Demineralizacja wody w praktyce laboratoryjnej przy wykorzystaniu złóż mieszanych

Demineralizacja przy wykorzystaniu destylatorów W przypadku pojedynczego stopnia destylacji możemy uzyskać wodę o przewodności rzędu 10 .S/cm. Aby zejść do poziomu 1 .S/cm, musimy zastosować drugi stopień destylacji. Przypomnijmy, że przy użyciu pojedynczej kolumny złoża mieszanego bez trudu uzyskamy wodę o przewodności < 1 .S/cm. Wady destylatorów: . długi czas oczekiwania na uzyskanie wody zdemineralizowanej. Woda musi się zagotować i para wodna skroplić. Trwa to nawet kilka godzin, zanim uzyskamy wymaganą ilość wody; . czułość na jakość wody surowej. Woda twarda powoduje odkładanie się kamienia na grzałkach destylatora, co z czasem zmniejsza sprawność urządzenia i zwiększa zużycie energii elektrycznej. Grzałki należy czyścić i co pewien czas wymieniać, co pociąga za sobą kolejne koszty. Warto też zwrócić uwagę na ukryte koszty związane z obsługą destylatorów. Przykładowo dla wyprodukowania 4 l wody o przewodności 1 .S/cm zużyjemy około 26 kWh. Dodatkowo do chłodzenia potrzeba dużych ilości wody, która w efekcie trafia do kanalizacji. Zarówno energia, jak i zużyta woda kosztują. Porównując, koszt uzyskania 1 litra wody zdemineralizowanej przy użyciu destylatora jest średnio 7-krotnie wyższy od kosztów 1 litra wody zdemineralizowanej uzyskanej ze złoża mieszanego. W przypadku złoża mieszanego nie ponosimy kosztów energii elektrycznej, nie płacimy za wodę i ścieki. Nie musimy czekać na wodę zdemineralizowaną. Uzyskujemy ją natychmiast po odkręceniu zaworu.

demineralizacja

Odmanganianie wody

Złoże mieszane jako drugi lub kolejny stopień demineralizacji W tym przypadku stosujemy złoże mieszane jako stopień dodatkowej demineralizacji. Często uzyskiwany poziom przewodności wody po wymianie jonowej na oddzielnych złożach kationitu i anionitu czy przy odwróconej osmozie jest niewystarczający. Bardzo dobrym rozwiązaniem w tej sytuacji jest zastosowanie złóż mieszanych. Bez żadnego problemu uzyskamy wodę nawet < 0,1 .S/cm już na pojedynczej kolumnie złoża. Układ dwóch kolumn pracujących szeregowo pozwoli na uzyskanie chemicznie czystej wody o przewodności 0,055 .S/cm. Ani odwrócona osmoza, ani kolejny stopień wymiany na oddzielnych kationitach i anionitach nie zapewnią takiego efektu. Jedyną stosowaną metodą alternatywną dla złóż mieszanych jest elektrodejonizacja. Urządzenia do niej są jednak bardzo drogie, zużywają duże ilości energii elektrycznej i muszą pracować 24 h na dobę. Wymagają fachowej obsługi i rygorystycznych warunków miejsca pracy. W zasadzie urządzenia te znajdują zastosowanie jedynie w dużych instalacjach farmaceutycznych przygotowujących wodę najwyższej klasy (np. woda do iniekcji) i tam, gdzie zastosowanie żywic jest zabronione przepisami. Woda po pierwszym stopniu jest już zdemineralizowana w znacznym stopniu. Złoże mieszane w drugim stopniu demineralizacji ma za zadanie usunąć resztkową ilość kationów i anionów. Stąd czas jego pracy . w porównaniu z umieszczeniem go na pierwszym stopniu . jest kilkudziesięciokrotnie dłuższy. Przykładowo: dla wody wejściowej o przewodności 500 .S/cm, z kolumny złoża o objętości 43 litrów żywic, ustawionej jako jedyny stopień demineralizacji, uzyskamy około 3000 litrów wody zdemineralizowanej. Jeżeli to samo złoże mieszane ustawimy jako stopień demineralizacji po odwróconej osmozie (zakładam, że woda będzie miała przewodność 15 .S/cm, a poziom CO2 około 5 mg/l), to uzyskamy 65 000 litrów w pełni zdemineralizowanej wody. Stosując złoże, nie zużywamy energii elektrycznej, nie używamy chemikaliów i nie produkujemy ścieków.