Жесткая вода способ умягчения

Умягчение жесткой воды

Знать степень жесткости используемой воды обязательно. От показателя жесткости питьевой воды зависит множество аспектов нашей жизни: сколько использовать стирального порошка, нужны ли меры по умягчению жесткой воды, сколько проживут аквариумные рыбки в воде, нужно ли введение полифосфатов в обратном осмосе и т.д.

Существует множество способов определения жесткости:

• по количеству образованной пены моющего средства;
• по району;
• по количеству накипи на нагревательных элементах;
• по вкусовым свойствам воды;
• с помощью реагентов и специальных приборов

Что такое жесткость?

В воде присутствуют основные катионы: кальций, магний, марганец, железо, стронций. Последние три катиона мало влияют на жесткость воды. Существуют еще трехвалентный катион алюминия и железа, которые при определенном рН образуют известняковый налет.

Жесткость может быть разного вида:

• общая жесткость – общее содержание ионов магния и кальция;
• карбонатная жесткость – содержание гидрокарбонатов и карбонатов при рН большем 8,3. Их легко удалить через кипячение: во время нагревания распадаются на угольную кислоту и осадка;
• некарбонатная жесткость – соли кальция и магния сильных кислот; нельзя удалить с помощью кипячения.

Существует несколько единиц жесткости воды: моль/м 3 , мг-экв/л, dH, d⁰, f⁰, ppm CaCO₃.

Почему вода имеет жесткость? Ионы щелочноземельных металлов есть во всех минерализованных водах. Они берутся из залежей доломитов, гипса и известняка. Источники воды могут иметь жесткость в различных диапазонах. Существует несколько систем жесткости. За границей к ней подходят более «жестко». К примеру у нас вода считается мягкой при жесткости 0-4 мг-экв/л, а в США – 0-1,5 мг-экв/л; очень жесткая вода в России – свыше 12 мг-эк/л, а в США – свыше 6 мг-экв/л.

Жесткость маломинерализованных вод на 80% обусловлена ионами кальция. С ростом минерализации доля ионов кальция резко снижается, а ионов магния – увеличивается.

Чаще всего поверхностные воды обладают меньшей жесткостью, чем подземные. Так же жесткость зависит от сезона: во время таяния снегов она снижается.

Жесткость питьевой воды изменяет ее вкус. Порог чувствительности для иона кальция – от 2 до 6 мг-экв/л, зависит от анионов. Вода становиться горьковатой и плохо влияет на процесс пищеварения. ВОЗ не дает каких-либо рекомендаций по жесткости воды, так как нет точных доказательств ее влияния на организм человека.

Ограничение жесткости необходимо для нагревательных приборов. Например, в котлах – до 0,1 мг-экв/л. Мягкая вода имеет низкую щелочность и вызывает коррозию водопроводных коммуникаций. Коммунальные службы используют специальную обработку, что бы найти компромисс между налетом и коррозией.

Умягчение жесткой воды

Существует три группы способов умягчения воды:

Реагентные способы умягчения воды

Ионный обмен

Химические способы основаны на ионном обмене. Фильтрующей массой является ионообменная смола. Она представляет собой длинные молекулы, которые собрали в шарики желтого цвета. Из шариков выступают маленькие отростки с ионами натрия.

Во время фильтрации вода пропитывает всю смолу, а ее соли становятся на место натрия. Сам натрий уноситься водой. Из-за разницы зарядов ионов вымывается в 2 раза больше солей, чем оседает. С течением времени соли все заменяются и смола перестает работать. Период работы у каждой смолы свой.

Ионообменная смола может быть в картриджах или насыпаться в длинный болон — колонна. Картриджи имеют небольшой размер и используются только для снижения жесткости питьевой воды. Идеально подходит для умягчения воды в домашних условиях. Ионообменная колонна используется для умягчение воды в квартире или небольшом производстве. Кроме большой стоимости колонна должна периодически загружаться восстановленной фильтрующей массой.

Если в смоле картриджа не осталось ионов натрия, то его просто заменяют на новый, а старый – выбрасывают. При использовании ионообменной колоны смолу восстанавливают в специальном баке с рассолом. Для этого растворяют таблетированию соль. Солевой раствор регенерирует способность смолы к обмену ионами.

Обратной стороной является дополнительная способность воды удалять железо. Оно забивает смолу и приводит ее в полную непригодность. Следует вовремя делать анализ воды!

Использование других химических реагентов

Существует ряд менее популярных, но эффективных способов умягчения воды:

• кальцинированная сода или известь;
• полифосфаты;
• антискаланты – соединения против образования накипи.

Умягчение известью и содой

Метод умягчения воды с использованием извести называется известкованием. Используют гашенную известь. Содержание карбонатов снижается.

Смесь соды и извести наиболее эффективно. Для наглядности умягчения воды в домашних условиях можно добавить кальцинированную соду в воду для стирки. На ведро берут 1-2 чайные ложки. Хорошо размешивают и ожидают выпадения осадка. Подобным методом пользовались женщины в Древней Греции, используя печную золу.

Вода после извести и соды не пригодна для пищевых целей!

Умягчение полифосфатами

Полифосфаты способны связывать соли жесткости. Они представляют собой крупные белые кристаллы. Вода проходит через фильтр и растворяет полифосфаты, связывая соли.

Недостатком является опасность полифосфатов для живых организмов, в том числе и человека. Они являются удобрением: после попадания в водоем наблюдается активный рост водорослей.

Полифосфаты так же непригодны для умягчения питьевой воды!

Физический метод умягчения воды

Физические способы борются с последствиями высокой жесткости – накипью. Это безреагентная очистка воды. При ее использовании не происходит снижение концентрации соли, а просто предотвращается вред для труб и нагревательных элементов. Вода становиться мягкой или для большего понимания – умягченной.

Выделяют следующие физические способы:

• использование магнитного поля;
• с помощью электрического поля;
• ультразвуковая обработка;
• термический способ;
• использование малоточечных токовых импульсов.

Магнитное поле

Безреагентное умягчение воды с помощью магнитного поля имеет множество нюансов. Эффективность достигается только при соблюдении определенных правил:

• определенная скорость потока воды;
• подобранная напряженность поля;
• определенный ионный и молекулярный состав воды;
• температура входящей и выходящей воды;
• время обработки;
• атмосферное давление;
• давление воды и т.д.

Изменение какого-либо параметра требует полной перенастройки всей системы. Реакция должна быть незамедлительной. Несмотря на сложность контроля параметров, магнитное умягчение воды используют в котельных.

Но для умягчения воды в домашних условиях с помощью магнитного поля почти невозможно. При появлении желания приобрести магнитик на трубопровод, подумайте, как вы подберете и будите обеспечивать необходимые параметры.

Использование ультразвука

Ультразвук приводит к кавитации – образованию газовых пузырьков. Повышается вероятность встречи ионов магния и кальция. Появляются центры кристаллизации не на поверхности труб, а в толще воды.

При умягчении горячей воды ультразвуком кристаллы не достигают размера, необходимого для осаждения – накипь не образуется на теплообменных поверхностях.

Дополнительно возникают высокочастотные колебания, которые препятствуют образования налета: отталкивают кристаллы от поверхности.

Изгибные колебания пагубны для образованного слоя накипи. Она начинает откалываться кусочками, которые могут засорить каналы. Перед использованием ультразвука необходимо очистить поверхности от накипи.

Электромагнитные импульсы

Безреагентные умягчители воды на основе электромагнитных импульсов меняют способ кристаллизации солей. Создаются динамические электрические импульсы с разными характеристиками. Они идут по проводу-обмотке на трубе. Кристаллы обретают форму длинных полочек, которым трудно закрепиться на поверхности теплообмена.

В процессе обработки выделяется углекислота, которая борется с уже имеющимся известковым налетом и образует защитную пленку на металлических поверхностях.

Термоумягчение

Кто-то слышит про этот метод первый раз. Но на самом деле им пользуется каждый с детства. Это привычное для нас кипячение воды.

Все замечали, что после кипячения воды образуется осадок из солей жесткости. Кофе или чай делают из более мягкой воды, чем водопроводная.

А сколько нужно кипятить? Все просто: с ростом температуры и ее воздействием соли жесткости менее растворимые и больше выпадают в осадок. В процессе нагревания выделяется углекислый газ. Чем быстрее он улетучивается, тем больше образуется известняковый налет. Плотно закрытая крышка препятствует выведению углекислого газа, а в открытой емкости быстро испаряется жидкость.

При использовании термоумягчения следует оставлять крышку в емкости слегка открытой. Так же следует обеспечить максимальную площадь осаждения солей для ускорения умягчения питьевой воды.

При жесткости до 4 мг-экв/л термическое умягчение не нужно: соли будут оседать медленнее, чем испаряется вода. В оставшейся воде будет повышенная концентрация многих примесей.

Источник

Умягчение воды для питья: основные методы и способы, как сделать воду мягче

С повышенной жесткостью можно и нужно бороться. Поэтому подробно рассмотрим существующие методы умягчения, начиная с того, зачем умягчать воду, продолжая тем, какому из способов отдавать предпочтение в той или иной ситуации, и заканчивая тем, что за оборудование выбирать для реализации задуманного.

Сразу отметим, что даже забор из артезианской скважины не является на 100% чистым, в нем все равно присутствуют примеси (пусть и в меньшей концентрации), от которых следует избавляться. Выявить наличие этих нежелательных добавок можно как в лабораторных условиях – самый точный вариант – так и на вкус или даже визуально: по малому пенообразованию, появлению налета на поверхностях сантехники, повышенному расходу средств бытовой химии.

Что такое умягчение питьевой воды

Это процесс очистки питьевой или бытовой жидкости от солей путем снижения их концентрации до приемлемых значений. Другими словами, это понижение степени жесткости, которая может быть:

временная – с повышенным содержанием осадков магния и кальция (гидрокарбонатов);

постоянная – с другими примесями, не выпадающими в твердое состояние при кипячении, то есть с хлоридами, сульфатами, нитратами.

Умягченная вода, что же это такое? По сути, это жидкость, полученная в итоге нормализации совокупности физико-химических свойств используемой среды, приведения ее к рекомендуемым и безопасным для использования показателям. Сводится к обработке, в ходе которой удаляются нежелательные ионы и другие вредные вещества, в том числе азотистые и сернокислые соединения или пестициды.

Необходимость смягчения

Его следует проводить, чтобы:

Убрать металлический или горьковатый привкус.

Исключить саму возможность появления осадка, чтобы воду можно было разливать в бутылки или использовать для приготовления алкогольных напитков, соков, других товаров пищевой промышленности.

Защитить бытовую технику от накипи: лишняя соль ведь обязательно отложится на стенках и ТЭНах бойлеров, стиральных машин, чайников и сначала понизит их производительность (а значит и увеличит затраты электроэнергии на нагрев на 15-20%), а потом и спровоцирует поломку.

Минимизировать расход порошка и других моющих, содержащих поверхностно-активные вещества. Именно с ПАВами и будут взаимодействовать нежелательные примеси, связывая их и снижая их эффективность.

Избавиться от налета на поверхностях кранов и смесителей, бачка унитаза, корпуса биде и другой сантехники, а также кафельной плитки. Отложения не только некрасиво выглядят и плохо оттираются, но и постепенно разрушают даже твердые материалы.

Предотвратить закупоривание промышленных систем – накипь снижает пропускную способность и коэффициент теплопередачи труб, постепенно их забивая, что оборачивается увеличением расхода топлива на обслуживание оборудования.

И, самое важное, умягчение нужно проводить, чтобы защитить свой организм от негативного влияния излишков солей.

Вред употребления жесткой воды для людей

Избыток магния и кальция отрицательно сказывается на состоянии:

волос (в результате их мытья) – замедляется рост, повышается выпадение, развивается перхоть, появляются залысины;

зубов – они растрескиваются и расшатываются, скалывается эмаль и образуются кариозные зоны;

костей – они становятся более ломкими и подверженными артриту и артрозу.

Постоянные отложения провоцируют образование камней, нарушающих нормальную работу почек, печени, кишечника. Параллельно снижается и моторика желудка: пищеварение замедляется, больше усваиваемой еды идет в жировые запасы, что способствует быстрому набору веса. Со временем развиваются и сердечно-сосудистые болезни: пребывая в скрытой форме и не проявляя себя, они оборачиваются перикардом, эпикардом, эндокардом или миокардом.

Взаимодействуя с мылом и шампунями, соли выпадают в осадок, забивающий поры. Отсюда – чувство стянутой и сухой кожи после приема душа или умывания. Жировая прослойка постепенно исчезает, кислород не проходит через эпидермис, из-за чего возникают покраснения и другие раздражения, появляется сыпь, прыщи, угри. Приходится восстанавливать микрофлору и, вообще, здоровье с помощью масок, кремов и других средств, часто дорогостоящих, хотя бороться нужно не с последствиями, а с причиной.

Отдельно отметим, что жесткая вода вредна и для животных: содержащиеся в ней излишки солей накапливаются в организмах наших питомцев и приводят к проблемам с пищеварением, понижению иммунитета, недоброкачественному увеличению объема.

Те же собаки или кошки теряют аппетит, вплоть до того, что вообще отказываются от любимого ранее корма, чаще болеют (и очень легко могут простудиться), они набирают массу, но это не мышцы или жир, а скопления жидкости, уже в среднем возрасте у них появляются камни, а значит и проблемы с почками и печенью. У коров снижается удой – с 14-20 до 10-14 литров в сутки, – а также портится настроение, что негативным образом сказывается на вкусовых качествах молока (оно горчит).

Источник