Электропроводность воды в чем измеряется

Сопротивление воды что это такое

Вода в природных водоемах пребывает в непрерывном взаимодействии с воздухом, минералами земной коры и представляет собой сложный раствор, обогащенный неорганическими веществами, растворенными газами и соединениями органической природы. Химический состав воды влияет на его основные физические показатели, по которым определяют пригодность воды для определенных технологических процессов, питьевого водоснабжения, хозяйственно-бытового использования. Удельное сопротивление воды, показывающее диэлектрические способности жидкости, — один из основных параметров, помогающих определить такой важный показатель качества воды как минерализация.

Сопротивление воды — что это такое

Электропроводность — это количественное выражение возможности проводить электрический ток водным раствором. Ее величина определяется общей концентрацией присутствующих в растворе диссоциированных ионов щелочей, солей и кислот. Солесодержание или общая концентрация всех диссоциированных анионов и катионов оценивается в пределах от сотых мг до десятков гр на кг. При этом полностью очищенная от примесей вода будет отличным диэлектриком.

Электрическое сопротивление воды — это величина, обратная электропроводимости. Удельное сопротивление воды находится в зависимости от суммарного солесодержания и температуры. Минеральную часть водного раствора составляют катионы магния, кальция, натрия, калия и сульфат, хлорид, карбонат-анионы. Концентрация этих ионов формирует электропроводность в воде любого источника. Остальные ионы, такие как марганец, железо, алюминий, фосфат и нитрат-анионы не оказывают заметного влияния на удельное электрическое сопротивление воды. Гидроксил-ионы и H+ в стандартных концентрационных пределах нахождения в природных источниках мало изменяют показатель солесодержания, как и растворенные газы.

Приблизительно оценить степень минерализации водного раствора можно путем измерения сопротивления воды. С помощью него вычисляют электрическую проводимость, значение которой для поверхностных вод стандартно находится в диапазоне от 40 до 9000 мкСм/см. Наполненность воды минералами значительно повышает ее электропроводимость, а очищенная вода плохо проводит электричество. Удельная электропроводность дистиллированной воды составляет всего 5 мкСм/см согласно ГОСТ 6709-72. При измерении удельного электрического сопротивления воды невозможно учесть присутствующие в растворе неионогенные органические соединения, нейтральные взвешенные частицы, газы.

Чему равно сопротивление воды

Электропроводность и обратное ей удельное сопротивление воды характеризуют минерализацию растворов только в количественном отношении, не по качественному составу присутствия катионов и анионов. Электрическая проводимость рассчитывается путем сопоставления ее с величиной сопротивления воды электротоку, пропускаемому через водный раствор.

В международной системе СИ электропроводность измеряется в мкСм/см или может быть выражено в Ом -1 . Показатель электрического сопротивления воды в Ом остается постоянным в рамках 10% допустимой погрешности при присутствии в воде природных источников органических коллоидных и растворенных примесей до 150 мг/дм 3 и взвешенных частиц до 500 мг/дм 3 . Предельное значение удельного сопротивления, равное 18,2 МОм•см при 20°С соответствует величине 0,055 мкСм/см электрической проводимости воды.

Измеряют в ходе исследования с помощью кондуктометра, какое электрическое сопротивление у воды. На основании эмпирических формул и заранее определенной величины удельной электропроводности откалиброванных растворов CaCl₂ производят расчет проводимости тока водой. Результаты замеров электрического сопротивления дистиллированной воды и расчетов дают показатели электропроводности 2 — 5 мкСм/м, для атмосферных осадков 5 — 35 и выше мкСм/м, в пресных водах рек и озер в областях с повышенной загрязненностью воздуха значение электропроводимости воды достигает 25 — 85 мкСм/см.

От чего зависит электрическое сопротивление воды

Вода — универсальный растворитель. Способность растворять вещества и степень диссоциации молекул возрастает при нагревании. Проводимость тока водным раствором и сопротивление воды зависят от температуры. Прибавление к температуре особо чистой воды каждого °С увеличивает проводимость тока на 6%.

Расчетным путем найти соответствие между величиной удельного сопротивления воды и сухим остатком невозможно, поскольку в природных источниках ионы имеют разную электропроводность. Она находится в параллельной зависимости от температуры и минерализации раствора. Чтобы найти такую зависимость, нужно несколько раз в году экспериментальным путем устанавливать соотношение между этими величинами для каждого конкретного объекта. Для разных сезонов и географического расположения удельное электрическое сопротивление воды различно и варьируется от 5 до 300 Ом•м.

Практические измерения сопротивления и электрической проводимости воды приводятся к 20°С. В современных кондуктометрах функция пересчета происходит в автоматическом режиме. В целях получения максимально точных результатов и для уменьшения влияния температуры на результаты эксперимента параллельно с электрической проводимостью меряют температуру водного раствора.

При определении удельного электрического сопротивления воды с высоким содержанием взвешенных примесей, взвеси и коллоидные частицы могут осаждаться на измерительных электродах, образовывать пленку, увеличивающую электросопротивление и погрешность измерения. В таком случае необходимо проводить очистку электродов, а для повышения чистоты эксперимента использовать вспомогательные электроды.

Как измерить сопротивление воды

Деионизованная вода обладает большим удельным электрическим сопротивлением, уменьшающимся с повышением температуры. Любые растворенные соли повышают электропроводность воды. Когда вода содержит катионы и анионы разных солей одновременно, практически невозможно установить взаимосвязь между ее электрическим сопротивлением и солесодержанием. Такая возможность присутствует только при измерении удельного сопротивления деминерализованной воды, которая содержит только диссоциированные соли Na.

Для относительной оценки минерализации есть эмпирически высчитанное соотношение между удельной электропроводностью и общим содержанием солей в водном растворе:

L (мкСм/cм) = минерализация (мг/л) / 0,65

Суммарное количество солей в водном растворе можно найти делением величины электрической проводимости на корректирующий коэффициент. Его значение меняется в зависимости от вида вод в диапазоне 0,55 — 0,75.

Измерение удельного сопротивления воды и электропроводности проводят методом кондуктометрии при температуре воды 20°С. Принцип работы кондуктометра основан на прямой зависимости электропроводимости воды от концентрации диссоциированных в водном растворе электролитов. Через электроды попускают переменный ток частотой от 60 Гц в низко минерализованной воде до 1500 Гц в соленых растворах. Кондуктометр фиксирует значение электрического сопротивления воды. Современные приборы могут измерять электросопротивление и ультрачистой воды, и насыщенных солевых растворов с высокой электропроводимостью.

Можно использовать менее точные приборы, но простые и недорогостоящие. Для проведения замеров необходим прямоугольный сосуд с электроизоляцией, две пластины электродов из стали или меди, закрепленных на внутренних торцах емкости, зонды из проволоки 1 мм в диаметре, расположенные перпендикулярно плоскости электродов на небольшом удалении от них. Переменный ток подают на электродные пластины, замеряют его силу и изменение напряжения у зондов.

Способы повышения электрического сопротивления воды

Изменение электросопротивления воды в сторону повышения связано с применением способов профессиональной очистки при водоподготовке. Выбор метода обуславливает концентрация солей и цели предстоящего использования воды.

• При суммарном солесодержании 2 — 20 мг/л рекомендуется применять ионообменный метод для увеличения сопротивления воды или технологию электродеионизации;
• от 20 мг/л до 10 г/л — обратный осмос;
• более 10 г/л — электродиализ.

Обратный осмос — эффективный и удобный в применении метод уменьшения электропроводности воды. Водный раствор проходит через полупроницаемые мембраны, оставляя на них практически все растворенные вещества. Обратноосмотические установки отличаются простотой обслуживания, хорошей производительностью и экономичностью.

Фильтрование ионообменным способом основано на направленном изменении ионного состава водного раствора путем пропускания его через мелкозернистые ионообменные материалы — иониты. Объединение в одном фильтре смешанного действия анионита и катионита оптимизирует показатели чистоты получаемого раствора.

Электродеионизационные установки незаменимы, когда нужно получить воду глубокой очистки, используя постоянное электрическое поле. В нем непрерывно протекают процессы электродиализа и ионного обмена, растворенные соли связываются и отводятся через селективную мембрану в концентрационные элементы. Под действием электрического тока диссоциированная вода одновременно восстанавливает обменную способность смол.

Чем полезно измерение сопротивления воды

Величина сопротивления и электропроводности воды помогает оценить степень солесодержания в воде и сравнить полученные значения с ГОСТ. Такие измерения могут быть предварительным шагом перед проведением анализа воды для подбора очистительных установок. Зная численное значение сопротивления, можно приблизительно оценить концентрацию солей и затраты на необходимую систему очистки. Если у вас уже стоит фильтрующая система, замер и расчет удельного сопротивления воды поможет оценить качество обессоливания и предупредить о необходимости замены или регенерации очистительных элементов.

Заявка на подбор оборудования

Электропроводность воды EC/PPM

EC — электропроводность, то есть способность любого материала проводить электричество. Хотя большинство гроверов привыкли измерять количество даваемого питания в граммах на литр или других единицах измерения, EC идет немного дальше этого. Для садоводов важно хорошо понимать, что такое EC/PPM и почему это имеет значение.

Электропроводность воды

EC-метр измеряет потенциал прохождения электрического тока через воду. Этот показатель известен как молярная электропроводность (электролитическая проводимость) и измеряется в сименсах (S) или, если быть точнее в миллисименсах (мСм/см). Электроны способны проходить через воду от одного электрода к другому благодаря ионам, растворенным в воде. Именно эти ионы переносят электроны.

Таким же образом концентрация ионов в воде определяет количество электронов, которые могут перемещаться от одного электрода к другому: чем выше концентрация ионов, тем больше поток электронов. Чистая вода является очень плохим проводником электричества, поэтому в дождевой воде, воде обратного осмоса или деминерализованной воде показания EC-метра будут равны 0,0. Соленая морская вода, с другой стороны, является гораздо лучшим проводником.

Когда мы добавляем в воду питательные вещества (соли), мы увеличиваем молярный потенциал проводимости тока через воду и тем самым увеличиваем значение EC (или CF = EC*10). На все измерения электропроводности напрямую влияет температура, и это необходимо учитывать при их проведении.

Единицы измерения EC

Электропроводность может быть выражена с помощью ряда различных единиц:

EC — сименсы на метр2 на моль (S/m2/моль) или миллисименсы на сантиметр (mS/cm). Единица мС/см обычно используется в Европе в качестве ориентира для определения концентрации питательных веществ в воде.

TDS(PPM) — В Северной Америке электропроводность преобразуется в количество ионов в воде с помощью частей на миллион(Parts Per Million, которые также могут быть преобразованы в единицы, включая мг/л и т.д.). Это делается путем преобразования EC в значение, основанное на ионах, содержащихся в растворе. К счастью, существует фиксированный расчет соотношения между всеми этими единицами, который приведен в таблице ниже.

Является ли значение EC питательным?

Вода, содержащая минеральные соли, имеет EC, но наличие одного только EC не обязательно указывает на то, что вода содержит питательные соли, которые помогут растениям. Водопроводная вода может содержать, например, натрий и хлорид, которые имеют значение EC, но не имеют питательной ценности для растений.

Удобрения , конечно же, состоят из питательных солей. Любая питательная ценность, которую мы добавляем в воду, известна как EC и должна быть добавлена к остаточной EC воды. Так мы измеряем общий EC в нашем питательном растворе.

Пищевые соли — это твердые вещества, которые были извлечены из земли или высвобождены в процессе промышленного крекинга. Мы растворяем определенное количество солей (в граммах) в определенном объеме воды (в литрах), что означает, что мы можем также использовать граммы или литры для единицы измерения ЕС. Хотя каждое удобрение имеет свою удобрительную ценность, можно обобщить и сказать, что раствор с ЕС 1,0 мСм/см будет содержать до 1,0 грамма измеряемых солей на 1 литр воды.

Высокий уровень EC

Соль обладает свойством притягивать воду к себе, этот процесс известен как гидролиз. Например, горшок с солью, помещенный в подвал, будет снижать атмосферную влажность, притягивая воду из атмосферы. В растворе концентрация солей всегда будет стремиться к выравниванию между двумя областями с разной концентрацией — другими словами, вода будет перемещаться в область с более высокой концентрацией. Эта разница в концентрациях известна как градиент водного потенциала, и она также играет роль в нашем культивировании через процесс, известный как осмос.

Осмос подразумевает наличие полупроницаемого барьера, который позволяет молекулам воды проходить через него, но ограничивает движение ионов или солей в растворе. Когда мы растворяем много питательных веществ в воде (создавая высокий уровень EC/PPM), питательные соли притягивают к себе воду в субстрате. Это затрудняет для корней извлечение воды из субстрата. Поэтому мы можем создать условия, при которых корни больше не способны извлекать воду из субстрата, даже если субстрат насыщен. Это называется «физиологической сухостью» субстрата. В результате растения больше не имеют воды для охлаждения путем транспирации (испарения), что им необходимо при наличии тепла и света.

Хотя этот эффект обычно называют «передозировкой удобрениями», на самом деле он является результатом нехватки воды в растении со всеми вытекающими отсюда вредными последствиями. При использовании срезанных цветов, таких как розы, или черенков растений, более высокий EC в вазе или пробке для черенка может буквально вытянуть воду из стеблей.

Соль обладает свойством притягивать молекулы воды. Когда вы добавляете соль в воду в правой половине пробирки (тем самым увеличивая значение EC), молекулы соли будут притягивать молекулы воды с левой стороны, в которой меньше соли. Уровень воды в правой половине поднимается до тех пор, пока EC-значения (концентрации соли) в обеих половинах не станут равными.

Мы можем увидеть этот осмотический процесс в действии в U-образной трубке, если разделим две стороны проницаемой мембраной (например, кусочком стебля). Если теперь мы добавим немного соли на одну сторону трубки, уровень воды на этой стороне поднимется, потому что вода с более низким EC (более низкой концентрацией солей) будет притягиваться к ней. Все это означает, что в самом начале процесса выращивания важно добавлять мало или вообще не добавлять питательных веществ.

Внутренний EC

После того как растение получило питательные вещества из питательного раствора, необходимо постараться как можно быстрее повысить осмотическое значение (или внутреннюю концентрацию солей) растения. Поскольку объем растения увеличивается по мере его роста и поглощения воды, осмотическое значение падает. Соли внутри растения перераспределяются, и растение становится более мягким и светлоокрашенным. Это делает растение очень восприимчивым к обезвоживанию (увяданию), поскольку вода может легко покинуть растение.

Если дать больше питания корням, это пропорционально отразится на росте. Поскольку вода, используемая для транспортировки питательных солей, испарилась, соли остаются в растении, повышая его внутренний EC (осмотическое значение). Это означает, что растениевод может снова подвергнуть корни воздействию раствора с более высоким EC, то есть добавить питания.

Наращивание уровня EC

Достигая этой положительной спирали накопления EC в растении, растение также становится более способным поглощать и удерживать воду. Это означает, что вода не испаряется из растения слишком легко и оно не обезвоживается слишком быстро.

Когда растения становятся слишком мягкими, необходимо уменьшить интенсивность освещения или сократить количество часов освещения, чтобы предотвратить их высыхание в конце дня. Несмотря на то, что EC играет важную роль в этой истории, это не единственный фактор, который оказывает влияние. Общий климат вокруг растения влияет на процессы, частью которых является EC.

Питательные потребности

При формировании внутренней EC растения, а затем и EC субстрата, важно учитывать потребности роста растения. Эти потребности контролируются ассимиляцией. Чем больше растение растет, тем больше питания ему требуется. Эти питательные вещества частично задерживаются в растении и преобразуются в аминокислоты, масла, жиры и т.д., но некоторые соли питательных веществ также остаются в соке растения, и они определяют внутренний EC растения. Калий является одним из наиболее важных питательных элементов для этого.

После завершения фазы вегетативного роста растение все еще может поглощать много калия для внутреннего осмотического значения и завязей. Завязи — это не оплодотворенное «семя». Однако этому возрастающему темпу поглощения приходит конец. Примерно через 60% цикла выращивания растение получит достаточно питательных веществ из запасов в субстрате. Теперь для растениеводов начинается игра между запасом питательных веществ и применяемым ЕС.

Электропроводность в гидропонике

Мы можем использовать принцип «ведра», чтобы понять этот принцип.

Пока вода в субстрате испаряется, соли не испаряются. поэтому в последние недели роста растения в большинстве случаев следует прекратить подкормку и добавлять только воду . Потому что если в субстрате недостаточно воды, EC-значение (концентрация солей) может резко возрасти.

Пример:
У нас есть ведро, содержащее 10 литров раствора удобрений с EC 2 мСм/см.
Это означает, что в ведре содержится 20 грамм питательных солей. (2,0 г/л X 10 литров). Если испарится 9 литров воды, останется 1 литр воды с EC 20 (EC = 20 грамм соли в 1 литре воды). В реальности такого экстремального примера не произойдет, и при выращивании в почве происходит дальнейший процесс буферизации , который в некоторой степени связывает питательные соли с частицами органического субстрата, но принцип остается верным. Добавление 9 литров воды вернет ЕС к 2 мСм/см. Таким образом, если нам нужно поддерживать EC между 2 и 4 мСм/см, мы должны пополнять воду после удаления 5 литров (4 г/л x 5 литров = 20 г, EC = 4 мСм/см).

Если в ведре находится растение, и оно поглотило 5 грамм солей из раствора, мы можем долить его при добавлении воды, чтобы поддерживать 2,0 EC. Если, например, требуется долить 5 литров воды, мы должны добавить 5 граммов солей, или, говоря короче, дозу воды в 5 литров с EC 1,0 (гр./л) или мС/см. Цель здесь и при выращивании растений — поддерживать постоянный EC в ведре.

Это основа внесения удобрений. Мы стараемся поддерживать определенный уровень плодородия в контейнере, что обеспечивает растению достаточное количество питательных элементов. В целом, мы должны снизить EC в заключительный период. В дренируемой системе мы можем сами снизить запас питательных веществ, промыв ее раствором с более низким EC. Субстрат в дренируемых системах может быть скорректирован гораздо легче. В недренируемых системах питательный запас можно только увеличить, и он постоянно пополняется при последовательном внесении корма. Рано или поздно этот запас питательных веществ достигнет уровня, который замедлит, а затем остановит способность растения поглощать воду, а затем фактически заставит воду выйти из тканей растения, обращая весь процесс вспять.

Резюме

Помимо того, что EC является единицей измерения количества удобрений, внесенных в растения, он также является механизмом климат-контроля , связанным с поглощением воды.

Растения следует начинать выращивать с низким EC, а затем как можно быстрее повышать его, чтобы обеспечить потребности растения в питательных веществах, а также повысить внутреннее осмотическое значение для создания более сильного растения.

В последние недели выращивания растение практически не нуждается в подкормке. Мы продолжаем давать питание только для того, чтобы поддерживать запас питательных веществ в горшке и поддерживать стабильный EC. Обычно это приводит к снижению EC или даже к недельному промыванию (выщелачиванию).

Электропроводность воды

В отдельных отраслях применяются исключительно жесткие требования к качеству водоподготовки. В частности, в микроэлектронике и фармацевтике одним из важнейших показателей является электропроводность воды. Способность специально подготовленной жидкости проводить ток и величина удельного сопротивления сказывается на эффективности некоторых технологических процессов.

Физическое свойство вода — проводимость регламентируются для таких отраслей требованиями действующих нормативных документов. В статье рассматриваются основные факторы определяющие уровень ее сопротивления, единицы, методы и приборы для измерений. Читателю предлагается обзор наиболее эффективных способов снижения означенных показателей с использованием профессионального оборудования.

Что такое электропроводность воды

Самая распространенная жидкость на Земле обладает способностью проводить постоянный или переменный ток.

Электропроводности воды — это количественная характеристика этого ее свойства, которое определяется наличием заряженных частиц — положительных и отрицательных ионов. К последним относятся химические элементы, входящие в состав следующих органических и неорганических соединений:

• Щелочи.
• Соли щелочноземельных и других металлов, прежде всего хлориды и сульфиды (сульфаты).
• Карбонаты.

Этот показатель тем выше, чем больше в жидкости находится положительно заряженных ионов — катионов и отрицательных — ионов. Т.е. электропроводность напрямую связана с солесодержанием воды. Удельная электропроводность воды находится в обратной зависимости с сопротивлением воды и определяется для объема жидкости, который находится в промежутке между двумя электронами площадью в 1 см2. Последние при этом располагаются на расстоянии в 1 см друг от друга.

Нормы электропроводимости природной воды

В Российской федерации требования к параметрам качества водоподготовки регламентируются государственными стандартами и другими документами. Удельные показатели электрической проводимости воды различного назначения устанавливаются следующими нормативно-правовыми актами в зависимости от степени чистоты:

1. ГОСТ 52501-2005. Для проведения лабораторных анализов — не более 0,1 и 1,0 мкСм/см для первой и второй степени соответственно.
2. ГОСТ 6709-97. Для дистиллированной воды — менее 5*10-4 См/см.
3. ФС 2.2.20020.15. Вода очищенная фармацевтического назначения — не выше 4,3 мкСм/см.
4. ФС 2.2.0019.15. Вода для приготовления лекарственных растворов и проведения инъекций.

Жесткие технологические нормы электропроводности для воды установлены на предприятиях, выпускающих компоненты для микроэлектроники. Качество жидкости используемых в производственных процессах контролируется специализированными лабораториями и использованием сложных приборов по утвержденным методикам.

Показатели электропроводности: основные факторы

В природных водоемах содержится множество растворимых примесей неорганического происхождения. Они и определяют основные физические свойства вода, и в том числе электропроводность. Величина последней находится в прямой зависимости от ряда факторов:

1. Концентрации заряженных частиц.
2. Состава и природы ионов.
3. Температуры жидкости.

Наибольшее влияние на электропроводность воды оказывают соли жесткости, точнее катионы натрия (Na + ), калия (K + ) и кальция (Ca 2+ ), также анионы хлора (Cl — ) и кислотных групп (SO₄ 2- и HCO₃ — ). Наличие в жидкости ионов двух- и трехвалентного железа (Fe 2+ , Fe 3+ ), а также марганца (Mn 2+ ) и алюминия (Al 3+ ) в незначительных концентрациях практически не сказывается на удельном сопротивлении.

При повышении температуры электропроводность воды существенной возрастает по причине роста скорости ионов, снижения их сольватированности и уменьшения показателей вязкости. При этом рост проводимости, связанный с увеличением концентрации катионов и анионов, наблюдается только до определенного предела. Достигнув максимума, она начинается уменьшаться, что обусловлено усилением взаимодействия заряженных частиц между собой и снижением степени диссоциации.

Определение показателей электропроводности воды

Уровень сопротивления жидкости электрическому току измеряется при помощи специальных приборов. Для количественного определения уровня электропроводности воды используются единицы измерения, установленные международной системой СИ. Применение унифицированных методов и стандартов в этой сфере упрощает лабораторные исследования и понимание получаемых результатов.

Единицы измерения

В нашей стране для измерения проводимости воды используются специальная единица — См/м (Сименс на метр). Она соотносится с удельным сопротивлением как 1 См/м= 1/1 Ом/м. При этом описываемый показатель для природной воды составляет:

• Для пресных рек: от 50 до 1500*10 -6 См/м.
• Для дистиллированной воды: от 0,5 до 5*10 -6 См/м.
• Для ультрачистой деионизированной: от 0,1 до 0,2*10 -6 См/м.

Для удобства в качестве единицы электропроводности воды используют производную, которая составляет одну десятитысячную от основной и записывается как мкСм/см.

Удельное сопротивление жидкости определяется в значительной мере уровнем минерализации. В США для измерения проводимости воды вместо мкСм/см используют величину TDS, указывающую на содержание растворимых солей. Этот показатель рассчитывается в частях на миллион и записывается как ppm. Для перевода этой единицы в международную используется корректирующий коэффициент.

Методы измерений и используемые приборы

В нашей стране удельная проводимость и водородный показатель жидкости определяются электрометрическим способом. Для того чтобы точно рассчитать электропроводность воды специалисты пользуются методикой, установленной РД 52.24.495-2005. Действие этого документа распространятся на поверхностные источники водоснабжения и стоки.

Для измерения электропроводности воды применяется откалиброванный кондуктометр с электродами из нержавеющей стали. Для калибровки прибора используется стандартный раствор с показателем не менее 1500 мкСм/см, при этом отклонение от номинала не должно превышать 2%.

В ходе измерений удельной электропроводности воды фиксируется ее температура, а искомая величина определяется при помощи специальных таблиц. В случае если используются приборы с температурной компенсацией, то на экране сразу же появляется истинное значение, что существенно упрощает процесс.

Снижение электропроводимости воды: профессиональные методы

Современные системы водоподготовки обеспечивают требуемые показатели качества. Для того чтобы уменьшить электропроводность воды в таких установках используются следующие методы очистки:

• обратный осмос;
• электродеионизация;
• ионный обмен.

Перечисленные технологии различаются по уровню эффективности и технико-экономическим параметрам. Выбор того или иного метода осуществляется с учетом показателей проводимости воды, необходимых заказчику. Рассмотрим подробнее возможности и особенности каждого из представленных способов.

Обратный осмос

Суть метода состоит в использовании полупроницаемых мембран для получения пермеата высокой очистки. В процессе обратного осмоса проводимость воды существенно уменьшается по причине ее глубокой деминерализации. Современные промышленные установки обратного осмоса отделяют до 99,9% всех примесей, в том числе и солей жесткости. Такие системы отличаются производительностью до 1000 л/ч.

Показатели электропроводности осмотической воды в зависимости от модели используемой установки колеблется в пределах от 0,1 до 5 мкСм/см. Пермеат без дополнительной обработки относиться к первой степени очистки, и может использоваться в медицине, фармацевтике и других высокотехнологичных отраслях промышленного производства. Обратноосмотические установки в настоящее время являются основными источниками очищенной воды.

Электродеионизация

В настоящее время разрабатываются и внедряются технологии глубокой очистки жидкостей от солей. Необходимые физические свойства воды, в том числе электропроводность на уровне 0,055 мкСм/см, обеспечивает метод электродеионизации. Водоподготовка с его использованием проводится в три этапа:

1. Электродиализ. Удаление катионов и анионов из воды осуществляется при помощи конселективных мембран, которые располагаются перед электродами. К ним прикладывается постоянное напряжение, обеспечивающее движение заряженных частиц.
2. Ионный обмен. Для ускорения процесса в камеру закладывается состав из специальных высокомолекулярных смол, состоящих из катионитов и анионитов. Полимеры имеют пористую структуру и поглощают заряженные частицы и замещают их.
3. Регенерация. Под действием постоянного тока происходит диссоциация молекул воды, и образующиеся при этом ионы обеспечивает восстановление обменных свойств заполнителя.

Очищенная и деионизированная вода обладает крайне низкой проводимостью, что позволяет ее использовать в качестве растворителей для лекарственных препаратов. Промышленные установки электродеионизации имеют высокую производительность и могут использоваться на предприятиях теплоэнергетики.

Ионный обмен

Данная технология обеспечивает эффективное удаление заряженных частиц из жидкости при сравнительно небольших затратах. Значительное снижение ионной проводимости воды достигается за счет использования специальных веществ: ионитов или катионитов. Они выпускаются в виде заполнителей для ионообменных систем — фильтров смешанного действия.

Иониты производятся на основе сетчатых полимеров, которые имеют микропористую или сетчатую структуру. Материал имеет ковалентную связь с ионогенными группами, которые в процессе диссоциации образуют пару из свободного и фиксированного иона с противоположным зарядом. Последний закреплен на полимере.

В результате ионообменного процесса заметно снижается электропроводность воды и уровень ее минерализации. Заряженные частицы из жидкости диффундируют вначале к поверхности, а затем и внутрь сорбента. Со временем способность засыпки поглощать ионы из жидкости снижается и для ее восстановления проводится регенерация с использованием рабочих растворов.

Удельная электрическая проводимость в воде

Компания Diasel Engineering предлагает эффективные технические решения по уменьшению удельной электрической проводимости воды. Предприятие осуществляет поставки оборудования систем обратного осмоса, электродеионизации и ионного обмена. Наши специалисты выполняют монтаж установок водоподготовки, необходимые пусконаладочные работы и обеспечивают их техническое обслуживание.

Снижение электропроводности воды до требуемых показателей — задача исключительно сложная и для ее решения необходимо привлечение профессионалов. ООО «НПК «Диасел» приглашает к сотрудничеству предприятия, нуждающиеся в установках глубокой очистки. Комплексное решение проблем водоподготовки — наша основная специализация.

Заявка на подбор оборудования

Электропроводность воды в чем измеряется

Удельная электрическая проводимость (удельная электропроводность) — количественная характеристика способности воды проводить электрический ток. Это величина, обратная электрическому сопротивлению воды при температуре 25°С, находящейся между двумя электродами с поверхностью 1 см2, расстояние между которыми равно 1 см. Единица удельной электрической проводимости — Сименс на 1 м (См/м). Для воды в качестве единицы измерения используют производные величины — миллиСимменс на 1 м (мСм/м) или микроСименс на 1 см (мкСм/см).

В большинстве случаев удельная электрическая проводимость является приблизительной характеристикой концентрации в воде неорганических электролитов — катионов Na+, K+, Са2+, Mg2+ и анионов Сlˉ, SO42-, HCO3-. Присутствие других ионов, например Fe(II), Fe(III), Mn(II), NO3-, НРО42- обычно мало сказывается на величине удельной электрической проводимости, так как эти ионы редко встречаются в воде в значительных количествах. Водородные и гидроксильные ионы в диапазоне их обычных концентраций в поверхностных водах суши на удельную электрическую проводимость практически не влияют. Столь же мало и влияние растворенных газов.

Удельная электрическая проводимость воды зависит в основном от их минерализации и обычно колеблется в пределах от 50 до 10000 мкСм/см.

Измерение удельной электрической проводимости осуществляется — кондуктометрическим методом, с помощью прибора кондуктометра. Кондуктометр позволяет оценить качество воды и определить, в каких областях ее можно применять. Кондуктометры бывают промышленными и бытовыми. Первые отличаются точностью показателей и большей функциональностью. Бытовой прибор обычно бывает без дополнительных функций и может давать результат с небольшой погрешностью, которая не имеет существенного значения для качества употребляемой питьевой воды.

Затруднения, возникающие при оценке суммарного содержания минеральных веществ по удельной электропроводности связаны с:

• неодинаковой удельной электропроводимостью растворов различных солей;
• повышением электропроводимости с увеличением температуры.

Влияние электропроводности воды на здоровье человека:

Вода, в которой содержатся растворенные соли и минеральные вещества, обеспечивает правильное функционирование нервной системы человека, позволяет быстрее передавать импульсы, которые отвечают за выполнение мышечных функций. Чем выше электропроводность, тем меньше энергии потребуется затратить организму для передачи импульса. Вода с повышенной минерализацией и высокой электропроводностью является полезной для здоровья: она улучшает общее самочувствие и дает прилив сил.

Удельная электропроводность в промышленности:

В отдельных отраслях применяются исключительно жесткие требования к качеству водоподготовки. В частности, в энергетике, микроэлектронике и фармацевтике одним из важнейших показателей является электропроводность воды. Способность специально подготовленной жидкости проводить ток и величина удельного сопротивления сказывается на эффективности некоторых технологических процессов.

Для снижения удельной электропроводности используются следующие методы очистки:

Обратный осмос — суть метода состоит в использовании полупроницаемых мембран для получения пермеата высокой очистки. В процессе обратного осмоса проводимость воды существенно уменьшается по причине ее глубокой деминерализации. Современные промышленные установки обратного осмоса отделяют до 99,9 % всех примесей, в том числе и солей жесткости. Такие системы отличаются производительностью до 1000 л/ч. Показатели электропроводности осмотической воды в зависимости от модели используемой установки колеблется в пределах от 0,1 до 5 мкСм/см. Пермеат без дополнительной обработки относиться к первой степени очистки, и может использоваться в медицине, фармацевтике и других высокотехнологичных отраслях промышленного производства. Обратноосмотические установки в настоящее время являются основными источниками очищенной воды.

Электродеионизация — в настоящее время разрабатываются и внедряются технологии глубокой очистки жидкостей от солей. Необходимые физические свойства воды, в том числе электропроводность на уровне 0,055 мкСм/см.

Ионный обмен — Для ускорения процесса в камеру закладывается состав из специальных высокомолекулярных смол, состоящих из катионитов и анионитов. Полимеры имеют пористую структуру и поглощают заряженные частицы и замещают их.

Очищенная вода после выше указанных методов очистки обладает крайне низкой электропроводимостью, что позволяет ее использовать в фармацевтической отрасли, производства лакокрасочных изделий, в качестве питательной воды на предприятиях теплоэнергетики итд.