ADDOLCITORI

A SCAMBIO IONICO

ADDOLCIMENTO

• L’addolcimento con scambio ionico è il processo tramite il quale vengono scambiati gli ioni calcio e magnesio, causa di durezza nell’acqua, con ioni di sodio; gli ioni di sodio portano alla formazione di sali molto più solubili e stabili in acqua evitando, così, la formazione di incrostazioni calcaree.
  
  Lo scambio ionico viene realizzato attraverso una resina di tipo cationico, a forma di piccole sfere, adatta per l'utilizzo in acqua potabile; tale resina viene inizialmente caricata con ioni di sodio, che hanno maggiore affinità con calcio e magnesio.
  L’acqua, più o meno dura, fluisce attraverso la resina e, grazie alla proprietà di quest’ultima, vengono trattenuti gli ioni calcio mentre vengono liberati gli ioni di sodio contenuti inizialmente nella resina.
  Questo scambio ionico continua fino a quando non si sono scambiati la totalità dei cationi di sodio della resina; a questo punto, essendo la resina satura di ioni calcio e povera di ioni sodio, non può più addolcire altra acqua, ed è necessario rigenerarla.
  
  Il processo di addolcimento può essere indistintamente realizzato per il trattamento di acque civili oppure industriali; cambierà unicamente la dimensione degli addolcitori.
  
  L'addolcitore dovrà essere installato a valle del contatore dell'acqua, in modo tale da fornire acqua addolcita a tutte le utenze; dovrà essere previsto uno scarico dell'acqua utilizzata per il processo di rigenerazione delle resine.

RIGENERAZIONE

• La rigenerazione è un processo completamente automatico e viene effettuato dall'addolcitore in base ai litri di acqua trattata oppure tramite timer; la resina viene attraversata da una soluzione di acqua e sale, che la ricarica nuovamente di ioni sodio, lasciandola pronta per un nuovo ciclo di servizio.
  
  Il ciclo di rigenerazione consta di 4 fasi:


• Lavaggio contro corrente
  Generalmente, all’inizio del ciclo di rigenerazione, si procede ad un lavaggio delle resine in senso inverso al flusso normale, per eliminare tutte le impurità ritenute nel letto e fluidificare le resine stesse.


• Aspirazione della salamoia
  In questa fase la valvola aspira, per effetto venturi, la salamoia preparata nel deposito di sale che viene successivamente fatta circolare lentamente nel letto delle resine.
  Questa fase consente di ricaricare la resina di ioni di sodio e spingere gli ioni di calcio allo scarico.


• Lavaggio rapido
  Permette il risciacquo finale della resina, evita il passaggio di acqua salata e consente la ricostruzione del letto della resina.


• Riempimento del deposito di salamoia
  La valvola riempie nuovamente il deposito di sale con acqua per preparare la soluzione di salamoia necessaria per la rigenerazione delle resine.


• L'addolcitore potrà anche essere dotato di un sistema automatico di produzione del cloro, tramite elettrolisi salina, in grado di disinfettare le resine e la salamoia, proteggendole entrambe da un'eventuale contaminazione microbiologica.

TIPOLOGIA

• In base al tipo di automatismo utilizzato per il controllo della rigenerazione delle resine, gli addolcitori si suddividono in:
  
  
• CRONOMETRICI
  L’inizio della rigenerazione si realizza mediante un timer settimanale grazie al quale si programmano il giorno e l’ora di inizio del processo.


• VOLUMETRICI MECCANICO
  Il controllo dell’inizio della rigenerazione viene realizzato impostando la quantità massima di acqua da addolcire prima di dover rigenerare le resine; tale valore viene calcolato in base alla durezza dell’acqua ed alla capacità di interscambio totale dell’ addolcitore.
  Attraverso un contatore verrà controllato il consumo e la rigenerazione si realizzerà una volta terminato il ciclo programmato.


• VOLUMETRICO ELETTRONICO
  Uno strumento di controllo registra i dati di consumo dell'acqua e la capacità dell’addolcitore, realizzando calcoli statistici dei consumi medi per determinare il giorno ottimale per l’inizio della rigenerazione; un sistema di questo tipo consente un risparmio di acqua e sale nel processo di rigenerazione.

DIMENSIONAMENTO

• I parametri fondamentali nella scelta di un'addolcitore sono:
  
  
  • NUMERO UTILIZZATORI
    Permette di stabilire il fabbisogno idrico giornaliero, ossia quanta acqua giornalmente dovrà essere addolcita; tale quantità è stimata in circa 200 lt/h persona.
  
  
  • CAPACITA' CICLICA
    Indica la quantità massima di acqua addolcita che può essere prodotta tra una rigenerazione e l'altra ed è direttamente dipendente dalla durezza dell'acqua: più l'acqua è dura, più la capacità ciclica sarà inferiore.
    Per non avere sprechi di corrente elettrica, acqua e sale è raccomandabile dimensionare l'addolcitore in modo tale che tra una rigenerazione e l'altra trascorrano 7/8 giorni.
  
  
  • CAPACITA' DI INTERSCAMBIO
    Indica la durezza che l'addolcitore è in grado di trattenere; noto tale valore e nota la durezza dell'acqua, è possibile determinare ogni quanti m₃ di acqua verrà effettuata la rigenerazione.
    Ad esempio: un addolcitore con capacità di interscambio di 99°Hfxm₃, potrà addolcire:
    
    
    • 4,95 m₃ di acqua con durezza 20°Hf prima che sia necessario un ciclo di rigenerazione ( 99°Hfxm₃ / 20°Hf = 4,95 m₃ )
    
    
    • 3,96 m₃ di acqua con durezza 25°Hf prima che sia necessaria una rigenerazione ( 99°Hfxm₃ / 25°Hf = 3,96 m₃ )
    
    
    • 3,30 m₃ di acqua con durezza 30°Hf prima che sia necessario un ciclo di rigenerazione ( 99°Hfxm₃ / 30°Hf = 3,30 m₃ ) e così via
  
  
  
  • I precedenti calcoli si basano su una durezza residua dell'acqua addolcita pari a 0°Hf; come detto in precedenza, però, è consigliabile mantenere almeno 10°Hf di durezza, pertanto i precedente calcoli dovranno essere corretti togliendo i 10°Hf di durezza residua che vogliamo abbia la nostra acqua addolcita:
    
    
    • 9,90 m₃ di acqua con durezza 20°Hf prima che sia necessario un ciclo di rigenerazione ( 99°Hfxm₃ / 10°Hf = 9,90 m ₃ )
    
    
    • 6,60 m₃ di acqua con durezza 25°Hf prima che sia necessario un ciclo di rigenerazione ( 99°Hfxm₃ / 15°Hf = 6,60 m₃ )
    
    
    • 4,95 m₃ di acqua con durezza 30°Hf prima che sia necessario un ciclo di rigenerazione ( 99°Hfxm₃ / 20°Hf = 4,95 m₃ ) e così via
  
  
  
• In linea di massima si può affermare che un addolcitore contenente:
  • 15 litri di resina è adatto per una famiglia con 4/5 persone
  
  
  • 20 litri di resina è adatto per una famiglia con 6/7 persone
  
  
  • 30 litri di resina è adatto per una famiglia con 7/10 persone



• Analogamente, sarà possibile dimensionare correttamente un addolcitore per acque di processo industriali oppure, utilizzando un letto misto di resine ( anioniche e cationiche ) sarà possibile demineralizzare l'acqua oppure deferrizzarla.