Деминерализация воды

Что такое деминерализованная вода? Чтобы понять это, нужно ответить на другой вопрос: что такое деминерализация. Её суть заключается в удалении из состава минеральных веществ, к которым относятся, например, соли кальция, некоторых металлов (железа, магния), натрий, сульфаты, хлориды, фтор, гидрокарбонаты, другие химические элементы или сложные соединения. Устройство, применяемое для выведения перечисленных веществ, – деминерализатор воды.

Есть и другие способы очистки от примесей: обессоливание, дистилляция, деионизация. В чём их разница и отличие от деминерализации? Все методы предполагают удаление из состава минералов, но основаны на разных принципах.

Во-первых, процесс деминерализации может осуществляться разными способами, то есть это обобщённое название всех технологий обработки с очисткой от минералов. Например, система деионизации воды – это оборудование с модулем, в котором находится специальная ионообменная смола, замещающая ионы некоторых веществ частицами других химических элементов, таких как водород. А при дистилляции вода путём нагревания испаряется с последующим охлаждением образующегося пара и его конденсацией.

Во-вторых, деминерализация воды направлена исключительно на удаление минералов. Остальные загрязнения остаются. Чем отличается дистиллированная вода от деионизированной или деминерализованной? Составом. При дистилляции за счёт нагревания до высоких температур удаляются не только минеральные вещества, но и неорганические и органические соединения, вирусы, грибки, цисты, бактерии, радионуклиды. Обессоленная вода не содержит солей. Но в ней могут присутствовать патогенные микроорганизмы, если в схеме водоподготовки не предусмотрен этап обеззараживания. Деионизированная вода освобождена от ионов различных примесей.

Полезная информация! В некоторых источниках можно увидеть словосочетание «дем вода». Что оно означает? Это сокращение полного названия деминерализованной воды. Другой встречающийся вариант – демилитаризованная вода. Такое написание некорректно и бессмысленно, ведь под термином «демилитаризация» понимается разоружение, выход страны из военизированного состояния или отказ от подготовки к возможным военным действиям.

Деминерализованная, деионизированная вода и дистиллированная лишена минеральных примесей, что важно для правильного протекания некоторых процессов. Отсутствие в составе минеральных солей делает такую воду идеальной составляющей операций, для проведения которых требуются высокая степень чистоты.

Количество областей применения большое:

• Медицина. В медицинских учреждениях деминерализованная вода применяется для промывок оборудования, для подготовки растворов для проведения процедур.
• Теплоэнергетика. В теплообменниках и котлах в качестве теплоносителя часто используется именно деминерализованная или деионизированная вода. Она является идеально подходящей благодаря отсутствию солей, которые в процессе нагревания могут формировать отложения в насосах, на ТЭНах, в трубах. Благодаря использованию очищенной воды, не содержащей минералов, функционирование оборудования становится более эффективным и продолжительным.
• Фармацевтическая промышленность. В фармацевтике воду после деминерализации используют для производства препаратов и растворов для инъекций. Такое сырьё позволяет добиваться точного состава, высокого качества и нужной чистоты медикаментов.
• Лабораторные исследования. Вода применяется в качестве среды хранения, для очистки проб, для получения растворов некоторых образцов.
• Электроника. При производстве электронных устройств деминерализованную воду используют для очищения оптики, микрочипов, транзисторов, микропроцессоров, полупроводников, печатных плат и других деталей и механизмов. Такая обработка защищает металлические элементы от коррозии.
• Косметическая промышленность. Деминерализованную воду вводят в состав кремов, сывороток, лосьонов, тоников и других средств. Она не вызывает аллергию, хорошо доставляет в кожу активные вещества.
• Промышленный комплекс. В автомобилестроении деминерализованной водой промывают основные узлы типа систем охлаждения, аккумуляторов и двигателей. Применение на пищевых производствах включает мытьё овощей и фруктов, приготовление еды и напитков.
• Климатическая техника, инженерные коммуникации. Это охлаждающие системы, увлажнители. Деминерализация воды удаляет соли, наличие которых негативно сказывается на техническом состоянии и работе устройств, провоцирует образование налёта и коррозии. Также эти вещества в процессе функционирования оборудования могут попадать в воздух и при дыхании проникать в человеческий организм, откладываться в его тканях и пагубно влиять на здоровье.
• Быт. В повседневной жизни деминерализаторы используют для очистки воды с целью её дальнейшего использования для уборки дома, приготовления пищи, ухода за собой.

Если нужна деминерализованная вода, ГОСТ устанавливают её оптимальные свойства. Так, для применения в лабораториях подходит определённый состав, в котором нет никаких примесей, способных оказывать влияние на результаты исследований и снижать их достоверность. Строгие стандарты также актуальны, если вода деминерализованная – это раствор, в который вводится вещество для получения лекарственного препарата. Также ГОСТ распространяются на сырьё для гальванических производств, медицинских целей.

Существуют и отраслевые стандарты, называемые ОСТ. Они применяются в сферах жилищно-коммунального хозяйства, теплоэнергетики, промышленности. От общей минерализации зависит электрическая проводимость и другие параметры, которые влияют напрямую на работу специализированного оборудования, к примеру, котлов в отопительных системах, насосов, ТЭНов.

На некоторых промышленных предприятиях действуют технические условия – ТУ. Они разрабатываются и внедряются с учётом особенностей и назначения оборудования. Если в технологической линии присутствует деминерализатор воды, он позволяет защищать установки от образования отложений, исключать серьёзные поломки. В ТУ прописываются предельные концентрации примесей, которые могут провоцировать неисправности.

Действуют ГОСТ и для питьевой воды. Она не должна быть полностью очищенной от всех минералов, однако содержание некоторых веществ нормируется, так как превышение их концентраций может вредить здоровью и даже создавать угрозу для жизни.

Обессоленная вода – не хорошая и не плохая. Она имеет несколько достоинств и недостатков. Сначала рассмотрим все главные преимущества, которыми обладает деминерализованная вода:

• Широкая сфера применения. Есть множество областей, в которых можно использовать воду после деминерализации.
• Нейтральные запах и вкус. Благодаря отсутствию привкусов обессоленная вода хорошо подходит для кулинарных целей и пищевой промышленности – термической обработки продуктов, приготовления напитков и блюд.
• Безвредность. Деминерализация воды делает её безопасной для техники и сложных устройств. Благодаря отсутствию в составе минералов не образуется накипь на поверхностях труб и стенок резервуаров, а также на нагревательных элементах. Не формируется осадок, который часто вызывает засоры, провоцирующие сбои в работе, снижение производительности и поломки оборудования. Также обессоленная вода не вредит при её употреблении внутрь.
• Отсутствие негативного влияния на окружающую среду. Для очистки воды с деминерализацией не применяется никакое вещество для удаления минеральных соединений. Все методы безреагентные, при обработке не используют химикаты. Опасных для экологии отходов также нет. И хотя некоторые технологии включают применение ионообменных смол, такие расходные материалы успешно утилизируют без загрязнения природы.
• Высокая эффективность, которая наблюдается при использовании деминерализованной воды в качестве компонента лекарственных средств, раствора для лабораторных исследований. Благодаря химической нейтральности и стабильному составу с контролируемым содержанием примесей обессоленная вода доставляет активные вещества в ткани организма, не вступает в нежелательные реакции, поддерживает нужную степень чистоты изучаемых образцов и проб.

Есть и некоторые недостатки:

• Очень низкое содержание или полное отсутствие минеральных веществ. Некоторые из них полезны для человека, например, стимулируют пищеварение, укрепляют костные ткани, поддерживают метаболизм и работу внутренних органов, стабилизируют водно-солевой и электролитный баланс.
• Отсутствие вкуса. Из-за этого при питье обессоленная вода не даёт ощущения утоления жажды.
• Высокая стоимость. Практически любое оборудование, применяемое для очистки и деминерализации воды, стоит немало. Многие системы сложные и дорогостоящие. Если вы решите купить деминерализованную готовую воду, она будет стоить дороже обычной бутилированной и даже минеральной.
• Сложность процесса. Деминерализатор воды – не обычный фильтр. Как правило, это целая система, которая состоит из разных частей.

Что такое деминерализованная вода, теперь понятно. Но как её можно получить? Есть несколько эффективных методов:

• Обратный осмос. Такая установка деминерализации воды удаляет не только соли, но и до 99,9% прочих известных примесей. Очищаемый поток под давлением проталкивается через выполненную из синтетического материала мембрану. Такая мембрана имеет полупроницаемую, мелкопористую структуру. Через её микроскопические поры проходят только молекулы воды. А все имеющиеся примеси мембраной задерживаются. Вода на выходе получается не только деминерализованной, но и фактически дистиллированной. Чтобы обогатить её состав полезными веществами, в деминерализующий обратноосмотический фильтр внедряют минерализатор.
• Дистилляция. Система деионизации воды или её деминерализации в таком случае предполагает перегонку. В её процессе сначала выполняется нагревание. Образуется пар, который охлаждается и превращается в конденсат, не содержащий примесей. Существуют современные дистилляторы, и такие деминерализаторы позволяют получать чистую воду за короткое время и с минимальными усилиями.
• Ионный обмен. При ионообменной очистке вода пропускается через ионообменную смолу, которая замещает частицы солей, например, ионами водорода. Есть и усовершенствованные системы со специальной заряженной смолой. В них отрицательный электрод, называемый катодом, притягивает катионы. А положительно заряженный анод осуществляет притяжение анионов. В результате все ионы удаляются, получается деионизированная вода. Смола имеет ограниченный ресурс, но он может частично восстанавливаться путём промывки регенерационным раствором. Гранулированная загрузка ионообменных установок чувствительна, поэтому обязательна предварительная механическая фильтрация для удаления крупных примесей.
• Электродиализ. При таком процессе происходит перенос ионов через фазы особых мембран под влиянием создаваемого током электрического поля. Частицы веществ, растворённых в воде, под действием градиента потенциала проходят через ионообменный мембранный модуль и переносятся из одной среды в другую. Направление движения через мембраны задаётся зарядом перемещаемых ионов.

Некоторые методы при невысоком качестве воды требуют её предварительной подготовки. Так, если она содержит относительно крупные частицы типа песка и фрагментов глины, то обязательно внедрение в схему механического фильтра. Удалить органику и взвеси можно с помощью сорбционной очистки, например, активированным углём. Комплексная система фильтрации также может включать ультрафиолетовую установку для дезинфекции воды.

Какой метод использовать: обратный осмос, электродиализ, дистилляцию или ионный обмен? Выбор зависит от нескольких факторов. Первый – исходный состав. Так, при высоком содержании солей и других примесей требуется эффективный способ и комплексный подход, например, обратный осмос с предварительной механической фильтрацией и посточисткой с дополнительным обеззараживанием. При малых концентрациях минералов подойдут ионообменные смолы.

Второй фактор – желаемое конечное качество очистки. Для питьевой водоподготовки не подойдут промышленные деминерализаторы, которые обычно используют на производствах. Оптимальной будет комплексная водоподготовка с применением технологии обратного осмоса. И в таком случае дем вода должна обогащаться необходимыми человеку веществами. В схеме следует предусмотреть этап минерализации.

Важно знать! Деминерализацию воды не проводят реагентными методами. Способы, запускающие химические реакции полного разрушения минералов, просто не существуют. Есть понятие «деминерализующие вещества», но к ним относят пищевые волокна, танины, щавелевую кислоту и некоторые другие соединения, которые при контактах и реагировании с минералами формируют с ними комплексы. Это препятствует всасыванию питательных и полезных веществ в организме человека и способствует ухудшению состояния здоровья, развитию некоторых заболеваний.

Дем вода в некоторых случаях получается практически «мёртвой». В ней нет вредных веществ, но и полезные отсутствуют. И тут возникает вопрос: как минерализовать дистиллированную воду или полностью деионизированную? Для этого нужно купить в Москве или другом городе и установить минерализатор. Такой блок всегда присутствует в питьевых системах водоподготовки, работающих по принципу обратного осмоса.

Как минерализовать дистиллированную воду народными средствами? Можно использовать минеральные добавки: таблетированный кальций, эпсомскую или морскую соль, аптечные витамины. Но такие способы требуют точного дозирования элементов и их тщательного растворения.

Теперь вам известно, что такое деминерализованная вода. Она чистая и лишённая солей, которые могут быть особенно вредными не только для оборудования, но и для здоровья человека.

Какой самый лучший деминерализатор воды? Его выбор зависит не только от финансовых возможностей, но и от целей создания проекта очистки. Также определение подходящего метода необходимо осуществлять в зависимости от исходного и желаемого конечного качества воды после деминерализации. Если вы не владеете нужными знаниями, то подобрать деминерализатор воды помогут специалисты.