Все природные воды содержат различные соли. Соли растворены в воде в виде ионов - катионов и анионов. Катионы и анионы растворенных солей легко извлечь, фильтруя воду через колонки с ионообменными смолами. Ионообменные смолы обладают способностью выделять из воды и накапливать на себе катионы и анионы различных солей. Таким образом, вода, проходящая через ионообменные смолы, обессоливается. При этом жесткость воды, обусловленная содержанием солей магния и кальция, снижается или устраняется полностью. После потери смолами обменной способности необходима регенерация смол (восстановление обменной способности).

Для частичного обессоливания воды достаточна одна пара включенных последовательно колонок с катионитом и анионитом. Для полного обессоливания воды необходимы еще одна или две группы колонок.

В настоящей статье рассматриваются вопросы частичного обессоливания воды, тек как такая вода оправдала себя в аквариумной практике.

Колонки для катионита и анионита могут быть как стеклянными, так и из органического стекла (ТУМХП № 26–54 или № 530–42). Примерная конструкция колонки, рассчитанной Ни 1 килограмм воздушно-сухой смолы (после набухания), приведена на рисунке 2.

В качестве уплотняющих прокладок можно использовать вакуумную резину (ТУМХП № 9 251–54) или полиэтилен (ВТУ МХП 4138–55). Фильтром служит листовой поролон толщиной 3–6 миллиметров. Его укладывают на площадку из оргстекла, в которой сверлятся отверстия диаметром 1,2–1,5 миллиметра.

Габариты колонок могут быть увеличены или уменьшены в зависимости от конкретных условий.

Две колонки, одна с катионитом, другая с амионитом приведенных на рисунке 2 размеров, обессоливают без регенерации смол примерно 250–350 литров воды (при исходной жесткости 10–12 градусов).

Через каждые 40–50 литров надо контролировать жесткость воды. При определении объемов колонок надо учитывать, что при набухании смолы увеличиваются в объеме.

Для обессоливания воды в аквариумной практике проверены и хорошо себя зарекомендовали сильнокислотные катиониты КУ-1 и КУ-2 и сильноосновные аниониты ЭДЭ-Юп и АВ-17. Катиониты КУ-1 и КУ-2 способны к обмену ионов как в щелочной, так и в кислой воде, сильноосновные аниониты – в кислой, нейтральной и щелочной воде.

При полном обессоливании воды наряду с сильноосновными анионитами применяют и слабоосновные.

Предпочтительно применять катионит КУ-2 и анионит ЭДЭ-10п, так как их обменные емкости позволяют обессолить большее количество воды без регенерации.

Первичная обработка катионита заключается в следующем. Катионит, помещенный в стеклянный или эмалированный сосуд, заливают дистиллированной или химически очищенной водой для набухания. При этом учитывается коэффициент объемного расширения при набухании. Для КУ-1 он равен 1,6, для КУ-2 – 1,42 (насыпной вес воздушно-сухого катионита равен для КУ-1 – 0,74 килограмма на кубический дециметр, для КУ-2 – 0,71). Процесс набухания продолжается 6–10 часов. Затем, если обработка производится в сосуде, излишняя вода сливается. Если же обработка производится в колонке, то вместе с водой катионит загружают в колонку.

В сосуде катионит на час заливают пятипроцентным раствором соляной кислоты, составленным на дистиллированной или обессоленной воде, из расчета два литра раствора на килограмм воздушно-сухого катионита. В колонке через катионит пропускают такое же количество раствора из того же расчета со скоростью 5 метров в час.

Раствор сливают, а катионит промывают дистиллированной или химически обессоленной водой из расчета 4 литра воды на килограмм катионита. В сосуде промывка повторяется два-три раза; с последней порцией воды катионит заливают в колонку.

Если катионит обрабатывался в колонке, то промывка его ведется со скоростью 5 метров в час.

Первичная обработка анионита ведется так же, как катионита, но вместо раствора соляной кислоты используется пятипроцентный раствор питьевой соды. Для этого можно использовать и трехпроцентный раствор едкого натра. И тот и другой раствор берутся из расчета 6 литров на килограмм воздушно-сухого вещества.

При обработке анионита раствором питьевой соды вода будет иметь кислую реакцию и значение рН будет в пределах 4–5. При обработке раствором едкого натра вода будет иметь щелочную реакцию и значение рН будет 8–9. Коэффициент объемного расширения при набухании равен для ЭДЭ-10п–1,71, для АВ-17 – 1,9 (насыпной вес воздушно-сухого анионита ЭДЭ-Юп–0,6 килограмма на кубический дециметр, АВ 17–0,74).

В сосуде обработанный анионит промывают несколько раз дистиллированной или обессоленной водой, а в колонке через анионит пропускают воду.

При обработке катионита и анионита необходимо следить за тем, чтобы смолы не соприкасались с атмосферой, так как при этом начинается нежелательная реакция с углекислотой воздуха.

При регистрации смол в колонках надо предварительно взрыхлить их потоком воды, направление которого обратно направлению потока воды при работе колонок.

Все операции, кроме набухания, проводятся в такой же последовательности, как при первичной обработке. При регенерации увеличивается количество растворов и промывочной воды. Для КУ-1 требуется 3 литра, а для КУ-2 – 5 литров пятипроцентного раствора соляной кислоты и 6–10 литров промывочной воды. Для анионита необходимо 8–10 литров пятипроцентного раствора питьевой соды и 10–15 литров промывочной воды.

Большое количество свободной углекислоты в обессоленной воде повышает кислотность воды, и значение рН достигает 4–5. Понизить кислотность можно путем интенсивной продувки воздуха через распылитель.

Регенерацию и первичную обработку смол лучше проводить в колонках, так как неаккуратное перемешивание смол в сосудах приводит к превращению их зерен в пылевидные кристаллы.

Полученную обессоленную воду смешивают с отстоянной водопроводной водой в пропорции, обеспечивающей необходимую жесткость, и насыщают ее кислородом через распылитель. После продувки воздухом окончательно доводят значение рН фосфорной кислотой или питьевой содой в зависимости от кислотности или щелочности воды. Через сутки после контроля значений рН и жесткости при условии достаточного насыщения кислородом вода может быть использована по назначению.