Жёсткая вода и её умягчение

Вода – неотъемлемый атрибут деятельности всех людей в домах и квартирах. Забота о ее качестве становится очень важной, когда мы понимаем (например, по накипи из чайника), что с жидкостью из под крана происходят неблагоприятные для нашего здоровья метаморфозы.

Необходимость умягчения

Умягчённая вода – это жидкость с пониженным содержанием ионов кальция и магния. Они представляют двууглекислые соединения. Это частицы без запаха, растворимые, с солено-щелочным вкусом. Самый простой их пример – натрий двууглекислый, который в быту называется пищевой содой.

Она хорошо смягчает воду, если добавить на 10 литров пару чайных ложек порошка. Считается, что в такой среде овощи лучше разварятся. Но смягченная содой жидкость не может быть питьевой, потому что будет обладать неприятным солоноватым привкусом. Поэтому со временем были изобретены другие способы смягчения.

Признаки жесткости легко определяются в домашних условиях. Показатели могут быть временными или постоянными.

Временная составляющая еще называется карбонатной. Карбонаты представляют собой щелочные металлы – Mg и Ca. Они после кипячения образуют накипь.

Постоянная составляющая остается в неизменном виде — это сульфаты и хлориды. Они никуда не исчезают даже после доведения жидкости до 100 градусов.

Вода с повышенным содержанием минералов называется жесткой из-за свойств тканей, которые появляются после стирки с применением моющих средств. Постиранная вещь будет неприятной на ощупь, что объясняется ионообменными свойствами волокон.

Что такое умягченная вода, можно судить по составу жидкости — обычно в ней сниженное количество минералов. Умягчением добиваются приведения показателей к нормативным значениям (пригодным для питья).

Понижение жесткости достигается путем удаления ионов кальция и магния. В ходе обработки из воды исключаются также пестициды и другие вредные вещества, например, сернокислые, азотистые соединения.

Минимальную жесткость в природе имеют дождевая или грунтовая вода, из чистого водоема. Наибольшие показатели из известковых слоев почв.

Жесткие свойства непосредственного вреда организму не приносят. Но с непривычки у человека, который не употреблял раньше воду с повышенным содержанием минералов, появляются кишечные расстройства. Это происходит из-за сернокислого магния.

Кстати, те кто постоянно пьет обычную, не хлорированную жесткую жидкость из под крана, говорят о неприятном вкусе умягченной жидкости.

Существующие нормы жесткости

Деление воды происходит в соответствии с концентрацией солей. Численное выражение связано с содержанием кальция и магния. Величина измеряется в моль на куб. метр. На деле чаще применяется миллимоль на один литр жидкости.

Рекомендованный международный вариант предполагает использование метрической системы СИ. Разные государства применяют свои несистемные единицы, среди которых наиболее популярны – градусы жесткости.

В российской системе измерений предполагается использование миллиграмм-эквивалент на один литр. Это соответствует 20,4 мг ионов кальция и 12,16 ионов магния. Воды подразделяют на группы согласно следующим значениям жесткости:

• очень мягкая – от 0 до 1,5 мг-экв.л;
• мягкая – от 1,5 до 4 мг-экв.л;
• средняя жесткость – от 4 до 8 мг-экв.л;
• жесткая  – более 12 мг-экв.л.

Наилучшие вкусовые качества наблюдаются от 1,6 до 3 мг-экв.л. Жёсткая вода и её умягчение от 3 до 7 мг-экв.л допускается к использованию для технических целей, однако не рекомендуется для употребления.

Вред употребления жесткой воды для людей

Мировых стандартов жесткости, которая может негативно повлиять на организм человека, не существует. Однако многие научные исследования выявляют четкую связь между содержанием солей магния и кальция и состоянием:

• костей, зубов, волос;
• внутренних органов;
• кожных покровов.

Кальций в организме есть в костной и зубной ткани, этот же микроэлемент в большом количестве присутствует в жесткой воде. Зубы и кости подвержены влиянию этого вещества. Причем для людей вреден как его переизбыток, так и недостаток. Без нормального количества минерала организм пользуется собственными ресурсами, что вызывает дефецит. Из-за этого возникают частые переломы костей, выпадение зубов, а из-за его переизбытка бывает отложение солей, из-за которого появляются артрозы и артриты.

Вода влияет на структуру и здоровье волос. Плохой рост и выпадения возникают на фоне некачественного питания микроэлементами. Жесткая водопроводная вода оказывает негативное влияние на кожу головы: при мытье волос волосянная луковица и стержень закупориваются вредными веществами.  Ростковые фолликулы медленно развиваются в неблагоприятной среде.

Здоровый волос растет от 2 до 7 лет и может достигнуть метра. В плохих условиях возникает постоянная стадия отдыха и выпадения: у человека появляются залысины, волосы плохо растут в длину. Из-за забитых пор кожи головы активно развивается перхоть.

Во внутренних органах, кроме солей, из-за жесткой воды откладывается песок, образуются камни, которые нарушают работу кишечника, желудка, почек, печени. При постоянном употреблении повышенного количества микроминералов с жидкостью снижается желудочная моторика: пища перерабатывается медленно,а излишнее ее количество уходит в запасы. Человек быстро набирает вес.

От воды с ионами кальция и магния страдает сердце. Продолжительное их употребление приводит к таким заболеваниям, как: эпикард, миокард, перикард, эндокард. Сердечные болезни долго находятся в скрытой форме, долго, никак себя не проявляют, поэтому они могут развиваться, пока вы не обратитесь к врачу. Для нормализации функционирования системы придется приложить немало усилий.

Повышенное содержание солей кальция и магния оказывает чувствительное влияние на кожу. Мыло и другие моющие средства активно взаимодействуют с этими элементами, образуя осадок, который забивает поры, из-за чего возникает сухость и дискомфорт.

Постоянное пользование жесткой водой для мытья приводит к тому, что кожа остается без необходимой жировой прослойки. Забитые поры не пропускают кислород, из-за чего появляется раздражение, покраснения, угревые высыпания. Восстановить микрофлору помогают различные крема и омолаживающие маски. Чтобы не тратиться на дорогие средства, бывает достаточно использовать для мытья прокипяченную жидкость.

Умягчение воды для животных

Температура и химический состав жидкостей существенно влияют на здоровье наших питомцев. Они из-за нее отказываются от корма. Особенно восприимчивые домашние особи чаще подвергаются простудным заболеваниям.

Когда жесткая вода из скважины, что делать, если из-за этого у животных часто возникают проблемы с пищеварением?

Увеличенное количество сульфатов влияет на пищеварительную систему маленьких котят и собак как слабительное. Привыкание у них может выработаться только с возрастом.

Хлориды часто вызывают обезвоживание тканей, чем влияют на баланс микровеществ в организме. А кальций и магний влияют на развитие мочекаменных болезней у домашних питомцев.

Качества удоев для КРС падает при поении животных жесткой водой. Например, если корова пьет умягченную по ГОСТу жидкость, она дает 14-20 литров молока за сутки. Когда жесткость питья повышена, удои будут около 10-14 литров за этот же период. Особенно это заметно с использованием жидкости с концентрацией растворимых веществ от 8 до 10 г/л.

По ветеринарно-санитарным правилам в воде могут быть:

• сухие остатки – 1000 мг/л;
• хлоридные соединения – 350 мг/л;
• сульфатные соединения – 500 мг/л;
• железо – 0,3 мг/л;
• марганец – 0,1 мг/л;
• медь – 1,0 мг/л;
• цинк – 5,0 мг/л;
• йод – 1,0 мг/л;
• фтор – 1,0 мг/л.

Нормами допускается включение нитратов и нитритов, но не более 1,0 мг/л. Еще в одном литре воды бывает, что обнаруживаются около 3-х кишечных палочек. А большее содержание бактерий говорит об опасности для животных. Микроорганизмы могут стать причиной таких болезней как туляремия, сальмонеллез, сибирская язва.

Хорошая вода для поения КРС должна иметь слабую щелочную реакцию – от 6 до 8 pH. Большие показатели у жидкости из сточных систем промышленных предприятий, из-за этого животные могут отравиться. Поэтому, когда КРС поят из открытого водоема, важно, чтобы источник был защищенным от таких загрязнений.

Содержание ионов магния и кальция в природной воде обычно мало, она подходит для поения КРС. Точные выводы о качестве даст только лабораторное исследование. Специалисты сравнивают полученные показатели с нормативами ГОСТа.

Допустимые нормы минерализации воды для питья животным

Животные	Содержание в мг/л		Общая жесткость в мг-экв.л
	Хлоридов	Сульфатов
КРС взрослые телята	600 400	800 600	18 14
Свиньи: взрослые поросята	400 350	600 500	14 12
Овцы: взрослые ягнята	2000 1500	2400 1700	45 30

Санитарная очистка не всегда может производиться точно по ГОСТу. Качественной считается жидкость с показателями общей жесткости до 14 мг-экв.л.

Способы понижения жесткости

Рекомендуется обрабатывать и питьевую, и бытовую жидкости. Можно использовать различные способы умягчения воды.

Термический

Другими словами действие можно назвать кипячением. Повышенные температуры вызывают распад карбоната кальция — это соединение чаще и вызывает жесткость. Минусы способа в том, что карбонат не растворяется, а преобразуется в осадок. Исчезает лишь углекислый газ, который является растворимой частью соединения. Метод удобен тем, что доступен в бытовых условиях.

Мембранный

Метод предполагает использование молекулярных мембран. Это позволяет удалять до 98% примесей. Питьевая вода, очищенная мембранным способом, будет полезнее, если в системе дополнительно установить минерализатор. Однако, важно помнить, что вещества, которые попадают в организм с той же водопроводной жидкостью, есть и в других пищевых продуктах. Например, тот же кальций содержится в стакане молока.

Химический (реагентный)

Метод позволяет преобразовать растворяющиеся вещества в нерастворяющиеся. Действие заключается в использовании различных реактивов. Например, карбонаты выводятся известью, а сульфаты – содой. Нередко в специальных системах применяют синтетические соединения. Простейшие реагенты, которые понижают жесткость:

1. Уксус и лимонная кислота;
2. Поваренная соль.

Первые два компонента часто рекомендуются в смягчении жидкости, которая будет применяться для мытья  волос. В питьевых целях использование метода, не рекомендуется, так как это повышает кислотность в желудке.

Соль изменяет не только химический состав, но и вкус. Соленая вода спасает нагревательные устройства от накипи. В большинстве случаев средство подходит для посудомоечных устройств, стиралок.

Производители поставляют реагент в виде таблеток или гранул с ароматическими добавками. Предлагаемое в продаже вещество чаще всего и представляет собой обычную поваренную соль.

Магнитный

Метод предполагает действие на воду постоянного магнитного поля. Магниты влияют на изменение структурной сетки солей в жидкостях. Частицы перестают соединяться между собой на молекулярном уровне, не образуют осадка. Считается, что это даже помогает разрыхлить уже имеющуюся накипь, в результате снижения концентрации солей сантехнические трубы, бытовое оборудование и прочие приборы показывают длительный срок службы. Последние эксперименты доказывают, что магнитные умягчители снижают также и содержание железа.

Электромагнитный

Этот метод совершеннее в сравнении с предыдущим вариантом. Разница состоит лишь в том, что лишние соли выводятся через специальные сборники в отстойники или в канализацию.

Ионообменный

Использование метода предполагает замещение ионов кальция и магния ионами натрия. Вещества растворимы, при этом не влияют негативно на здоровье.

Все методы нередко комплексно входят в современные очистительные системы. Выбор способов должен основываться на анализе, проведенном в специализированной лаборатории.

Варианты исполнения фильтров

Как умягчить воду для питья, становится понятно при изучении рынка бытовых фильтров. Предприятия продают устройства для очистки в разнообразном исполнении: есть варианты под мойку для отдельного крана, существуют различные насадки на имеющиеся смесители. Отличаются системы и скоростью фильтрации.

Поэтому, кроме анализа на мутность, жесткость и состав, важно определить  примерный расход. В решении этой задачи помогут установленные бытовые счетчики. Если их нет, придется обращаться в инженерные компании, где специалисты умеют работать по специальным формулам.

Самый простой фильтр для очистки – «кувшин». Он представляет собой компактный умягчитель, выполненный в форме пластикового сосуда.

Фильтрация осуществляется за счет компоновки таких составляющих, как:

• уголь;
• смола;
• цеолит.

Вода обычно поступает через первый угольный слой и оказывается в чаше уже очищенной. Активированный уголь удаляет почти всю органику. Цеолит исключает содержание аммиака, и других «летучих» компонентов, а смола умягчает.

Основное преимущество кувшинов – малые размеры и возможность перемещения. Веским плюсом является и доступность.

Недостатком является среднее качество очищения, но здесь все связано с состоянием водопровода.

Фильтры-умягчители картриджного типа представлены на рынке проточными разновидностями. Они продаются в виде насадок для смесителя или на магистраль. Простой вариант – настольный, который состоит из сменного картриджа, заключенного в пластиковую колбу.

Устройство имеет кран, через который поступает уже чистая вода. С другой стороны у проточного фильтра имеется шланг, присоединенный к смесителю. Проточники несколько уменьшают напор из водопровода. Поэтому, если он и так несущественный, они не рекомендуются к использованию.

Фильтрующие насадки на кран — та же технология, но с сокращенным расстоянием до устройства. В продаже бывают варианты с внутренней или внешней резьбой. Очевидное преимущество изделий – компактность. К тому же с установкой насадок можно справиться без сантехника.

Фильтрующее устройство под мойкой – по сути тоже проточник. Метод очищения через устройство самый радикальный, но он требует свободного места для установки. Подключение производится напрямую к трубам, а затем к смесителю.

Конструкция состоит из нескольких пластиковых колб, которые включают различные составляющие. Вода проходит через всю систему и обеззараживается от минералов и органики, умягчается и обезжелезивается.

Кабинетный фильтр для смягчения воды заключен в пластик, который оснащен удобными кнопками для управления: обычно его устанавливают в месте прохождения подающих труб. Смягчение будет гарантированным, если в поступающей среде, кроме известковых веществ, больше нет никаких примесей. Если есть другие составляющие, картридж кабинетного умягчителя будет быстро выходить из строя.

Устройство является отличным выбором для небольшой квартиры. Для большого частного дома оно уже будет маломощным. Недостатки прибора  в дороговизне и необходимости частого обслуживания.

Ионообменные колонны с солевыми баками – это фильтрующие элементы, которые способны преобразовать различные среды. В бачках приготавливаются и хранятся растворы с реагентами. Внутреннее устройство баков цилиндрической или квадратной формы примерно одинаково, стандартный объем системы — около 70 литров. В колонны помещается примерно пара мешков солей, которых хватает на два месяца автономной эксплуатации устройства.

Соль укладывается на перфорированное фальш дно. В него встроены так называемые стаканчики, которые являются опорой. Бак включает механизм в виде шахты, двухходовой кран — он закрывает солепровод при понижении жидкости в баке до нижней отметки. Внутри шахты есть поплавок, движением которого регулируется подача.

Уровень жидкости считается нормальным, если сетчатая решетка закрыта на несколько сантиметров. При взаимодействии соль всасывает в себя ионы магния и кальция, заменяя их на натриевые.

Таблетированный реагент повышает качество работы других фильтров. Например, целесообразно использование баков вместе с обратноосмотической системой.

Процесс обратного осмоса подразумевает использование специального растворителя и мембраны. Этот своеобразный фильтр для смягчения водопроводной воды, который пропускает концентрированный раствор, но не допускает попадания растворенных веществ. Система применяется для обработки морской жидкости, в медицинских целях. Обратный осмос используют в производствах концентрированных соков. Установки бывают промышленного назначения и включают:

• фильтры тонкой очистки;
• систему с реагентами (баки с солью);
• насосы;
• датчики;
• модули управления.

Есть и компактные устройства обратного осмоса, которые получили широкое распространение в Америке, Азиатских и Европейских странах. В России бытовые системы пока нововведение.

Источник: moloko-chr.ru

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/м³, 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:

• физический;
• химический;
• экстрасенсорный.

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: vse-o-vode.ru

Характеристики жесткой воды

Жесткость – интегральный показатель содержания в воде солей щелочноземельных металлов, преимущественно кальция и магния. Складывается она из двух составляющих. Постоянная жесткость определяется присутствием солей серной, соляной и азотной кислоты. Временная – складывается из суммы содержания гидрокарбонатов, а также карбонатов Mg и Ca. При уровне pH выше 8,3 либо нагревании эти компоненты образуют накипь на стенках или выпадают в осадок. Поскольку именно гидрокарбонаты определяют вкусовые качества, разница между родниковой и кипяченой водой ощутима при первом же глотке.

Российский СанПиН 2.1.4.1074-01 определяет допустимую величину жесткости при питьевом водоснабжении равной 7 мг-экв/л. Но градации для мягкой и высокоминерализованной воды не установлены однозначно, и существенно отличаются не только в разных странах, но даже в пределах одного государства.

Таблица 1. Классификации жесткости воды в России, Германии, США

В России чаще используется четырехступенчатая классификация жесткости в зависимости от содержания в воде солей (мг-экв/л):

• мягкая – 0-1,5;
• оптимальная – 1,5-2;
• жесткая – 2-5;
• сверхжесткая – 5-7.

При превышении допустимого значения поступающая к потребителю вода считается технической.

Зависимость жесткости от источника водоснабжения

Значение жесткости может существенно варьироваться даже в пределах одного региона. Чаще всего это зависит от типа водозабора. В пресных поверхностных водоемах и реках вода мягче вследствие постоянной подпитки от тающего снега и атмосферных осадков. Для них характерны сезонные колебания, зависящие от режима питания водных объектов.

Подземные воды в большей степени обогащены солями, содержащимися в водоносных горизонтах. Их концентрация мало зависит от времени года и количества осадков. Скважинные водозаборы отличает повышенная жесткость и постоянство химического состава.

Пределы и особенности умягчения

Необходимость удаления избыточных солей даже при пользовании централизованными источниками водоснабжения очевидна. Негативное влияние жесткой воды проявляется уже при концентрациях 3-7 мг-экв/л, которые считаются допустимыми. Это следует учитывать, выбирая фильтр для питьевой воды.

Для бытовой техники и внутридомовых инженерных сетей это чревато рядом серьезных проблем:

• снижением КПД, сокращением срока службы посудомоечных и стиральных машин из-за образования накипи на нагревательных элементах;
• уменьшением пенообразования при применении моющих средств;
• ускоренным износом сантехнических приборов и запорно-регулировочной арматуры из-за известковых отложений;
• сокращением сечения в теплообменниках котлов, водонагревателях и радиаторах автономного отопления;
• поломкой циркуляционных насосов;
• увеличением расхода электроэнергии.

Для человека снижается эффективность гигиенических процедур, обезжиривается и пересыхает кожа, повышается риск развития мочекаменной болезни, растет вероятность заболеваний сосудов и костной системы.

Но и полное обессоливание воды несет определённые проблемы. В частности, в технической сфере жесткость менее 2 мг-экв/л чревата усилением коррозийного воздействия теплоносителя на элементы систем обогрева. Поэтому при использовании умягчителей важно выбивать технологию, которая гарантирует на выходе воду с оптимальной жесткостью.

Методы умягчения

Мягкую воду получают несколькими способами. Наиболее древний из них – термоумягчение, или кипячение. Однако этот метод устраняет лишь временную жесткость, и применяется преимущественно в быту. Гораздо больше востребованы технологии мембранной очистки, ионного обмена и реагентного умягчения. Они отличаются глубиной, селективностью очистки, сферой применения – используются для обработки питьевой или исключительно технической воды.

Ионный обмен

Ионообменное умягчение – классическая технология, при которой жесткость устраняется замещением ионов кальция и магния исходной воды нейтральными катионами натрия. В коттеджных и промышленных системах водоочистки ионообменная установка умягчения воды – обязательный элемент водоподготовки. В качестве загрузки здесь работают катионообменные смолы, которые входят также в состав многокомпонентных смесей Ecotar, применяемых в фильтрах комплексной очистки Aquachief.

В фильтрах-кувшинах для корректировки жесткости служит ионообменный волокнистый материал «Каталон». В бытовых стационарных системах водоочистки умягчение осуществляется при помощи традиционных картриджей с катионообменной смолой (БС), а также инновационного материала «Арагон 2» с интегрированной в полимер ионообменной смолой. Выбор моделей для мягкой, жесткой и сверхжесткой воды позволяет получать из любой исходной жидкости фильтрат с оптимальными характеристиками.

Мембранная очистка

Обратный осмос – самый кардинальный способ изменения характеристик воды, который позволяет получать полностью обессоленное химическое соединение. Метод основан на продавливании жидкости через полупроницаемую мембрану с пористостью 0,0001 мкм. Преграда проницаема лишь для молекул H₂O и некоторых газов.

Технология в чистом виде используется как промышленная водоочистка в ряде производственных процессов, медицине, при переработке стоков. Питьевая вода на последнем этапе обратноосмотической очистки может обогащаться природными минералами для восстановления оптимального солевого баланса. Применение наномембран с размером пор 0,001 микрометра снижает жесткость на 70-80%, но сохраняет естественный баланс минералов. Предпочтение той или иной технологии определяется химическим составом исходной жидкости и областью применения очищенной воды.

Реагентное умягчение

Механизм снижения жесткости основан на свойствах ряда химических веществ вступать в реакцию с солями кальция и магния. В результате образуются нерастворимые карбонаты и сульфаты, выпадающие в осадок. Ранее в качестве реагента применялись гашеная известь или кальцинированная сода. В настоящее время смягчение жесткой воды чаще всего выполняется фильтром с полифосфатной загрузкой.

Этот способ нельзя использовать в линии питьевого водоснабжения, но он весьма эффективен при установке в трубопровод подачи холодной воды к стиральной и посудомоечной машинам. Связывание солей жесткости препятствует появлению накипи на нагревательных элементах, сокращает расход электричества, повышает эффективность работы бытовой техники.

Чтобы не ошибиться с выбором метода умягчения и типом фильтра, проконсультируйтесь с нашими специалистами. Чистая вода с оптимальным минеральным составом – залог здоровья потребителя и долгой работы линий водоснабжения и бытовой техники, поэтому лучше не пренебрегать водоподготовкой.

Источник: geizer.com

Особенности жесткой воды

Вода становится жесткой от растворенных солей – соединений кальция и/или магния (катионы последнего встречаются гораздо реже). Есть и другие элементы, присутствие которых может отразиться на конечных показателях жесткости, например, марганец, стронций, барий. Но их влияние настолько незначительно, что его просто не принимают во внимание.

Общий же показатель жесткости принято разделять в соответствии с составом солей:

1. Карбонатная или временная жесткость – определяет содержание в воде гидрокарбонатов Ca и Mg при уровне рН, превышающем 8,3 единицы. С ней можно легко справиться длительным кипячением – через час соли просто распадутся под действием высокой температуры и выпадут в осадок.
2. Некарбонатная жесткость носит название постоянной, поскольку от нее так просто не избавиться. Ее определяет содержание стабильных солей различных кислот, которые не распадаются и должны удаляться другими способами, например, обратным осмосом.

В сумме эти два показателя как раз и дают общую жесткость, хотя по отдельности вычислять их сложно и дорого. Обычно для определения фактической величины содержания солей используют специальные реагенты или полоски-индикаторы.

Но о том, что в вашей системе жесткая вода, можно узнать и без лабораторных исследований. В процессе использования она доставляет немало проблем, которые просто невозможно не замечать:

• Белые следы на постиранных вещах;
• Слабое пенообразование моющих средств, и как следствие – их неэффективность;
• Накипь на стенках чайника (а представьте, что происходит с ТЭНами бойлеров, стиральных и посудомоечных машин);
• Постоянно появляющийся налет на смесителе и мойке.

Человеческому организму жесткая вода тоже наносит немалый вред. Ощущение сухости кожи после контакта с такой средой – не что иное как смывание защитной липидной пленки с ее поверхности. А употребление этой воды внутрь без предварительного умягчения способно спровоцировать мочекаменную болезнь.

Но это не значит, что смягчение воды должно быть тотальным, даже если она применяется для питья и приготовления пищи. Совершенно лишенная солей жидкость приводит к дефициту ионов кальция и магния в организме, что негативно отражается на работе сердечно-сосудистой системы. Вред и польза жесткости питьевой воды – один из медицинских парадоксов. Но разрешается он просто – соблюдением меры.

С точки зрения врачей, употребление слишком жесткой, как и излишне мягкой воды, недопустимо. Здесь нужно придерживаться золотой середины.

«Переумягченная» вода способна нанести вред и стальным трубам водопроводных и отопительных систем – из-за нее они в большей мере подвергаются коррозионному износу и служат меньше, чем трубопроводы, транспортирующие жесткие среды.

Народные способы умягчения

С проблемами жесткой воды сталкивались и наши бабушки, а о вреде ее употребления они как минимум догадывались. Поэтому простых и доступных способов умягчения в копилке народной мудрости хватает. Приведем самые популярные из них.

Кипячение (причем не в электрочайнике, а на плите, поскольку добиться нужного эффекта распада солей жесткости можно лишь при длительном нагреве). После этого жидкости нужно дать сутки отстояться, и только потом осторожно ее слить, не взмучивая осадок на дне.

Вымораживание – более щадящий способ, который позволит хотя бы частично сохранить в воде полезные вещества и не испортить вкус. Прозрачную емкость с водой нужно отправить в морозильную камеру и следить за ее замерзанием. Как только 75-80% общего объема превратится в лед, посудину достают и сливают жидкий остаток – в нем сконцентрированы соли, которые и дают высокую жесткость.

Отстаивание. Вам потребуется просто налить воду в любую емкость и убрать подальше от солнечных лучей на 3-6 дней. После этого нужно осторожно слить верхние слои, не потревожив осадок. Для питья такая вода не подойдет, но для использования в быту – вполне.

Добавление кремния или шунгита – минералов, буквально впитывающих в себя соли жесткости. Наши прадеды обкладывали кремниевой пластушкой колодцы для смягчения хранящейся в них воды. Нам же доступен более простой способ: нужно лишь опустить стерильные камни кремния или шунгита в емкость с питьевой водой. Природные абсорбенты впитают в себя соли и через 2-3 дня, хотя многие рекомендуют увеличивать этот срок до недели.

Омыление – один из способов подготовки воды для стирки. Нужно будет натереть 15-20 г хозяйственного или туалетного мыла и развести его в 0,5 л воды до полного растворения и появления пены. Этого количества хватит на ведро жидкости, после чего нужно все отстоять хотя бы ночь – мыло вступит в реакцию с солями и отправит их в осадок. Утром раствор аккуратно переливают в другую емкость и добавляют в него борную кислоту (2-3 ст. л).

Современные методы

Для нас, современных людей, есть и более простые способы, как смягчить жесткую воду. Для этого достаточно купить и врезать в систему подачи фильтры умягчения с ионообменными смолами. Они представляют собой сдвоенные резервуары и работают по такому принципу:

1. Жесткая вода попадает в отсек со смолой, которая «извлекает» из нее ионы кальция, магния и других щелочноземельных элементов.
2. Обедненная жидкость перетекает во второй резервуар с обычной поваренной солью, где обогащается ионами натрия – куда более полезными для организма.
3. Остатки с «вредными» элементами удаляются вместе со стоками.

На выходе получаем безопасную и вкусную умягченную воду нормализованной жесткости. Ее можно использовать как для бытовых нужд, так и для питья или приготовления пищи.

В разных странах действуют свои нормы жесткости. У нас максимальные показатели для питьевой воды установлены на уровне 7 мг-экв/л, для технической – не более 9 мг-экв/л.

Эффект умягчения получают и после прогонки воды через систему обратного осмоса. Она действует совершенно иначе: продавливает жидкость сквозь специальную мембрану с очень мелкими порами (размером 0,0001 микрона) и задерживает примеси на молекулярном уровне. Таким образом, вода освобождается не только от солей, но и от бактерий и прочих посторонних элементов, превращаясь практически в дистиллят.

Увы, постоянное употребление ее в пищу приносит больше вреда, чем пользы. Поэтому после очистки и умягчения такую воду желательно пропускать через систему минерализаторов, которые обогатят ее безопасными веществами и восстановят оптимальную жесткость. Впрочем, для бытовых нужд она вполне пригодна.

Также для защиты техники от жесткой воды, используют различные добавки:

• Пищевую, кальцинированную соду;
• Лимонную кислоту;
• Уксус;
• Любой смягчитель воды на основе полифосфатов (Calgon, Эонит, Sodasan и пр.).

Как видите, способов умягчения – современных и «народных» – более чем достаточно. Но нужно правильно выбирать технологию в зависимости от дальнейшего использования воды. Здесь важно помнить, что химические методы (кроме ионообмена), не подходят для подготовки питьевой воды – они годятся только для технических нужд.

Источник: kuhniclub.ru

Смягчение жесткой воды из скважины с гарантией 100%

Первый способ заключается в приобретении необходимого количества очищенной воды из скважины. Ее добывают в минеральных источниках. Но такую жидкость не используют для приготовления супов и других блюд. Она часто обладает специфическими привкусам и имеет высокую стоимость, это также надо отметить, как существенный ограничивающий фактор.

Но в наши дни не сложно приобрести воду из глубинной скважины. Ее предлагают в разных упаковках. Крупные бутыли (19 л) привозят на дом. Некоторые специализированные компании предлагают в аренду на выгодных условиях кулеры, диспенсеры, подставки, иное сопутствующее оборудование и аксессуары.

При поверхностном анализе можно решить, что это – идеальный способ. Не нужны личные артезианские скважины, специализированные установки водоочистки, замена картриджей. Однако внимательный человек обратит внимание на следующие особенности:

• Сложно получить гарантии действительно высокого уровня очистки. Прозрачная жидкость может быть взята для розлива из централизованной сети водоснабжения.
• Полимерная упаковка способна ухудшить состав жидкости. В стеклянной таре такие услуги не оказывают.
• Стоимость такой воды слишком высокая для удовлетворения гигиенических и технических потребностей.
• При все удобствах доставки по нужному адресу придется соблюдать установленный временной график. Если курьерская служба не выполнить свои обязательства, иногда предлагают денежные компенсации. Они не заменят чистую воду.

Почти идеальное инженерное решение проблем существует. Это – технология обратного осмоса. В состав установок этого класса включают несколько дополнительных фильтров. Но главную функцию выполняет полупроницаемая мембрана. Она задерживает все примеси, с размерами больше молекулы воды. Загрязнения сливают в дренаж.

Качество очистки таким проточным фильтром для жесткой воды приближается к процессу дистилляции. Вполне можно утверждать, что обратный осмос обеспечивает действительно 100% результат. Существенным преимуществом является полный контроль владельца для получения безупречного качества.

Однако и в этом варианте есть определенные недостатки:

• Как в любой другой технологии фильтрации, здесь необходимо очищать рабочие протоки. Некоторые картриджи нужно менять для качественного полива растений и чистоты стенок аквариума.
• Основная мембрана также рассчитана на ограниченный срок службы. Даже в качественных бытовых установках производители рекомендуют устанавливать новый элемент примерно через 2-2,5 года непрерывного использования.
• Обработка воды таким способом – медленный процесс. За день получается запас 200-250 л. Этого мало для удовлетворения всех потребностей объекта жилой недвижимости.
• Чтобы разместить весь комплект фильтра для воды из скважины от извести (с накопительным баком) нужно достаточное свободное пространство.
• Следует учесть, что на единицу объема чистой воды понадобится 9-11 литров загрязненной жидкости слить в дренаж. Соответствующим образом возрастают эксплуатационные расходы.
• Такая техника функционирует эффективно при напоре от 3 атм. Следует исключить чрезмерное давление, примеси хлора, механические загрязнения. Для выполнения типовых правил применения иногда надо дополнить стандартный комплект насосом, клапанами, другими устройствами.

Несмотря на имеющиеся минусы, системе обратного осмоса нет равных при сравнении с альтернативными вариантами. Она хорошо подходит для того, чтобы смягчить жесткую воду из скважины с относительно небольшими затратами.

Как задержать соли жесткости с применением экономных методик?

Мембранные технологии при соответствующей модернизации применяют при создании качественных систем защиты объектов. Чтобы увеличить производительность, устанавливают несколько рабочих контуров параллельно. Приходится в каждой линии повышать давление с помощью насосных станций. Такой оборудование подвергается высоким нагрузкам, поэтому тщательно подбирают отдельные компоненты, дополняют систем контрольными датчиками. Перечисленные мероприятия значительно повышают стоимость по сравнению с рядовыми бытовыми установками. Подобные проекты реализуют по индивидуальным заказам, когда нет существенных ограничений в объеме финансирования.

Гораздо чаще применяют технологию ионного обмена. Здесь используют засыпку в бак гранул из специальных смол. Она накапливает ионы солей жесткости с одновременным насыщением потока жидкости солями натрия. После такой обработки накипь не образуется.

Значительным преимуществом является возможность многократной регенерации наполнителя в домашних условиях. Его промывают дешевым раствором поваренной соли, после чего он способен выполнять свои функции заново. При регулярном выполнении процедуры срок службы смол составляет 8 и более лет.

Как смягчить жесткую воду для питья, мытья волос и технических нужд понятно. В первом случае применяют обратный осмос. Во втором – ионный обмен. Лишние нагрузки на оборудование устраняют недорогим механическим фильтром, который монтируют на входе в центральной магистрали.

Для сохранения объективности необходимо упомянуть некоторые особенности установок с ионообменными засыпками:

• Чтобы регенерация не прерывала водоснабжение, устанавливают параллельно два бака с наполнителем. Рядом размещают емкость для раствора поваренной соли. Оборудование в сборе с арматурой и проходами занимает несколько кв. м.
• Шумные рабочие процессы надо изолировать от жилых комнат. Технику устанавливают в отдельном помещении, где поддерживается определенный температурный режим, уровень влажности.
• Для автоматизации регенерации применяют специальные блоки управления, датчики, электромагнитные клапаны.
• Типовые установки этого вида выполняют свои функции при жесткости воды не более 15 мг-экв/литр. Их эффективность и срок службы уменьшают органические примеси, соединения железа.
• Они не способны самостоятельно настраиваться оптимальным образом при изменении концентрации в поступающей жидкости на мытье волос.
• Для подержания рабочего состояния нужны регулярные осмотры. Не менее 1 раза в год выполняется общая очистка всех емкостей и рабочих протоков.

Как смягчить жесткую воду для мытья волос и полива растений без лишних затрат?

Если надо смягчить жесткую воду, чтобы защитить от накипи котел отопления или стиральную машину, применяют полифосфаты. Эти соединения при растворении в воде образуют вокруг частиц накипи оболочки, которые препятствуют их соединению. Единственное, такую воду нельзя потом использовать для полива растений, а также мытья волос.

Чтобы получить подобный эффект без загрязнения воды применяют электромагнитную обработку. Она трансформирует микрочастицы ионов, которые теряют способность прикрепляться друг к другу и к стенкам оборудования. При выборе подходящей техники для этой методики учитывают максимальную дальность действия, предусмотренную производителем.

Источник: ruvoda.com