Умягченная вода что это такое

Умягчение жесткой воды

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

Существует множество способов определения жесткости:

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

Что такое жесткость?

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

Жесткость может быть разного вида:

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

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

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

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

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

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

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

Умягчение жесткой воды

Существует три группы способов умягчения воды:

Реагентные способы умягчения воды

Ионный обмен

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

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

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

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

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

Использование других химических реагентов

Существует ряд менее популярных, но эффективных способов умягчения воды:

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

Умягчение известью и содой

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

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

Вода после извести и соды не пригодна для пищевых целей!

Умягчение полифосфатами

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

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

Полифосфаты так же непригодны для умягчения питьевой воды!

Физический метод умягчения воды

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

Выделяют следующие физические способы:

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

Магнитное поле

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

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

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

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

Использование ультразвука

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

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

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

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

Электромагнитные импульсы

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

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

Термоумягчение

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

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

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

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

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

Источник

Умягчение воды

Рассмотрены пять способов избавления от жесткости и приведен анализ наиболее популярных фильтров для придании воде мягкости.

Под воздействием высоких температур эти соли могут образовывать накипь, появление которой может вызвать поломку электрочайников, стиральных и посудомоечных машин, нагревателей воды.

Что такое мягкая вода и зачем ее нужно cмягчать?

Мягкая вода – это вода с небольшим содержанием солей, использование которой имеет следующие преимущества:

• Экономия моющих средств в 2 раза. Мягкая вода способствует хорошему пенообразованию при стирке и мытье посуды.
• Устранение «мыльных шлаков» с посуды, тела, волос, образующихся при контакте жесткой воды с моющими средствами, и плохо смываются.
• Предотвращение появления накипи при нагревании электроприборов и увеличение срока их службы.
• Увеличение срока службы систем отопления и сокращение затрат на электроэнергию при работе отопительных систем.
• Улучшение вкусовых свойств питьевой воды.
• Профилактика сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний.

Подробнее о том что такое жестка вода и ее вредные последствия.

Способы умягчения воды

Как правило, вода в системе центрального водоснабжения проходит предварительную очистку от солей, но практика показывает, что нужна дополнительная очистка и умягчение воды. Для смягчения воды можно использовать как химические, так и физические способы.

Схема очищения воды от жесткости через ионообменные смолы

Рассмотрим следующие виды:

• Способ № 1 – заключается в кипячении воды, который является самым доступным способом. Но таким методом можно умягчать только природную воду, в которой после кипячения остается осадок (карбонат кальция). После удаления осадка вода мягкая и пригодна к употреблению.
  • Плюс этого метода в его простоте,
  • Минус заключается в том, что такую воду не зальешь в стиральную машину, а для обеспечения семьи мягкой водой понадобится много времени.
• Способ № 2 — реагентный или химический способ, который заключается в использовании химических средств (ингибиторы накипи), связывающих ионы кальция и магния в нерастворимые комплексы.
  • Минус метода – в его дороговизне, так как на 1 л воды добавляют 10 мл реагента, и кроме этого, страдает экология. Применяют преимущественно в промышленных целях.
  • Плюс метода в том, что он удаляет накипь с труб и паровых котлов.
• Способ № 3 — метод ионного обмена, который заключается в том, что жесткую воду пропускают через фильтр из ионообменной смолы. В этом случае происходит замена ионов жесткости кальция и магния на ионы натрия. Это наиболее распространенный и популярный метод, используемый в мире для умягчения воды.
  • Минус способа в том, что приходится обогащать картридж ионами натрия, которые истощаются.
  • Плюсом является отсутствие необходимости водоподготовки.
• Способ № 4 – безреагентный способ умягчения воды с помощью электромагнитного поля, катализаторов, электромагнитного импульса, низковольтного тока.Под действием электромагнитного поля происходит кристаллизация ионов кальция и магния, изменяется структура воды и ускоряется коагуляция.
  • Недостаток метода в том, что все соли остаются в воде, что требует дополнительного удаления.
  • Использование катализаторов требует дополнительных затрат, так как они истираются, что требует их восполнения и загрузок.
  • Использование электромагнитных импульсов и низковольтного тока не нашло широкого применения из-за дороговизны способа.
• Способ № 5 – метод обратного осмоса, который заключается в том, что вода поступает в бак, разделенный обратноосмотической мембраной, где полностью удаляются соли из воды.
  • Плюс метода в том, что удаляются все вредные вещества, бактерии и вирусы.
  • Минус метода в том, что возникает проблема утилизации отходов и потеря большого количества воды при очистке.

Популярные фильтры для умягчения воды

На рынке имеется большой ассортимент фильтров для смягчения воды, применяемых в домашних условиях:

1. «Canature» серии BNT RUS. Работают на основе катионообменной смолы. Модели снабжены дисплеем, с помощью которого задаются объем и параметры воды. Диапазон цен колеблется от 23000 до 45000 рублей.
2. Умягчители воды «Softnor» — являются безреагентными фильтрами. Диапазон цен – от 14000 до 20000 рублей.
3. Фильтры «Экодар» серии Galaxy. Работают на основе синтетических ионообменных смол. Отличаются надежностью и долговечностью. Диапазон цен — от 35000 до 50000 рублей.
4. Фильтры «Ecowater» — работают на ионообменных смолах, в качестве реагента используется соль. Имеется электронный контролер параметров воды. В продаже имеются разные модели, зависящие от объема смягчаемой воды (от 0,9 м3 до 2,0 м3). Цена варьирует от 30000 до 80000 рублей.
5. Фильтры «Clack Corporation» — работают на ионообменных смолах, в качестве реагента используется таблетированная соль. Имеются несколько моделей, которые отличаются производительностью (от 1,5 м3 до 2,0 м3). Цены варьируют от 20000 до 26000 рублей.
6. Фильтры «Atoll» — работают на ионообменных смолах, в качестве реагента используется таблетированная соль. В продаже имеются модели, которые отличаются объемом смягчаемой воды (от 1,1 м3 до 2,0 м3). Цены варьируют от 27000 до 38000 рублей.
7. Фильтры серии «Акващит» — работают по принципу безреагентного смягчения воды с помощью электромагнитного преобразователя накипи. Имеются различные модели, рассчитанные на разный диаметр труб и объем смягчаемой воды. Диапазон цен колеблется от 8000 до 98000 рублей.
8. Фильтры серии «Crystal» — работают по принципу смягчения воды ионообменными смолами. Отличаются недорогими ценами и экономичностью. Диапазон цен колеблется от 3500 до 5000 рублей, в зависимости от объема воды (от 0,9 м3 до 1,9 м3).

Необходимо помнить о том, что перед покупкой и установкой фильтров для смягчения воды грамотные производители должны потребовать пробы воды, которая течет в квартире. Кроме этого, группа специалистов должна выехать к клиентам, чтобы определить объем необходимой воды для питья, приготовления обедов и хозяйственных нужд.

Можно сделать это и самим, но консультация специалистов поможет не только разобраться с индивидуальными потребностями людей, но и поможет сократить затраты в будущем на замену картриджей и реагентов.

Источник