiama informacija didžiąja dalimi taikoma regeneruojamiems užpilamiesiems vandens filtrams. Tokio tipo sistemų darbo specifika yra ta, kad jie retkarčiais turi būti sustabdyti, kad įvyktų regeneracija, t.y. atsistatytų filtruojančiosios terpės filtravimo savybės.
Pagal sistemos eksploatacines savybes darbo režimas skirstomas į tokias dvi grupes: neištisinis ir ištisinis.

Neištisinis darbo režimas

Sistemai veikiant neištisiniu darbo režimu numatoma, kad technologinio ciklo metu (pageidautina kiekvieną parą) būtų padaryta pakankamos trukmės pertrauka sistemos regeneracijai atlikti. Montuojant sistemą galima sumontuoti vienokio ar kitokio tipo regeneravimo filtrus, veikiančius vieno filtro (Single) režimu.

SINGLE – tai toks režimas, kuriame filtras yra sudarytas iš vieno korpuso su vienu valdymo bloku. Regeneracija vyksta tam tikrais laiko tarpais (jie nustatomi pagal vandens sąnaudas arba pagal laikmatį) nustatytu paros laiku (dažniausiai naktį). Regeneracijos metu nereikėtų naudoti vandens, nes pro išleidimo angą bus tiekiamas neišvalytas vanduo (vandens srautas ties išleidimo vieta specialiai nestabdomas priešgaisriniais sumetimais).

Ištisinis darbo režimas

Labai dažnai svarbiausias veiksnys yra nepertraukiamas išvalyto vandens tiekimas. Tokiu atveju priklausomai nuo išeikvojamo vandens kiekio, kurį reikia užtikrinti, ir vandens valymo įrangos darbo režimo, naudojamos kelių schemų sistemos.

TWIN – sistema, sudaryta iš dviejų lygiagrečiai veikiančių filtrų su vienu valdymo bloku. Filtrai veikia paeiliui. Regeneracija vyksta pagal poreikį. Veikęs filtras persijungia regeneracijai atlikti, o tuo metu vietoj jo įsijungia filtras, veikęs laukimo režimu. Regeneracijai pasibaigus įsijungia pirmojo filtro laukimo režimas. Toks procesas cikliškai kartojasi. Šios sistemos našumas yra toks pat, kaip ir vieno filtro sistemos, tik TWIN sistema veikia be pertraukų.

DUPLEX – dviejų lygiagrečiai veikiančių filtrų sistema su dviem valdymo blokais. Filtrai veikia vienu metu, užtikrindami dvigubą našumą. Filtrai regeneruojami paeiliui, pagal būtinybę. Regeneracijos metu vienas iš filtrų veikia, todėl praplovimo ciklo metu filtravimo našumas sumažėja du kartus.

TRIPLEX – trijų lygiagrečiai sujungtų filtrų sistema su trimis valdymo blokais. Du filtrai iš trijų veikia nuolat, užtikrindami dvigubai didesnį našumą, o trečiasis filtras veikia regeneracijos arba laukimo režimu. Išsekus vienam iš veikiančių filtrų įsijungia jo regeneracija, o vietoje jo įsijungia laukimo režime buvęs filtras. Toks procesas cikliškai kartojasi. Dvigubai didesnis našumas užtikrinamas nuolat.

SINGLE sistemos dažniausiai naudojamos buitinėse ir nedidelėse komercinėse sistemose. Ištisinio veikimo sistemos naudojamos stambiuose buitiniuose, komerciniuose ir pramonės objektuose. TWIN sistema dažniausiai naudojama ištisinio veikimo vandens minkštinimo sistemose (dėl didesnio našumo), o DUPLEX ir TRIPLEX sistemos – kitos rūšies filtravimo įrengimuose (mechaninio valymo, oksidavimo ir minkštinimo filtrai).