Iontovýměna a princip fungování změkčovače vody
Iontovýměna je trochu nestandardním procesem úpravy vody. Narozdíl od mechanické filtrace, kde se nerozpustné částice zachytávají ve filtrační vložce, během procesu iontovýměny jsou ionty rozpuštěných sloučenin vštěpovány do struktury filtrační hmoty a vyměňovány za ionty, jejichž sloučeniny nezvyšují tvrdost a nezpůsobují vodní kámen. Oproti mechanické filtraci anebo absorpci je iontovýměna o něco složitějším a sofistikovanějším procesem.
Tento princip je určen pro vytažení iontů kovu z vody. A to především vápníku a hořčíku. Jejich karbonáty jsou velmi dobře známé soli tvrdosti ve vodě, které se vysráží na povrchu čehokoliv, co je ve styku s vodou. Tyto soli tvrdosti nejenom že špatně působí na kůži a vlasy, ale ničí sanitární techniku a domovní potrubí systém. Ionty kovů jsou však moc malé částice, které není možné zachytit obyčejným mechanickým filtrem. Jsou prostě velmi malé. A právě v této chvíli přichází iontovýměna.
Iontovyměnitelná pryskyřice (ionex - na obrázku) – je nerozpustná molekulární chemická struktura, která má v sobě ionty sodíku (Na). Tvrdá voda, která proudí přes tuto filtrační hmotu, odvádí dvouvalenční ionty vápníku a hořčíku (Ca2+ a Mg2+) výměnou za jednoduché ionty sodíku (Na). Iontovýměna probíhá jako výměna jednoho dvouvalenčního iontu za dva jednoduché. Koncentrace rozpuštěných látek ve vodě se tudíž nemění, mění se pouze výstupní složení vody. Namísto soli tvrdosti, jsou teď ve vodě karbonáty sodíku, které se nevytváří sraženin, a proto jsou neškodné. Tento proces se nazývá změkčení vody iontovýměnou. Hlavní použití ionexu je samozřejmě ve změkčovačích vody.
Je samozřejmostí, že iontovyměnitelná pryskyřice (ionex - na obrázku) zadržuje nejenom ionty vápníku i hořčíku, ale i ionty jiných kovů včetně těžkých, pokud jejich koncentrace není příliš vysoká. Na kapacitu ionexu to nemá ale velký vliv, protože koncentrace iontů tvrdosti je ve vodě obecně několikanásobně vyšší než koncentrace jiných iontů kovu. Kapacita ionexu je jedním z hlavních parametrů, které musíme brát v úvahu během návrhu velikosti změkčovače vody. Jedná se o to, že proces iontovýměny není nekonečný. Určitě nastane okamžik, kdy ionty sodíku (Na), který se mění za ionty tvrdosti vody, pomalu dojdou a tím pádem ionex už nebude moci provádět iontovýměnu. Kapacita ionexu je vyčerpaná.
Regenerací ionexu však můžeme jeho kapacitu obnovit. Ta se provádí pomocí solného roztoku. Ano, iontovyměnitelná pryskyřice (ionex) se regeneruje pomocí obyčejné soli (NaCl). Používají se ale speciální tabletky (tzv. tabletována sůl), které jsou zbavené všech příměsí a obsahují cca 99% čisté soli. Solné tablety se rozpouští ve speciální solné nádobě změkčovače vody v obyčejné vodě, kterou změkčovač doplňuje do této nádoby automaticky. Vytváří se nasycený solný roztok, který se vsakuje během regenerace změkčovače do tanku s ionexem, a tak dochází k procesu regenerace. To znamená, že ionty sodíku (Na) ze solného roztoku se odvádějí do iontovyměnitelné pryskyřice a po procesu regenerace je ionex znovu nasycen ionty sodíků a je připraven k další iontovýměně. Počet takových regenerací u běžného ionexu je skoro nepočitatelný. Ale můžu říci, že na základě našich vlastních zkušeností, ionex v obyčejném změkčovači vody funguje více než 15 let.
Kompletní nabídku změkčovacích filtrů do domácnosti i průmyslu najdete v sekci Změkčovače vody
