Способы умягчения воды: что это и для чего нужно – Способы умягчения воды: выбираем оптимальный

Способы умягчения воды: выбираем оптимальный

Способы умягчения воды: выбираем оптимальный

Так как проблема жесткой воды стоит перед подавляющим большинством жителей страны, необходимо знать эффективные способы ее умягчения. Какие-то из них подойдут практически каждому, а какие-то лучше использовать для водоподготовки загородного дома.

Однако перед тем как приступить к выбору технологии умягчения, нужно выяснить, насколько поступающая жидкость жесткая. Лишь точно зная эти показатели, можно оптимально подобрать эффективный метод ее обработки. Поэтому в нашей статье мы расскажем не только о том, как смягчить воду, но и о способах измерения жесткости.

Из этой статьи вы узнаете:

• Что значит жесткая вода

• Негативное влияние жесткой воды

• Как измерить жесткость, чтобы подобрать лучший способ умягчения воды

• Способы умягчения воды

Что значит жесткая вода

Жесткость оказывает большое влияние на потребительские качества жидкости и играет значимую роль в хозяйственных вопросах. Вода, имеющая высокую жесткость, при кипячении оставляет накипь на бытовой технике, ее нагревательных элементах и стенках. Это приводит к потере теплотехнических свойств приборов. В процессе стирки жесткая жидкость увеличивает расход моющих средств и снижает их очищающую способность.

Градусы dH	Характер воды	Жесткость в мг-экв/л	Эквивалент в мг/л
23–34	Очень жесткая	Выше 12 мг-экв/л	320–530 ppm
13–22	Жесткая	8–12 мг-экв/л	210–320 ppm
9–12	Средней жесткости	4–8 мг-экв/л	140–210 ppm
5–8	Мягкая	1,5–4 мг-экв/л	70–140 ppm
0–4	Очень мягкая	До 1,5 мг-экв/л	0–70 ppm

В чем причины повышения жесткости воды? Определяющим фактором является присутствие солей кальция и магния. Данные элементы выступают активными участниками химических процессов окружающего нас мира. Поэтому жесткость воды, взятой из разных источников, может сильно отличаться. Водоемы пополняются из подземных родников или ключей, которые проходят через известняковые слои, обогащаясь различными солями. Проведенный анализ поверхностных вод и подземных показывает, что жесткость открытых источников значительно ниже. При этом происходит постоянное изменение данного показателя. Самая высокая жесткость наблюдается в зимний период, а наименьшая – весной, когда идет таяние снега.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что вода с большим содержанием солей кальция и магния – жесткая. Интересно также, что горький вкус имеет жидкость с высокой концентрацией солей магния, кроме того, они значительно хуже растворяются, чем кальциевые.

Жесткость делится на следующие виды:

1. Общая – высчитывается сложением всех ионов кальция и магния в пробе.

2. Карбонатная, или временная – ее образуют карбонаты и гидрокарбонаты магния и кальция. Временной данная разновидность жесткости называется, поскольку вода смягчается кипячением. В результате нагревания происходит распад гидрокарбонатов с образованием угольной кислоты, при этом гидроксиды магния и кальциевые карбонаты выпадают в осадок.

3. Некарбонатная, или постоянная – создается кислотными солями кальция и магния. Не может быть устранена нагревом и кипячением, поэтому имеет соответствующее название.

Общая жесткость обозначается gH и говорит нам об общем количестве ионов щелочноземельных металлов. В качестве примера рассмотрим воду с gH, стремящейся к 0. Такую жидкость нельзя употреблять пищу, а также не рекомендуется использовать ее в аквариуме, поскольку рыбки не смогут в ней жить.

Значения, измеряющие показатели жесткости воды, различаются в разных частях мира. Россия установила в Госстандарте единицу «моль на 1 м³». Жесткость имеет числовое значение, выраженное в молях на 1 м³. Оно равно аналогичному показателю, измеряемому в миллиграмм-эквивалентах в 1 литре. Во Франции используют значение f°, в Германии – d°, dH, в США – ppm CaCO

3.

Негативное влияние жесткой воды

Учеными проводились исследования влияния такой воды на самочувствие людей и домашних животных. Были обнаружены следующие негативные явления:

• Содействует развитию мочекаменной болезни. В процессе употребления данной воды в организме копятся различные примеси, соли, которые невозможно быстро вывести. В результате начинается рост камней в почках.

• Ускоряет старение организма. Большое количество солей высушивает кожу, вытягивая из нее такую необходимую влагу. Помимо этого, мыло, используемое для умывания, не может полностью раствориться в подобной воде, и его частички остаются на поверхности дермы. Мытье приводит, кроме того, к раздражению кожи, различным высыпаниям на ней, гнойничкам и прыщам.

• Происходит повреждение естественного жирового слоя волос и головы, который является их защитой. В результате локоны могут истончаться, ломаться и выпадать. Они становятся тусклыми, теряют блеск, упругость. Возможно появление зуда. Плохо себя чувствуют и ногти на руках и ногах.

• Происходит замедление переваривания и всасывания пищи. Вода повышенной жесткости способна спровоцировать множество заболеваний желудочно-кишечного тракта.

• Аналогичное влияние такая жидкость оказывает на домашних животных. У них повышается вероятность мочекаменной болезни и патологий органов пищеварения. Кроме того, страдают кожа, шерсть, когти и зубы питомцев. Это особенно заметно, если основой рациона любимца является сухой корм, и он любитель купаний.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

На бытовую технику жесткая вода тоже оказывает негативное воздействие:

• Повышается необходимое количество моющих средств. При этом они плохо пенятся и очищают вещи. Затруднено и их последующее смывание с практически любой поверхности.

• Появляются разводы. Мытье стекол, бытовой техники и очистка мебели затруднены из-за сложной химической реакции, в результате которой образуются пятна. Если сразу разводы не заметили и не ликвидировали, иногда они могут превратиться в твердый налет, избавиться от которого будет чрезвычайно сложно. Следы могут образоваться на сантехнических приборах и посуде. Значительно больше времени требуется на наведение порядка и чистку вещей, которые при этом быстрее портятся.

• Приходит в негодность одежда. Жесткая вода влияет не только на бытовую технику. Одежда блекнет, теряя цвет, рисунки менее красочные, часто возникают пятна или разводы. Текстиль становится грубым и жестким, уходит былая привлекательность как одежды, так и иных предметов домашнего обихода.

• Любые нагревательные приборы страдают от высокой жесткости воды. Это могут быть утюги, использующие жидкость для пара, мультиварки, посудомоечные машины, кофеварки, чайники электрические и нет, бойлеры, парогенераторы и др. В процессе нагревания и последующего кипячения соли, находящиеся в воде, кристаллизуются и выпадают на дно, что существенно сокращает срок службы техники.

• Негативно влияет на системы водоснабжения и отопления. Снижается эксплуатационный период у батарей, труб, кранов, радиаторов и т. д. Уменьшается теплоотдача последних. Падает напор воды.

Важно! При покупке бытовых приборов всегда обращайте внимание на инструкцию, в которой разработчики прописывают способы борьбы с жесткой водой для продления срока службы техники. Вот несколько примеров: изготовители стиральных машин настаивают на использовании специально созданных смягчающих средств, а в утюги рекомендуют заливать дистиллированную воду, которая продается в тех же отделах, что и оборудование.

Как измерить жесткость, чтобы подобрать лучший способ умягчения воды

Наиболее правильно можно определить жесткость воды для последующего умягчения, сдав ее в лабораторию на анализ. Сейчас таких мест много, но самая востребованная по-прежнему Санитарная эпидемиологическая служба. В СЭС проверят все вещества, встречающиеся в грунтовых водах, такие как органические примеси, пестициды, сероводород, количество железа, нитратов и др. При выборе систем очистки и умягчения воды в загородный жилой дом или коттедж необходимо провести такой анализ обязательно.

Быстрый способ измерения нужного параметра жидкости для выбора способа ее умягчения – использование специальных тест-полосок. Купить их можно в салонах, где представлена бытовая техника, в фирменных отделах по продаже кофемашин, но чаще всего они есть в зоомагазинах, поскольку данный способ применяется при исследовании воды в аквариумах.

Тест-полоски могут дать только приблизительное представление о жесткости. Они представляют собой кусочки бумаги с нанесенным на них реагентом, изменяющим цвет после контакта с водой. Для проведения анализа материал опускается в жидкость на определенное время. Интенсивность окраски подскажет степень жесткости воды (концентрацию тех или иных веществ).

К недостаткам данного способа можно отнести сложность интерпретации результата и невысокую его точность. После получения определенного цвета необходимо сравнить его с имеющейся в инструкции палитрой, запомнить численное значение, соответствующее данному цвету, а затем перевести его в российские градусы. Все это достаточно сложно, но тест-полоски высокого качества производят в основном за рубежом.

• С помощью прибора.

TDS-метр достаточно часто используется при замерах чистоты и жесткости жидкости при выборе способа ее умягчения. При правильной калибровке прибор прекрасно определяет электропроводность воды. Но влияние на данный параметр оказывает далеко не только количество солей магния и кальция, но и температура исследуемой жидкости, а также присутствие иных примесей. Применять этот аппарат лучше профессионалам, поскольку простые пользователи могут легко запутаться и получить не совсем верный результат, который необходим для подбора способа умягчения.

Таким образом, для выяснения точного показателя лучше сдать пробу на анализ в лабораторию. Это особенно важно при выборе способа очистки и умягчения воды в загородном доме или коттедже.

Способы умягчения воды

На сегодняшний день существуют следующие основные способы умягчения воды:

• применение ионообменных смол;

• мембранный способ;

• химический или реагентный метод;

• умягчение с помощью обработки магнитами;

• термическое умягчение;

• электрохимический способ;

• одновременное использование нескольких методов в одной установке умягчения.

Самым популярным способом сейчас считается умягчение воды ионообменными смолами. Он, в основном, применяется в пищевой промышленности и в работе коммунальных служб. Принцип очистки и умягчения, заложенный в данную технологию, заключается в замене ионов магния и кальция при прохождении жидкости через ионообменные смолы на ионы водорода и натрия.

Промываются затем смолы раствором простой поваренной соли, который является, наверное, самым доступным и недорогим реактивом из возможных. Процесс умягчения и очистки достаточно легко автоматизируется. Данный способ нередко применяют в установках глубокой очистки и умягчения, в том числе комбинированных.

Самый технологичный метод – мембранный. Впрочем, он достаточно дорог. Помимо умягчения, происходит очистка жидкости от бактерий и вирусов, хлора, взвеси, тяжелых металлов, органических и химических включений, хлорорганических соединений. Обработка выполняется в процессе пропускания воды через специальные мембранные фильтры, имеющие поры определенного размера.

Химический (реагентный) способ не подходит для умягчения. Принцип его работы заключается в смешивании жидкости со специальными реактивами, образующими с катионами магния и кальция малорастворимые, а чаще нерастворимые соли. В качестве реактива при очистке в больших (промышленных) масштабах применяют соду и гашеную известь. Данный метод имеет ряд существенных недостатков: сточные воды требуют дополнительной обработки по причине их значительной засоленности, процесс необходимо контролировать вручную с особой тщательностью, а полученная жидкость имеет высокую щелочную реакцию.

Принцип магнитного способа умягчения заключается в том, что соли жесткости переводятся в некое измененное состояние. Затем проходит процесс кристаллизации в неустойчивый арагонит, а не в кальцит, который является более плотным веществом. Арагонит выводится из теплообменников и труб с водой, а не оседает на их поверхности.

Основой термического метода умягчения стал факт выпадения солей магния и кальция в осадок при нагреве жидкости до температуры, превышающей +120 °С. Также к этому варианту обработки относятся дистилляция и вымораживание. Первую применяют в лабораторных условиях для получения воды глубокой очистки. Использование дистилляционного способа в промышленности – достаточно большая редкость. Исключение составляет наличие доступа к дешевой энергии для нагрева воды.

Электролиз, электрофорез, поляризация и прочие процессы одновременно происходят при прохождении жидкости между электродами в ходе применения электромеханического метода очистки и умягчения. Результатом является выпадение солей кальция и магния в нерастворимом виде.

Определение того, насколько жесткая вода, и поиск способов ее умягчения чрезвычайно важны для выбора оборудования, устанавливаемого в доме. Для этого проводится проверка качества исходной жидкости, анализ качества на выходе, выяснение требуемой производительности оборудования, а также установление максимально возможных финансовых затрат.

Компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

• подключить систему фильтрации самостоятельно;

• разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

• подобрать сменные материалы;

• устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

• найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Способы умягчения 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/м³, мг-экв/л, dH, d⁰, f⁰, ppm CaCO₃.

Жесткая вода

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

Умягчение воды 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

Фильтр для умягчение 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.

Как смягчить воду и для чего это нужно делать

Как смягчить воду и для чего это нужно делать

На повышенную жесткость воды указывает большое количество в ней минералов, и, прежде всего, кальция и магния. Именно они вызывают появление налета на кафельной плитке, оставляют следы на волосах и коже, уменьшают пенообразование мыла и т. п. Подобные неудобства вызывают стремление человека смягчить воду, несмотря на то, что различные исследования не выявили угрозы для здоровья от минеральных отложений. О том, как смягчить воду, поговорим подробнее.

Из этой статьи вы узнаете:

• Что значит смягченная вода

• Зачем нужна смягченная вода

• Как смягчить воду в домашних условиях

• Как смягчить воду с помощью фильтра

Что значит смягченная вода

Воду с пониженной жесткостью, полученную в результате устранения ионов кальция и магния, называют смягченной водой.

Большинство знают о том, что жесткую воду можно смягчить, поэтому заказывают специальный умягчитель. Действительно ли это так необходимо?

Для бутилированной воды СанПиН 2.1.4.1116-02 приводит физиологическую норму жесткости, равную от 1,5 до 3,5 ммоль/л. Бытовая техника нуждается в еще более мягкой воде, чтобы предотвратить появление накипи.

Умягченная вода центрального водопровода должна быть с жесткостью не выше 7 мг-экв/куб. дм. Для подачи воды с большей жесткостью (до 10 мг-экв/куб. дм.) требуется дополнительное согласование с СЭС.

Понятие «смягчение» в настоящее время гораздо шире, чем простое устранение солей кальция и магния. Очень часто вода имеет в своем составе железистые соединения, бор и алюминий. Химический метод обессоливания воды подразумевает полный комплекс процедур, позволяющий удалить из воды все лишние примеси. Особенно если речь идет о первичной воде.

Зачем смягчать воду

Для нашего региона характерной является проблема жесткой воды. С потребностью смягчить воду сталкиваются многие. Налет на дне чайника указывает именно на проблему с жестокостью воды.

Больше всего это проявляется при использовании артезианской воды, ведь уровень жесткости воды по большей мере определяется наличием в ней кальция и магния. Эти минералы вызывают карбонатную и временную жесткость любой воды. Смягчить жидкость с временной жесткостью можно за 1 час посредством кипячения. Карбонат осядет на дно и стенки чайника как осадок белого цвета.

В ходе этого процесса происходит выделение углекислого газа. Но если смягчить воду с временной жесткостью таким простым методом как кипячение можно, то этот метод не позволит устранить постоянную жесткость, вызванную солями таких кислот, как хлорид кальция и сульфаты. Эти соли не могут растворяться.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Высокая жесткость питьевой воды придает ей горьковатый привкус, а ее употребление наносит существенный вред здоровью. Она может вызвать нарушение работы органов пищеварения. В быту такая вода может привести к поломке посудомоечной и стиральной машины, чайника или бойлера. Кроме этого, отмечено негативное воздействие на сантехнические трубы, которые засоряются и разрушаются под воздействием излишней жесткости воды. В связи с этим очень важно смягчить жесткость жидкости, и, прежде всего, снизить концентрацию магния и кальция в ней. Именно эти минералы являются причиной появления опасной накипи.

Чтобы смягчить воду, можно использовать метод умягчения, опирающийся на синтетический ионообмен смолы. В его процессе смола удаляет из жидкости ионы металлов и солей жесткости, насыщая ее ионами натрия. Регенерация ионообменных фильтров, насыщенных раствором поваренной соли, вызывает обогащение смолы натрием. При этом ионы металлов и жесткость удаляются.

Для смягчения воды можно использовать специальное оборудование. При этом можно смягчить воду как для бытовых нужд, так и для промышленного производства. Если нужна непрерывная подача смягченной воды, то применяют дуплексные смягчители. Работа фильтров происходит в автоматическом режиме. Настройка процессов восстановления и умягчения тесно связана со временем и расходом воды.

СанПиН 2.1.4.1074.01 установил норматив жесткости питьевой воды не выше 7 мг на литр. При этом по жесткости воды, согласно нормам ВОЗ, оптимальные показатели составляют 1,0–2,0 мг-экв\л. Только химическое исследование может точно определить уровень жесткости. В питьевых целях можно использовать воду с жесткостью не выше 0,2 мг/л. Для нужд производства допускается применение воды с жесткостью 0,5 мг/л.

Основные способы того, как смягчить воду

Принято выделять два вида жесткости воды:

1. Карбонатная (временная) – именно она может быть устранена простым кипячением.

2. Некарбонатная (постоянная) – жесткость при кипячении не изменяется. В процессе выпаривания такой воды на стенках появляется накипь в виде светло-белого малорастворимого осадка сульфата кальция или магния. Эти соли могут вызвать разрушение путем образования коррозии на стальных конструкциях и поломку водонагревательного и отопительного оборудования. Накипь отрицательно влияет на скорость нагревания воды, повышая расход электричества и топлива.

При приготовлении пищи в жесткой воде мясо, крупы и овощи плохо развариваются, чай заваривается слабо. В ходе стирки белья нерастворимые соединения оседают на поверхности нитей, что вызывает их постепенное разрушение. Это касается и мытья волос в жесткой воде.

Умягчение воды представляет собой процесс, в результате которого удаляются из жидкости катионы жесткости (кальция и магния).

Если необходимо смягчить воду термическим методом, то надо ее нагреть до температуры выше точки кипения, затем произвести дистилляцию либо выморозить ее. В результате будут удалены карбонат кальция и карбонат магния, а остаточная жесткость воды будет не выше 0,7 ммоль/л. В основном, термический метод используют, чтобы смягчить жидкость в технических целях (к примеру, использование воды для котлов низкого давления) либо в комплексе с реагентными методами.

Чтобы смягчить воду реагентными методами, применяют специальные вещества. В ходе взаимодействия с кальцием и магнием они способны образовать малорастворимые соединения, которые потом можно отделить посредством осветителей, тонкослойных отстойников и осветительных фильтров. Кальцинированная сода, известь, гидрооксиды бария и натрия могут выступать реагентами-осадителями.

Исходя из особенностей первоначальной воды и условий последующего использования, подбирают нужный реагент. При применении реагентных методов, остаточная жесткость воды составит до 0,7 мг/л. Как рекомендовано в «Строительных нормах и правилах» (СНиП), реагентные методы принято использовать, если надо смягчить поверхностные воды, при этом осветлив их.

Смягчить воду методом диализа можно посредством мембранных аппаратов с нитро- и ацетатцеллюлозными пленочными мембранами. Это приводит к уменьшению остаточной жесткости до 0,01 мг/л и ниже. Но значительная себестоимость мембранных аппаратов говорит не в пользу данного метода.

Часто для борьбы с образованием накипи применяют магнитную обработку воды. В таком случае в ходе пересечения магнитных силовых линий с водой образователи накипи выделяются в самой массе воды. Появившиеся при этом рыхлые осадки (шлам) убирают в ходе продувки.

Одним из оптимальных методов, которые помогают смягчить воду, считается ионообменный. Ионообменные материалы (иониты) могут вбирать в себя из воды положительные или отрицательные ионы, при этом выделяя соответствующее число ионов ионита. По составу выделяются минеральные и органические катиониты, при этом они могут быть как искусственного, так и естественного происхождения.

При водоподготовке большое распространение получили органические катиониты искусственного происхождения (ионообменные смолы). От их химической и термической стойкости, физических свойств и рабочей емкости зависит качество ионообменных смол. Чаще всего установки умягчения воды работают на методе натрий-хлор-ионирования, т. е. в работе применяется катионит в Na-форме и анионит в Cl-форме. Сам процесс проходит в несколько стадий: натрий-катионирование и хлор-катионирование. Этап натрий-катионирования состоит из замещения ионов кальция и магния на ионы натрия.

Таким образом удается смягчить воду, а кальций и магний трансформируются в нерастворимый полимер. Когда натрий-катионированная вода проходит через хлор-анион, осуществляется обмен анионов, находящихся в Na-катионированной воде, на ионы хлора. При этом уменьшается щелочность обрабатываемой воды. Раствор поваренной соли помогает восстановить характеристики ионообменной смолы. В результате можно смягчить воду до значительных показателей (до 0,03 … 0,05 ммоль/л).

Приведенный метод замечателен своими особенностями: в качестве реагента используется лишь поваренная соль, оборудование не подвергается коррозии, требуется минимальное количество оборудования, эксплуатация водоумягчительной установки проста и доступна. Существенным минусом является то, что с медицинской точки зрения не рекомендуется постоянно употреблять настолько смягченную воду в пищу.

Как смягчить воду в домашних условиях

Каждому человеку хотелось бы найти такой способ смягчения воды, чтобы это было просто, доступно и дешево. Но невозможно это сделать без определенных расходов. К наиболее простым и экономичным методам, которые позволяют смягчить воду в домашних условиях, относят, прежде всего, отстаивание, кипячение и обогащение воды кремнием. Рассмотрим эти способы подробнее.

1. Способ смягчения воды посредством отстаивания.

Если некоторое время отстаивать воду, часть примесей будет осаждаться на дне, и тогда можно воду, расположенную выше, слить и использовать по назначению. Данный метод совершенно не подходит для современных условий. Он не помогает бороться с солями жесткости, в то же время хлорированная водопроводная вода из-за своего состава склонна к брожению, поэтому надолго ее оставлять отстаиваться нельзя.

2. Смягчить воду посредством кипячения.

Смягчить воду с помощью кипячения – такой метод завоевал большую популярность. Это имеет свои основания: действительно, при значительном повышении температуры соли жесткости выпадают в виде малорастворимого осадка, выделяется углекислый газ. Смягчить воду этим методом довольно просто, но обязательно встанет проблема борьбы с накипью. Накипь будет постепенно разрушать все бытовые приборы, чайники и кастрюли. Поэтому расходы на чистящие средства или даже на новые бытовые приборы значительно возрастут. Помимо этого, еще одним минусом данного метода является то, что при желании искупаться вряд ли вы сможете смягчить воду в нужном количестве. Поэтому следует поискать другой способ смягчения, который будет оптимальным для использования в быту.

3. Смягчить воду посредством использования кремния.

Использование кремния – доступный и простой способ, позволяющий смягчить воду для бытовых нужд, не тратя при этом излишние средства. Устранение вредных примесей таким методом люди практикуют издавна. Требуется лишь кусок кремния, который надо опустить в воду и оставить ее отстаиваться примерно 7 дней. Результат этих действий удивительный: такой метод не только снижает жесткость воды, но и насыщает жидкость полезными элементами, содержащимися в кремнии.

Смягчить воду этим способом можно, но недостатком является его ограниченность по объему обрабатываемой воды и длительность ожидания результата. Следовательно, массовое применение такого метода не представляется возможным, хотя вполне подойдет для индивидуального использования в лечебных целях.

Таким образом, мы рассмотрели наиболее доступные способы смягчения воды. Если говорить о борьбе с накипью, то самым распространенным и доступным методом будет применение лимонной кислоты. Это простое средство, которое есть на полке у каждого, хорошо помогает при очистке посудомоечной либо стиральной машины от накопившегося известкового налета. Еще одним эффективным и доступным средством удаления накипи по праву признана уксусная эссенция. Она замечательно удалит налет с чайника или кастрюли, но совершенно не годится для применения в промышленных масштабах. Лишь пищевая промышленность научилась применять ее для профилактики своего оборудования.

Как смягчить воду с помощью фильтров

Дозаторы

Применение различных умягчающих веществ либо добавление каталитических загрузок является вариантом химического воздействия в случае, когда нужно смягчить воду. С этой целью были разработаны специальные приборы – дозаторы. Они способны в определенное время и в нужном количестве вносить умягчающие вещества в систему. Наибольшее распространение дозаторы приобрели в сфере металлургии, где они используются для того, чтобы смягчить охладительную воду. В этом случае требования к воде невысоки – достаточно лишь, чтобы она не имела большого числа ненужных примесей, дабы раскаленный металл не впитал их при контакте.

Магнитный мяч и электромагнитные приборы

Принцип действия магнитного мяча довольно прост и опирается на безреагентный способ очищения. Магнитный сердечник является основой данного прибора. Он сделан из сильных постоянных магнитов. Определяющее значение имеет материал, из которого они изготовлены. Важно, чтобы магниты были сделаны из редкоземельных металлов.

Действие магнитного мяча и магнитного прибора на трубе аналогично – в любом случае формируется магнитное силовое поле. Каждую стирку стиральная машина задействует определенное количество воды. Именно на этот объем рассчитано воздействие магнитного мяча. Влияя на жидкость, силовые поля меняют кристаллы жестких солей.

После воздействия магнитным полем кристаллы начинают удлиняться, трансформируясь в иголки, которые уже не имеют больших и удобных прилипающих поверхностей. Не имея возможности прилипнуть, кристаллы трутся о поверхности, задевая старую накипь. Такое давление приводит к удалению старой накипи. В результате, свежая накипь помогает удалять старую. При этом не требуются никакие реагенты.

Уже после третьей стирки вы можете увидеть эффект магнитного мяча. Направив шланг слива от стиральной машинки в ванную, вы наглядно сможете убедиться в том, что накипь кусочками выводится из машинки, сливаясь с грязной водой.

Хорошим примером может выступать такое современное средство, как калгон. В основном, его добавляют в стиральную машинку для того, чтобы смягчить жесткую воду. И эффект сразу дает о себе знать. Важно четко соблюдать дозировку этого средства. В то же время, это средство имеет и отрицательные стороны. При взаимодействии с другими примесями воды, Калгон может способствовать появлению практически нерастворимого осадка, заметного на некоторых поверхностях стиральной машинки. Его очень трудно удалить, потому что он достаточно тверд и практически не растворяется.

При очищении от накипи водопроводной системы основная сложность связана с тем, что вся система закрыта. Не всегда можно увидеть места отложения накипи, поэтому добавление средств для смягчения воды или удаления накипи имеет определенный риск. Результаты этих действий не всегда видны. Чаще всего мы действуем наугад.

Используя магнитные устройства, следует принимать во внимание ряд особенностей, касающихся фильтров. К примеру, не допускается установка электромагнитного умягчителя воды либо его магнитного аналога на загрязненных трубах. Прежде всего, следует устранить старую накипь. Ни магнитные поля, ни электромагнитные волны не действуют через старую накипь.

Кроме того, важно удалить налет из системы перед установкой безреагентных умягчителей. Это связано с их способностью удалять старую накипь, которая может отходить как мелкими, так и крупными кусками. Такая неравномерность ее отпадания может привести к застреванию кусков налета в системе. Чтобы избежать ненужного риска, проще заранее выполнить профилактическую очистку. Это поможет защитить ваше дорогостоящее оборудование от поломки.

Плюсом использования магнитных фильтров является простота установки и демонтажа, отсутствие каких-либо требований к обслуживанию. В этом случае не надо менять картридж, делать промывку, следить за его своевременной сменой… Достаточно установить и все. Дальше он будет работать без каких-либо посторонних вмешательств.

Но есть и недостатки применения магнитных фильтров и магнитных мячей. Они совершенно не подходят для работы с горячей водой. Также большое значение имеет как скорость воды, так и направление ее движения. При разнонаправленном потоке магнит не работает.

Поэтому, как только на рынке появился электромагнитный умягчитель воды, магнитные приборы сразу ушли в тень. Лишь некоторые предприятия и неблагоустроенные дома (без горячего водоснабжения) сохраняют приверженность магнитам. Безреагентные приборы могут быть установлены на трубах, сделанных из любого материала. Электромагнит может действовать на воду любой температуры. Исключение составляют лишь разнонаправленные потоки жидкости и стоячая вода.

При использовании электромагнита наблюдается тот же двойной эффект: он может смягчить воду и устранить старую накипь. А срок его службы составляет довольно длительный период, вплоть до 50 лет, если магнит сделан из редкоземельных металлов. Благодаря таким металлам характеристики магнитов не утрачиваются на протяжении длительного времени.

Фильтр-кувшин

Еще одним доступным и широко распространенным способом, позволяющим смягчить воду, является использование фильтра-кувшина. Это наиболее экономичный из приборов, хотя некоторые затраты при эксплуатации возникают. И пусть он и относится к оборудованию реагентной группы, его назначение – производство питьевой воды.

Фильтр-кувшин посредством использования натриевой смолы позволяет смягчить воду до нужного состояния. Натриевая смола способна заменить натрий на соли жесткости, в результате и удается смягчить воду. Для этого не нужны катализаторы. В ходе умягчения не добавляется никаких химикатов. А восстановление осуществляется уже с применением химии. Замена солей жесткости обратно на натрий возможна только с помощью сильно соляного раствора чистого натрия. Восстановленный картридж можно заново использовать, чтобы смягчить воду.

Такой способ восстановления допустим лишь в промышленных целях. При производстве питьевой воды запрещается использовать реагенты. Соответственно, в бытовом фильтре приходится своевременно заменять картридж. Данная постоянная замена картриджа (а она требуется каждые 3-4 месяца) обременяет владельца определенными расходами. Таким образом, экономически он не совсем выгоден, поэтому постепенно популярность его падает. Также могут возникать сложности с установкой. Не каждый человек сразу понимает, как можно заменить картридж. Плюсом фильтра-кувшина может выступать высокая скорость фильтрования. А чтобы смягчить воду еще сильнее, вы можете повторно прогнать ее через фильтр.

Мембранные фильтры

Значительно смягчить воду может мембранное умягчение. При данном способе смягчения воды используются тончайшие пористые мембраны, удаляющие почти все виды органических примесей, а кроме того, и вредоносные вирусы. К сожалению, цена мембранных фильтров высока, и отдельное их использование невозможно. Мембраны сделаны из дорогих по стоимости материалов и могут быть легко повреждены.

Также следует заметить, что если смягчать воду данным методом, то качество очистки воды чрезвычайно высокое, что не совсем подходит в быту. Кроме вредных примесей, из жидкости удаляются и полезные, поэтому такую очищенную воду приходится потом обогащать нужными веществами. Соответственно, это лишние временные и трудозатраты, хотя результат того стоит.

Еще сложнее смягчить воду, которая изначально не только жесткая, но и грязная. В такой ситуации необходимо выстроить систему водоподготовки, способную поэтапно удалять из жидкости все вредные примеси. Для этого, прежде всего, нужно знать качественный состав имеющейся воды. Если вы – владелец собственного дома, и у вас нет центрального водоснабжения, то необходимо выполнить экспертный анализ имеющейся воды из ближайшего источника водозабора. Это позволит вам грамотно выстроить собственную систему водоподготовки.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

• подключить систему фильтрации самостоятельно;

• разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

• подобрать сменные материалы;

• устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

• найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Способы умягчения воды: выбор лучшего варианта

Высокий уровень жесткости провоцирует образование накипи, ухудшает эффективность моющих средств. В таких неблагоприятных условиях возрастает риск повреждения функциональных компонентов отопительного оборудования, иной техники. Увеличиваются эксплуатационные расходы, затраты на выполнение санитарно-гигиенических правил.

Современные производители предлагают разные способы умягчения воды и соответствующие комплекты оборудования. Выбрать оптимальный вариант будет не сложно после ознакомления с данной публикацией. Здесь есть полезные данные, которые помогут недорого и быстро реализовать проект.

Основные определения

Общий уровень жесткости определяется, как сумма постоянной и временной компоненты. Как правило, первая часть имеет небольшое практическое значение, поэтому ее можно исключить из обзора. Вторая определяется концентрацией катионов магния и кальция. Эти химические вещества при нагреве преобразуются в нерастворимый осадок – накипь.

Именно они засоряют технические протоки, что сопровождается ухудшением производительности котлов. Такие образования отличаются пористостью, низкой теплопроводностью. При накоплении на поверхности ТЭНа этот слой блокирует нормальный отвод тепла. Если не применить эффективный способ умягчения жесткой воды, бойлер, стиральная машина или другая техника с нагревательным элементом будет выведена из строя из-за накипи.

На практике решают вопросы уменьшения уровня жесткости, либо полное устранение вредных явлений. Второй вариант лучше! Он предполагает надежную защиту дорогих изделий, эффективную профилактику с предотвращением аварийных ситуаций.

Способ 1: Нагрев

Принцип действия этих способов умягчения воды понятен из общего определения. Каждый человек знает, что при кипячении (нагреве) на стенках чайника активно формируется слой накипи. После завершения процедуры жесткость будет снижена.

Теоретическая простота способа является единственным преимуществом. Детальное изучение вопроса позволяет выявить следующие недостатки:

• длительность процесса;
• небольшое количество жидкости, которое можно обработать в бытовых условиях;
• значительные затраты на электроэнергию, газ, другие виды топлива.

Следует не забывать, что на финишном этапе приходится удалять прочную накипь. Это – трудоемкие рабочие операции, которые способны испортить рабочую емкость.

Способ 2: Обработка электромагнитным полем

Из приведенных описаний можно сделать промежуточный вывод. Для удаления вредных соединений с применением химических средств, ионным обменом, кипячением и мембранной фильтрацией приходится решать сложные инженерные задачи. Об этом будет написано ниже. Соответствующим образом увеличиваются затраты. Полифосфатные соединения действуют эффективнее. Они стоят недорого, но надежно блокируют негативный процесс. Метод можно признать идеальным, если бы не загрязнение жидкости.

В технологии электромагнитной обработки нет перечисленных недостатков. Воздействие сильным полем изменяет форму частиц накипи. Созданные игольчатые выступы не позволяют им соединятся в крупные фракции. Этим блокируется процесс образования накипи.

Чтобы получить поле оптимальной мощности и конфигурации применяют высокочастотный генератор электромагнитных колебаний. Он работает по специальному алгоритму, который не вызывает эффект «привыкания». Снижение положительного воздействия наблюдается при работе с постоянными магнитами.

В ходе изучения актуальных предложений рынка следует обратить внимание на современные качественные модели устройств электромагнитной обработки воды:

• Магнитные умягчители воды выполняют свои функции с минимальным потреблением электроэнергии (5-20 Вт/час).
• Катушку создают из нескольких витков провода. Прибор включают в сеть. Дополнительная настройка не нужна.
• Дальность действия достигает 2 км, чего достаточно для защиты объекта в целом.
• Долговечность устройств превышает 20 лет.

В любом случае надо выбирать производителя, который обладает солидным опытом в профильной области деятельности!

Химические способы умягчения воды

Хорошо известная профильным специалистам методика – добавление в раствор гашеной извести. Химические реакции связывают молекулы кальция и магния с последующим образованием нерастворимого осадка. По мере накопления на дне рабочего резервуара его удаляют. Мелкие взвешенные частицы задерживают через фосфатный способ. Аналогичную технологию применяют для снижения некарбонатной составляющей с помощью соды.

Главным недостатком этого и других способов данной категории является загрязнение жидкости химикатами. Чтобы такая обработка была безопасной, приходится точно соблюдать оптимальные дозировки, тщательно контролировать все важные этапы. Качественное воспроизведение технологии в домашних условиях не представляется возможным без чрезмерных трудностей и затрат. Ее используют на муниципальных и коллективных станциях водоподготовки профессиональной категории.

Впрочем, одна «химическая» методика стала популярной именно в быту. Исследователи обнаружили, что полифосфатные соединения образуют оболочки вокруг мельчайших нерастворимых фракций. Они препятствуют объединению в крупные частицы, присоединению к стенкам труб и внешним поверхностям нагревательных приборов.

Этим полезным свойством пользуются производители фосфатных стиральных порошков. Также применяют специализированные проточные емкости, в которые помещают полифосфатные соли. Устройства монтируют на входном патрубке перед котлами и стиральными машинами. Способ не подходит для приготовления питьевой воды.

Фильтрация

Нужный эффект можно получить, если уменьшить размеры ячеек до величины молекул. Такие микроскопические протоки создают в мембранах обратного осмоса. Они способны пропускать только чистую воду. Загрязненная жидкость скапливается перед преградой, удаляется в дренаж.

Задача решена? Не следует делать поспешные выводы. Методика фильтрации действительно хороша, но только для обработки 180-220 литров/сутки. Такова производительность серийных фильтров для умягчения воды бытовых с разумной стоимостью. Этого количества не хватит для однократного приема душа, удовлетворения других бытовых потребностей.

Чтобы увеличить производительность несколько мембран устанавливают параллельно. Для функционирования комплекта приходится поднимать давление специальной насосной станцией. Подобное оборудование для фильтрации воды стоит дорого, занимает много места.

Умягчение воды ионообменным способом

Снижают первичные и эксплуатационные расходы с помощью техники этой категории. Применяют особую засыпку, которая задерживает ионы кальция и магния. Одновременно происходит заполнение жидкости безвредными соединениями натрия.

Преимущества ионообменного умягчения воды приведены в следующем списке:

• Кроме солоноватого привкуса не меняются в худшую сторону исходные характеристики воды.
• После обработки определенного количества жидкости полезные функции засыпки восстанавливают промывкой и регенерацией.
• Эти процедуры выполняются неоднократно в автоматическом режиме, без тщательного контроля и вмешательства со стороны пользователя.
• При соблюдении правил эксплуатации засыпка из смол сохраняет работоспособность более шести лет.

Необходимо подчеркнуть доступность регенерационной смеси. Это – недорогой раствор обычной поваренной соли (хорошей очистки).

Как и ранее, приведем нюансы, которые заслуживают упоминания для полноценного анализа умягчения воды ионообменным способом:

• Ионообменный способ умягчения воды прерывает снабжение объекта при регенерации (длительность более часа). Чтобы устранить такой недостаток устанавливают параллельно две функциональные емкости.
• Комплект с высокой производительностью для семьи из 2-3 человек занимает несколько кв. метров площади.
• Работа ионообменного фильтра издает сильный шум в процессе промывки, поэтому нужна эффективная звуковая изоляция помещения.
• Каждое существенное изменение уровня жесткости необходимо корректировать ручной настройкой.
• Хорошо оснащенный набор с блоком автоматики и несколькими рабочими баками стоит дорого.

Ультразвуковое воздействие

Обработку колебаниями соответствующего диапазона частот применяют для снижения уровня жесткости. Одновременно разрушается слой старой накипи, что пригодится для очистки труб без агрессивных химических соединений.

Этот фосфатный способ умягчения воды редко используют в домашних условиях, в котельных и промышленности. При малой мощности генератора положительный эффект будут минимальный. Если увеличить амплитуду сигналов, повреждаются паяные соединения, декоративные и защитные покрытия. Вряд ли имеет смысл устранять одну проблему и вместе с этим создавать другие неприятности. Также надо отметить появление раздражающих звуков, которые образуются из-за ультразвукового воздействия сложением нескольких паразитных гармоник.

Ультразвук с профессиональными предосторожностями применяют для очистки и защиты промышленного оборудования. Крупные элементы этих конструкций и резьбовые соединения обладают лучшей устойчивостью к сильным вибрационным воздействиям.

Какие способы умягчения воды подходят для разных объектов недвижимости?

Оптимальную методику выбирают с учетом реальных условий будущей эксплуатации. Опытные специалисты советуют создавать общий проект с механическими и другими фильтрами для точного согласования всех функциональных компонентов.

В городской квартире можно рассчитывать на поддержание приемлемого качества жесткой воды. Соответствующие обязательства указаны в договоре со снабжающей организацией. Однако в домашних условиях не исключены аварии на магистральных трассах, броски давления. Для защиты от этих негативных воздействий на входе устанавливают фосфатный или механический фильтр с регулятором напора и контрольными манометрами. Надо подчеркнуть преимущества электромагнитного преобразователя с учетом особенностей объектов данной категории:

• компактность;
• небольшой вес;
• отсутствие шумов;
• симпатичный внешний вид.

Для автономного загородного водоснабжения расчетливые собственники предпочитают пользоваться артезианской скважиной. Такой источник обеспечивает высокую степень очистки природной фильтрацией. Но на большой глубине увеличивается концентрация примесей, вымытых из горных пород. Среди них – соединения солей в достаточно большой концентрации.

В частном доме проще найти свободное место для технологического оборудования. Здесь можно устанавливать комплекты для умягчения воды ионообменным способом. В помещение проводят необходимые инженерные сети. Надо не забывать о хорошей изоляции. Необходимо поддерживать установленный производителем температурный режим. Следует удалить хлорные и другие химические соединения, способные повредить действующую засыпку.

Как сделать воду мягкой? Жесткая вода и способы ее умягчения

Даже вода из экологически чистых водоисточников обладает определенной жесткостью. Это обусловлено минеральным составом горных пород, между которыми залегает водоносный горизонт, погодно-климатическими условиями – например, таяние снега, дождливые или, наоборот, засушливые дни. Определенный уровень жесткости свидетельствует о наличии минеральных веществ, но излишне жесткая вода требует ее умягчения.

Чем опасна жесткая вода

Присутствие солей жесткости изменяет вкус воды и приготовленных из нее напитков и первых блюд. Но это не главный ее недостаток. Постоянное использование жесткой воды пагубно влияет на кожу, волосы и ногти, вызывая их пересыхание, а значит, снижая устойчивость к другим неблагоприятным факторам окружающей среды и ухудшая внешний вид.

Подобно накипи на стенках чайника на поверхности тела и волос образуется плотная нерастворимая пленка, которая препятствует доступу кислорода и питательных веществ, разрушает естественную защитную оболочку кожного покрова. В результате кожа быстрее стареет, ногти становятся ломкими, а волосы истончаются и выпадают.

Страдают и внутренние органы «контактирующие» с жесткой водой: желудок, кишечник и мочевыводящая система. На их слизистой оболочке также образуется «накипь», которая отрицательно влияет на процессы переваривания и всасывания пищевых веществ, а в почках и мочевом пузыре могут образовываться камни.

Жесткая вода и ее умягчение

Применяя жесткую воду без ее умягчения возможен ряд технических и экономических проблем:

1. Образование накипи на поверхностях нагревательных приборов, стиральной и посудомоечной машины, чайника, утюга и других бытовых приборов, что в дальнейшем приводит к их поломке.
2. Выход из строя трубопровода и оборудования горячего водоснабжения и отопления вследствие образования известкового налета на внутренних поверхностях.
3. Повышение энергопотребления (а на производстве горячей воды, пара – усиленный расход топлива) в результате снижения теплопроводности нагревательных элементов и увеличение времени подогрева.
4. Возникает необходимость в дополнительном техобслуживании объектов теплоснабжения – регулярная чистка оборудования, а в случае его износа – преждевременная замена.

Как сделать воду мягкой

Вода характеризуется несколькими видами жесткости: постоянной и устранимой. И, если гидрокарбонатная (временная) жесткость исчезает при длительном кипячении, образуя накипь, то постоянная жесткость требует применения специальных технических способов умягчения. При выборе оптимальной схемы обработки следует учитывать и то  факт, что излишне мягкая вода также неблагоприятно воздействует на организм человека, как и жесткая.

Ознакомившись с перечнем установок-умягчителей, следует обратиться к нашим специалистам, которые правильно рассчитают схему водоочистки и подберут оптимальный способ умягчения воды. Среди них выделяют:

1. Термическое умягчение воды, ключевым моментом которого является кристаллизация солей жесткости, в последующем выпадающих в осадок. Так, достигая температуры около 200°С вода из очень жесткой, обусловленной карбонатными солями кальция, становится мягкой. Недостатком этого метода является образование накипи и сохранение постоянной жесткости практически в неизмененном виде.
2. Химическое умягчение воды – образование нерастворимых в воде соединений в результате обработки водной среды известью или содой. У такого способа сделать воду мягкой есть несколько недостатков: трудоемкий процесс, протекающий в несколько стадий и требующий дополнительных затрат на реагенты, необходимость их правильной дозировки.
3. Электромагнитная обработка воды, основанная на структурной перестройке водной среды с последующей кристаллизацией электрически заряженных частичек. Речь идет о феномене магнитогидродинамического резонанса.
4. Электродиализ жесткой воды – это использование электрического тока для «разделения» отрицательных (анионы) и положительных (катионы) ионов, которые будут двигаться соответственно к аноду и катоду, где они разряжаются. Электродиализные установки не только делают воду мягкой, но и деминерализуют ее.
5. Ионнообменный метод умягчения – осуществляется благодаря использованию ионитов, имеющих положительные (катионит) или отрицательны (анионит) заряд. В результате контакта с водой, насыщенной минеральными веществами, происходит обмен одноименно заряженных ионов воды и ионита в эквивалентном количестве. В зависимости от типа солей жесткости различают анионо- и катионообменные смолы, а также смешанные способы ионного обмена.
6. Обратный осмос. Главная его цель – опреснение водной среды. При этом параллельно происходит умягчение воды. Данные способ относится к технологиям ультратонкой очистки, позволяющим устранять не только химические, но и биологические примеси.
7. Комбинированные способы умягчения воды, использующие комплекс методов водоподготовки.

Выбирая тот или иной способ умягчения воды, следует учитывать исходные показатели ее качества, требуемый уровень «чистоты» и цель водопользования.

Современные методы умягчения воды

Современные методы умягчения воды

Вода в естественном состоянии

В природе вода никогда не является химически чистым веществом: проходя сквозь толщу грунта и различных горных пород, каждая дождевая капля растворяет какое-то количество различных веществ. Соединяясь в ручьи и реки, потоки воды ежегодно вымывают из почвы и вносят в Мировой океан около 3265 миллионов тонн растворенных соединений. Общее количество минеральных солей, находящихся в составе морской, океанической и речной воды таково, что если бы их можно было оттуда извлечь на поверхность суши, толщина слоя составила бы 130 метров.

В состав обычной речной или ручьевой воды обязательно входит множество примесей. Это не только минеральные соли, но и органика, газы и даже микроорганизмы. Помимо того, вода, набираемая из природного источника, обычно содержит мелкие нерастворимые частицы песка, глины, фрагменты остатков растений. От всех этих включений при использовании воды для питья, хозяйственных и промышленных нужд необходимо избавляться.

Жесткость воды, ее виды и единицы измерения

От количества растворенных в воде солей магния и кальция напрямую зависит ее жесткость. Это один из наиболее значимых показателей качества воды, определяющий пригодность ее использования для питья и в других целях. Для измерения жесткости принята специальная единица — один миллиграмм-эквивалент на литр, сокращенно обозначаемая как мг-экв/л. При этом вода, жесткость которой равна 1 мг-экв, в одном литре содержит 20,04 миллиграмма солей кальция или 12,16 миллиграмма солей магния.

Различают следующие виды жесткости воды:

• карбонатную, или временную
• некарбонатную, или постоянную
• общую.

Карбонатная жесткость воды может быть умягчена обычным кипячением. При этом бикарбонаты магния и кальция, которые создают эту жесткость, выпадают в осадок в виде мелового порошка, оседающего на дно емкости.
Ca (HCO3) 2 = CaCO3 + h3O + CO2
Чтобы очистить воду, ее после кипячения необходимо просто профильтровать.

Для воды, имеющей только некарбонатную жесткость, обусловленную наличием сульфатов, хлоридов и других растворимых соединений, кипячение не подходит – эти соли будут выпадать в осадок только при достижении пересыщения раствора посредством выпаривания воды.

Общая жесткость воды определяется наличием всех без исключения солей магния и кальция.Она определяется концентрацией этих солей в одном литре:

• до 3 мг-экв/л – мягкая
• от 3 до 6 мг-экв/л – средней жесткости
• более 6 мг-экв/л – жесткая вода.

В каждом регионе вода имеет свою жесткость, в зависимости от горных пород, входящих в состав грунтов. В качестве примера можно сравнить жесткость воды в различных водных источниках:

• Ладожское озеро – жесткость воды составляет 0,6 мг-экв/л
• Нева — жесткость воды 0,7 мг-экв/л
• Амур — жесткость воды 2,9 мг-экв/л
• Дон — жесткость воды 7,0 мг-экв/л
• Днестр — жесткость воды 5,7 мг-экв/л
• Балтийское море – жесткость воды 13,9 мг-экв/л
• Черное море – жесткость 46 мг-экв/л
• Каспийское море – жесткость 74,0 мг-экв/л

Исследования жесткости включают также температурные и органолептические показатели воды (цвет, вкус, запах, степень прозрачности, наличие помутнения или осадка). Кроме того, учитываются изменения, происходящие при длительном хранении, концентрацию растворенного СО2, а также кислая и щелочная реакция (лакмусовая проба).

Методы умягчения

Качество воды и водоподготовка (приведение воды к стандартным показателям)

Качество водопроводной воды имеет, без преувеличения, жизненно важное значение для людей, которые ее используют. По данным Всемирной организации здравоохранения, около полумиллиарда человек в мире ежегодно заболевают из-за отсутствия доступа к чистой, пригодной для питья воде. Поэтому проблема водоподготовки в современном обществе стоит предельно остро, ведь от нее зависит в буквальном смысле жизнь и здоровье миллионов людей.

Прежде чем попасть в водопроводную систему, вода проходит несколько ступеней очистки, освобождаясь вначале от крупных, затем и мелких включений, микроскопических частиц ила и даже микроорганизмов. Если вода имеет слишком высокий показатель жесткости, ее обязательно умягчают, приводя содержание солей магния и кальция к нормативному показателю.

Снижение карбонатной жесткости

Карбонатная жесткость снижается путем добавления в воду гидроксида кальция Ca(OH)2. Количество добавки рассчитывается согласно данным химического анализа воды, показывающим содержание в ней бикарбонатов, и объема умягчаемой воды, чтобы в процессе реакции бикарбонаты без остатка превратились в карбонаты и выпали в осадок.
Ca (HCO3)2 + Ca (OH)2 = 2CaCO3↓+ 2h3O

Снижение некарбонатной жесткости

Некарбонатная жесткость снижается добавлением в воду обычной питьевой соды. В результате образуется карбонат кальция, т.е. обычный мел, и сульфат натрия, осаждаемый при понижении температуры.
CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3↓ + Na2SO4
Прежде чем использовать такую воду, ее вначале отстаивают для полного выпадения осадка. В основном умягченная вода этого типа используется как техническая в промышленных целях.

Другие методы умягчения воды

Для электростанций, котельных и других промышленных объектов воду умягчают с помощью термохимического метода, включающего нагревание и добавление извести, соды, фосфатов и других реагентов. Нагрев обеспечивает скорость реакции, кроме того, умягчение протекает более эффективно. Выпавший в итоге осадок отфильтровывается обычным способом.

Все более распространенным становится сегодня использование ионообменных материалов (ионитов). Они изготавливаются в виде некрупных гранул, нерастворимых в воде, и чаще всего представляют собой синтетические смолы, обладающие свойством стимулировать ионообменные процессы с растворенными в воде веществами. В результате вода теряет способность образовывать накипь, так как солей, обуславливающих жесткость, в ней практически не остается. Иониты бвыают двух типов:

• катиониты, образующие положительно заряженные ионы
• анониты, образующие отрицательно заряженные ионы.

Благодаря ионитам сегодня удалось решать многие проблемы водоподготовки, даже такую сложную как опреснение морской воды. Ее последовательно пропускают через две ректификационные колонны: вначале с катионитами, затем с анионитами. Окончательная ступень водоподготовки – буферный фильтр. После такой обработки вода по своим показателям практически не уступает дистилляту, снижая жесткость до минимального уровня. Примечательно, что ионообменные свойства ионитов легко восстанавливаются промыванием катионитов – раствором кислоты, а анионитов – раствором щелочи.

Открытие ионитов и работы в направлении опреснения морской воды имеют огромнейшее значение для человечества, которое в ряде регионов уже сегодня страдает от нехватки воды.

Поделиться в соцсетях:

умягчения воды основные методы понижения жесткости

Контролировать степень жесткости воды, которую вы употребляете в пищевых, технических целях нужно обязательно. Она определяет целый ряд моментов – сколько применять стирального порошка, нужно ли использовать умягчители, пр.

Виды, нормы жесткости воды. Что такое жесткость?

Определять жесткость воды можно разными способами:

• по району;
• с учетом количества пены;
• по накипи на нагревательных приборах, внутренних деталях бытовой техники;
• по вкусу;
• с применением специального оборудования и реагентов.

В воде присутствуют соли металлов в виде катионов. Стронций, железо, марганец на показатели жесткости влияния практически не оказывают, а железо и алюминий образуют налет.

Жесткость воды бывает разных типов:

• общая – это содержание ионов кальция и магния;
• карбонатная – содержание гидрокарбонатов, карбонатов при кислотно-щелочном уровне более 8.3, удаляются путем кипячения;
• некарбонатная – соли кальция, магния сильных кислот, в ходе кипячения структуры не разрушаются.
• Для измерения показателя жесткости используются такие величины как моль/м3, мг-экв/л, dH, d⁰, f⁰, ppm CaCO3.

Умягчение воды: что это и для чего нужно

Ионы щелочноземельных металлов присутствуют во всех типах минерализованных вод, берутся они из залежей известняка, гипса, доломитов. При этом жесткость может находиться в широких диапазонах, для России показатель 12 мг-эк/л считается очень жесткой водой. У поверхностных вод жесткость ниже, чем у подземных, при таянии снегов она обычно падает.

Высокая жесткость оказывает негативное воздействие на вкусовые характеристики, появляется горечь. Кроме того, что вода получается не вкусной, страдают процессы пищеварения. Вредны соли металлов для бытовой техники, приборов отопления. Коммунальные службы для защиты труб применяют специальные составы, которые снижают риски появления коррозии.

Жесткость воды и способы её уменьшения. Очистка и умягчение воды. Теоретические основы умягчения воды, классификация методов

Основные способы, применяемые для умягчения:

• физический;
• химический;
• экстрасенсорный.

Основные реагентные методы умягчения воды

Рассмотрим химические или реагентные способы, применяемые для умягчения:

1. Ионный обмен – в данном случае в качестве основного фильтрационного компонента используется ионообменная смола длинномолекулярной структуры. Вода пропитывает смолу, соли замещают натрий, а сам натрий уносит вода. Из-за разницы в зарядах ионов вымоется вдвое больше солей, чем осядет. Потом соли заменятся целиком, смола работать перестанет.
2. Содой – в данном случае нужно применять гашенную известь. Неплохой домашний способ, соду используют в том числе во время стирки из расчета до 2 чайных ложек на ведро.
3. Полифосфатами – они связывают соли жесткости, имеют вид крупных белых кристаллов. Вода, проходя через фильтры, растворяет их и связывает соли. Главный минус способа – небезопасность химического вещества для здоровья, в пищевых целях оно вообще не используется.

Физико-химические методы умягчения воды: физические способы

Физические способы очистки решают главную проблему – накипь. Реагенты не используются, концентрации солей остаются неизменными, но негативное влияние на трубы снижается в разы. Основные способы физической очистки:

1. Магнитный – предполагает воздействие магнитными полями. Важно правильно выставить напряженность полей, определить скорость водного потока, его состав, температурные показатели, выбрать оптимальное время для обработки. В домашних условиях не применяется.
2. Ультразвуковой – вызывает образование пузырьков газа, способствует появлению кристаллизационных центров.
3. Электромагнитный – действует по принципу кристаллизации частиц соли. Создаются мощные электрические импульсы, которые могут иметь те или иные характеристики. Эти импульсы следуют по обмоточному проводу трубы.
4. Термический – или обычное кипячение. Нерастворимые соли жесткости при этом выпадают в виде осадка. При кипячении крышка должна быть немного приоткрыта – так процесс получится максимально эффективным.

Мембранный электродиализ

Отдельная категория методов очистки. В нее входят:

1. Обратный осмос либо электродиализ – вода обессоливается и становится пригодной для употребления в пищевых целях. Очень качественный, но дорогостоящий, требующий применения сложного оборудования метод.
2. Нанофильтрация – проводится под низким давлением. Вода получается мягкой и чистой, тоже требуется специальное сложное оборудование.

Отличие бытовых умягчителей от промышленных

Главный вариант бытового умягчителя – это кувшин-фильтр, который имеет далекие от совершенных параметры. Чтобы повысить показатели очитки, нужно использовать еще несколько других фильтрационных установок. Промышленные системы более эффективные, но они сложные и дорогие, для домашнего применения не подходят. Другие различия – емкость баков, классы ионообменной смолы.