Żywica jonowymienna w zmiękczaczu wody - co warto wiedzieć?

W licznych artykułach i wypowiedziach ekspertów można znaleźć informację, że sercem i jednym z najważniejszych elementów każdego zmiękczacza wody jest złoże filtracyjne. W większości urządzeń tego typu na rynku stanowi je żywica jonowymienna. Czym jest i co warto wiedzieć na jej temat? Czy jej jakość ma znaczenie?

Twarda woda to dość dokuczliwe zjawisko, występujące na terenie całej Polski. Borykają się z nim właściciele niewielkich mieszkań, sposobu na zwalczenie skutków szukają mieszkańcy domów jednorodzinnych. O tym, czym właściwie jest twarda woda można przeczytać tu: Twarda woda - co to za zjawisko?

Lista szkód, jakie powoduje jest bardzo długa. Niektóre z nich opisywaliśmy już w artykułach: Złodziej w domu! Czyli co nam kradnie twarda woda?, Kamień kotłowy - wróg Twojego AGD, Twarda woda w domowej instalacji - czy są powody do obaw?, Twarda woda wpływa na skórę i włosy - prawda czy mit?

Najlepszy sposób na zażegnanie kłopotów? Centralny zmiękczacz wody!

Zmiękczacze wody - najważniejsze jest złoże

Zmiękczacze wody to urządzenia często i chętnie polecane przez ekspertów z branży uzdatniania wody. Ich popularność stale wzrasta, a wiele osób podejmuje decyzję o zakupie jeszcze przed przeprowadzką do nowego domu z myślą o najwyższej jakości wody.

Główną zaletą jest skuteczność. To urządzenia centralne, a więc zmiękczają wodę kierowaną na całą instalację. Oznacza to, że niezależnie od miejsca poboru, woda zawsze będzie miękka, nie pozostawi po sobie osadu.

Dość istotną kwestią jest dobór właściwego zmiękczacza wody do potrzeb domowników. O tym, na co szczególnie warto zwrócić uwagę pisaliśmy już w artykule: Jak wybrać idealny zmiękczacz wody do domu?

Oprócz znajomości stopnia twardości wody oraz informacji dotyczących warunków panujących w gospodarstwie domowym, sporą uwagę należy przywiązać do samej jakości zmiękczacza wody. Szczególnie warto zwrócić ją na dwa najważniejsze komponenty:

• Wykonanie głowicy sterującej – to ona jest odpowiedzialna za kontrolę pracy i regeneracji zmiękczacza wody
• Jakość i ilość złoża filtracyjnego – to tu zachodzi cały proces zmiękczania wody. Od niej zależy wydajność i skuteczność redukcji stopnia twardości

Zmiękczacze wody są w stanie redukować stopień twardości dzięki procesowi wymiany jonowej. Nie byłoby to możliwe bez żywicy jonowymiennej.

Czym jest żywica jonowymienna?

Żywica jonowymienna należy do grupy jonitów, inaczej nazywanych sorbentami jonowymi. Są to wielkocząsteczkowe ciała stałe charakteryzujące się usieciowioną strukturą. Nie ulegają rozpuszczeniu w wodzie.

Jonity wykazują zdolność do wymiany własnych jonów na jony znajdujące się w otaczającym je roztworze.

Warto wiedzieć, że proces wymiany jonowej zachodzący na złożu filtracyjnym jest odwracalny, a wymiana zachodzi w ilościach równoważnych.

W procesie zmiękczania wody stosuje się żywice kationitowe pracujące w cyklu sodowym.

Dlaczego jakość żywicy jonowymiennej jest ważna?

Warto zwrócić uwagę na jakość żywicy jonowymiennej, która będzie wypełniała butlę wybranego przez nas zmiękczacza wody. Przede wszystkim należy sprawdzić czy dane złoże filtracyjne nadaje się do zmiękczania wody przeznaczonej na cele spożywcze.

W przypadku żywic jonowymiennych gorszej jakości może wystąpić kłopot z krótszą żywotnością złoża niż deklarowana przez producenta na kilka-kilkanaście lat. Wiele zależy od jakości i ilości zmiękczanej wody.

Ponadto żywice z niższej półki nie są w stanie zmiękczyć takiej ilości wody między regeneracjami, jak te rekomendowane. To ma wpływ na wyższe koszty eksploatacji.

Rodzaje żywic jonowymiennych w zmiękczaczach wody

W zmiękczaczach wody możemy spotkać się z dwoma rodzajami żywicy jonowymiennej. W niektórych modelach producenci piszą o obecności żywicy polisferycznej, inni z kolei chwalą się tym, że stosują wyłącznie żywicę monosferyczną. Na czym jednak polega różnica?

Przede wszystkim chodzi tu o budowę każdej z cząsteczek złoża. W obu przypadkach mamy do czynienia z małymi kulkami o żelowej konsystencji. Polisferyczna żywica jonowymienna to ziarna o różnej wielkości – mniejsze i większe cząstki składają się na powierzchnię filtracyjną. Żywica monosferyczna oznacza, że każda z cząsteczek wygląda dokładnie tak samo i jest tego samego rozmiaru.

Żywica polisferyczna czy monosferyczna?

Budowa cząsteczek żywicy jonowymiennej ma wpływ na jej wydajność i skuteczność. Choć w przypadku domowych zmiękczaczy wody nie ma to aż takiego znaczenia, to w przemyśle jak najbardziej. Tam liczy się wysoka dokładność zmiękczania oraz stabilność chemiczna wody.

Niemniej jednak coraz więcej producentów zmiękczaczy wody decyduje się na zastosowanie żywicy monosferycznej i w produktach dedykowanych gospodarstwom domowym.

Przede wszystkim monosferyczna żywica jonowymienna zapewnia bardziej wyrównany rozkład przepływu wody. To oznacza, że woda ma szansę zostać dokładniej zmiękczona. Podobnie jest z regenerantem – roztwór solanki jest dokładniej rozprowadzany po całej powierzchni złoża i każda cząsteczka ma taką samą szansę na prawidłową regenerację.

Ponadto podczas badań nad żywicą monosferyczną zauważono, że powoduje mniejsze spadki ciśnienia, jest bardziej odporna mechanicznie i chemicznie. Co za tym idzie, jest zwyczajnie bardziej trwała, ma większą żywotność i potrzebuje mniej regenerantu do oczyszczania. W przypadku użytkownika oznacza to zwyczajnie mniejsze koszty eksploatacji.

Jak przebiega proces wymiany jonowej?

Złoże filtracyjne w zmiękczaczach wody to w rzeczywistości ziarna o porowatej strukturze, które obecne w ogromnych ilościach, tworzą powierzchnię filtracyjną. Każde z ziaren zawiera stałe jony ujemne, które nie podlegają wymianie.

Naładowane ujemnie ziarno żywicy jonowymiennej przyciąga do swojej powierzchni dodatnio naładowane jony sodu. Jony sodu są mobilne, co oznacza, że mogą być wymieniane na inne dodatnie jony. W przypadku procesu zmiękczania wody ulegają wymianie na dodatnie jony wapnia i magnezu.

Gdy twarda woda wpływa na złoże filtracyjne, jony wapnia i magnezu o silniejszym ładunku dodatnim wypierają jony sodu z żywicy. Wapń i magnez pozostają na złożu jonowymiennym, natomiast jony sodu trafiają do wody. W taki sposób następuje proces zmiękczania.

Według naukowych obserwacji proces wymiany jonów między żywicą jonowymienną a otaczającym ją roztworem można podzielić na pięć etapów.

Pierwszym z nich jest przemieszczenie się jonu z głębi roztworu do powierzchni jonitu. W tym samym czasie jon z wnętrza ziarna jonitu przemieszcza się w kierunku grupy jonowymiennej. Następnie następuje reakcja podwójnej wymiany.

Wymieniony jon z głębi ziarna przemieszcza się w kierunku jego powierzchni, a wymieniony jon z powierzchni ziarna przechodzi do roztworu.

Regeneracja żywicy jonowymiennej

Gdy już wszystkie jony sodu zostaną zastąpione jonami magnezu i wapnia, brakuje miejsca na przyjmowanie nowych, a tym samym nie ma szans na wydajną redukcję stopnia twardości wody. W takim wypadku konieczna jest regeneracja z udziałem roztworu solanki.

Roztwór solanki jest wytwarzany z wody oraz soli regeneracyjnej, którą dosypuje się do specjalnie wyznaczonego w tym celu zbiornika.

Dzięki zastosowaniu roztworu solanki następuje proces odwrotny niż podczas zmiękczania wody. To znaczy, że jony wapnia i magnezu zalegające na złożu są zamieniane na neutralne jony sodu. Te zaś są wypłukiwane wraz z solanką i zanieczyszczeniami do kanalizacji.

W taki sposób żywica znowu jest gotowa do zmiękczania wody i wymiany jonów.

Regeneracja pełni trzy zasadnicze funkcje. Po pierwsze i najważniejsze, usuwa jony wapnia i magnezu zatrzymane przez żywicę. Po drugie usuwa pęcherzyki i nieregularne puste przestrzenie między ziarnami złoża jonowymiennego. Po trzecie jej zadaniem jest ułożenie cząstek złoża w taki sposób, by opór przepływu wody był jak najmniejszy.

Więcej informacji na ten temat w artykule: Po co dosypywać sól do zmiękczacza wody?

Czy żywicę jonowymienną można regenerować w nieskończoność?

Złoże filtracyjne w zmiękczaczach wody nie jest wieczne i należy liczyć się z tym, że wymaga okresowej wymiany. Zdolności jonowymienne żywicy zmniejszają się o pewien procent po każdej regeneracji. Z czasem złoże całkowicie wytraca zdolność wymiany jonów i przestaje prawidłowo zmiękczać wodę.

Wymianę złoża filtracyjnego w zmiękczaczu wody można zlecić profesjonalnej ekipie serwisowej. Dobrej jakości żywice jonowymienne są w stanie wytrzymać około 7-10 lat w zależności od parametrów wody surowej.

Co ma wpływ na działanie żywicy jonowymiennej?

Duży wpływ na skrócenie żywotności żywicy jonowymiennej mają zanieczyszczenia znajdujące się w wodzie. Przed oddziaływaniem zanieczyszczeń mechanicznych ma ochraniać filtr narurowy montowany przed zmiękczaczem wody.

Kłopot mogą stanowić jednak jony żelaza i manganu znajdujące się w wodzie surowej. Oczywiście żywica jonowymienna jest sobie w stanie z nimi poradzić, jednak cząstki mogą pozostawać na jej powierzchni, blokując poprawne zachodzenie wymiany jonowej.

Im więcej żelaza i manganu w wodzie, tym większy wpływ na stan żywicy jonowymiennej.

Sposobem na zapobieganie oddziaływaniu tych substancji na złoże filtracyjne może być właściwa konserwacja za pomocą specjalnych preparatów. Przykładem jest granulat Ecoperla Antidotum, o którym więcej w artykule: Poznaj nowości od marki Ecoperla wspomagające filtrację wody! oraz filmiku dotyczącym serwisu zmiękczacza wody:

Zmiękczacze wody z dobrą żywicą jonowymienną

Dobrą jakościowo żywicę jonowymienną znajdziemy w zmiękczaczach wody marki Ecoperla. We wszystkich modelach (Ecoperla Toro, Ecoperla Vita, Ecoperla Slimline, Ecoperla Softower, Ecoperla Hero) zastosowano wysokiej klasy monosferyczną żywicę jonowymienną.

Wysokiej jakości zmiękczacze wody oferuje również firma Pentair. Szczególną uwagę warto zwrócić na flagowy produkt – zmiękczacz wody z wbudowanym modułem WiFi Pentair IQsoft. Więcej o zmiękczaczach wody godnych uwagi tutaj: Zmiękczacze wody - co mamy do wyboru?