Addolcimento acqua

Rimozione del calcare

Il nemico numero uno di ogni circuito idrico è il calcare: oltre a provocare ingenti danni a tubazioni, ceramiche ed elettrodomestici, comporta anche un inutile spreco di energia. Sebbene esistano altre tecniche per contrastare la sua formazione, l’addolcimento a scambio ionico è fra le più efficaci.

Addolcimento con resine a scambio ionico

Scambio ionico

Lo scambio ionico è una tecnica di trattamento delle acque che prevede uno scambio di sostanze tra l’acqua ed uno specifico materiale che viene comunemente chiamato resina. Le specie chimiche che vengono scambiate sono ioni (specie chimiche che presentano una carica elettrica). Lo scambio ionico può essere orientato agli ioni positivi (cationi) o a quelli negativi (anioni), essendo calcio e magnesio ioni positivi si tratterà di uno scambio di cationi e le resine che vengono utilizzate prendono il nome di resine cationiche.

Resine con scambio ionico

Le resine ioniche sono materiali sintetici polimerici la cui struttura molecolare presenta uno scheletro organico reticolato nel quale sono inseriti gruppi funzionali in grado di scambiare ioni.

Macroscopicamente appaiono come un materiale granulare poroso.

Resine ioniche

Struttura microscopica delle resine ioniche: le linee nere rappresentano lo scheletro carbonioso sul quale sono attaccati i siti attivi ionici.
A sinistra una resina cationica che scambia sodio (Na+) e a destra una resina anionica che scambia cloruro (Cl-)

Fasi dello scambio ionico

Lo scambio ionico è un processo reversibile. Questo significa che le resine possono essere rigenerate.

Nel caso dell’addolcimento calcio e magnesio sono sostituiti dal sodio. Quest’ultimo infatti non precipita come carbonato e non dà problemi di incrostazioni calcaree.

E’ possibile ripristinare il sodio nella resina con un processo di rigenerazione nel quale la resina è messa a contatto con un rigenerante: nel caso specifico il cloruro di sodio.

In questo modo è possibile garantire un lungo tempo di vita alle resine.

1 - Fase di esercizio

L’acqua attraversa una colonna riempita di resina. La regolazione della velocità di flusso consente di ottenere un tempo di contatto acqua-resina ottimale per lo scambio ionico

2 - Fase rigenerativa

a) lavaggio in contro corrente (backwash): smuove la resina ed elimina possibili canali preferenziali creati dall’acqua in fase di scambio
b) rigenerazione: il rigenerante viene messo a contatto con la resina, vengono ripristinati i siti attivi di scambio
c) lavaggio finale: vengono lavati i residui di rigenerante dalla resina

Vantaggi dell'addolcimento

Viene abbassata la durezza dell’acqua e viene portata ad un valore ottimale che consente di avere un’acqua sufficientemente ricca di calcio e magnesio (utili per l’organismo umano), ma che non dia problemi di incrostazioni calcaree.

Risparmio energetico dovuto alla migliore efficienza delle caldaie.
Allungamento del tempo di vita degli elettrodomestici.
Eliminazione della patina bianca di calcare su stoviglie e sanitari.

Il deposito di calcare, infatti, comporta danni alle tubazioni, agli elettrodomestici e alle caldaie.

È stimato che l’uso di acqua molto dura nelle caldaie provoca un calo di efficienza tale da comportare un aumento dei costi per il riscaldamento del 15-20%.

L’acqua dura inoltre sfavorisce il discioglimento dei saponi e allo stesso tempo attacca le fibre dei tessuti: questi due effetti combinati insieme sono responsabili del danneggiamento dei vestiti.

La durezza è generalmente espressa in gradi francesi (°F)

Un grado francese corrisponde 10 mg\l di carbonato di calcio (CaCO3).

L’intero contenuto salino è quindi espresso come se fosse tutto derivante dal carbonato di calcio.

Classificazione durezza delle acque:
• fino a 7 °F: molto dolci
• da 7 °F a 14 °f: dolci
• da 14 °F a 22 °f: mediamente dure
• da 22 °F a 32 °f: discretamente dure
• da 32 °F a 54 °f: dure
• oltre 54 °F: molto dure.