Производство и продажа систем
водоочистки для дома и офиса

8-800-100-99-83

Звонок по России бесплатный



Виды жесткой воды и способы ее умягчения

Лого Biokit
Виды жесткой воды и способы ее умягчения

Виды жесткой воды и способы ее умягчения

Виды жесткой воды и способы ее умягчения

Жесткость – это уровень содержания в воде растворенных солей магния, кальция, а также некоторых других химических элементов. Чаще всего встречаются соли железа и марганца, но нужно понимать, что их доля в жидкости значительно ниже уровня солей кальция и магния. Далее мы подробно расскажем про виды жесткой воды и используемые для ее умягчения способы.

Жесткость – это уровень содержания в воде растворенных солей магния, кальция, а также некоторых других химических элементов. Чаще всего встречаются соли железа и марганца, но нужно понимать, что их доля в жидкости значительно ниже уровня солей кальция и магния. Далее мы подробно расскажем про виды жесткой воды и используемые для ее умягчения способы.

Виды жесткой воды

  • Временная (карбонатная).

Она обозначается, как kH, и непосредственно связана с уровнем гидрокарбонатов и карбонатов магния и кальция. Временным этот вид жесткости называют потому, что его можно устранить: гидрокарбонаты разлагаются во время кипячения жидкости, образуя плохо растворимый карбонат кальция, углекислый газ и воду:

Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2

Из реакции видно, что соли выпадают в виде осадка, поэтому вода становится мягче. Таким образом, избавиться от данного вида жесткости можно за счет продолжительного кипячения. Поэтому его называют временным или устранимым.

При рН от 8,3 карбонаты также становятся солями временной жесткости.

Обычно уровень карбонатной жесткости меньше, чем общей. Причем последняя меняется при снижении или полном устранении временной, поэтому можно смело говорить, что данный показатель не постоянен, как и остальные свойства воды.

f519a29cdc965830e9c3f15c204c072c.jpg

Временная жесткость (щелочность) – это одна из ключевых характеристик жидкости. На самом деле знать значение kН в биотопе даже важнее, чем значение gH, ведь kН – это так называемый показатель буферности (или сопротивляемости) изменениям рН.

Кислоты или щелочи, попадая в жесткую воду, вступают в реакции ионообмена с растворенными в ней солями. Если концентрация ионов водорода или гидроксильных групп превышает содержание реагирующих солей, рН изменяется, соответственно, в кислую либо в щелочную сторону.

  • Постоянная жесткость (некарбонатная).

Этот вид жесткой воды обозначается как gH. Он определяется содержанием в воде хлоридов, сульфатов и прочих солей магния и кальция. Такие соединения не способны образовывать осадок при нагревании, поэтому вместе с жидкостью легко проникают в человеческий организм. По этой причине от вида жесткости зависит пригодность воды в пищу.

Безусловно, кальций и магний входят в число макроэлементов, жизненно необходимых нашему организму, но их избыточное содержание может стать причиной возникновения мочекаменной болезни. Не нужно бояться. Такие проблемы возможны только при продолжительном употреблении жесткой воды. Постоянная жесткость снижается при помощи технологии смягчения.

Вред жесткой воды

Как разные виды жесткой воды сказываются на организме человека, бытовой технике, коммуникациях? Важно понимать, что чем выше жесткость, тем активнее жидкость воздействует на организм.

  • Здоровье.

Как мы уже говорили, употребление жесткой воды вызывает рост мочевых камней и мочекаменную болезнь, так как соли накапливаются в организме, но не выводятся в нужном объеме.

При использовании для умывания такая жидкость наносит вред коже: она ее сушит. Мыло не дает пену, не растворяется в жесткой воде, а вместо этого образует «мыльные шлаки». Те в свою очередь закупоривают поры, ухудшая естественное дыхание кожи, что может стать причиной воспаления, зуда, жжения.

На волосах появляется тонкая корка, которая негативно влияет на их защитную жировую пленку. Принцип здесь тот же, что и с кожей рук: «мыльные шлаки» накапливаются, чувствуется зуд, появляется перхоть, локоны могут выпадать.

На животных очень жесткая вода действует так же, как и на людей, повышая вероятность мочекаменной болезни. Стоит понимать, что в группе риска находятся все питомцы, питающиеся сухими кормами, поскольку они более подвержены этому заболеванию. Кроме того, могут появиться проблемы с шерстью и кожей у собак и кошек, если их регулярно мыть.

При использовании жесткой воды на приготовление пищи требуется больше времени. Также отмечено, что из-за высокого содержания солей плохо разваривается мясо. В результате белок хуже усваивается организмом, что приводит к разным видам заболеваний желудочно-кишечного тракта.

  • Бытовая техника.

Высокое содержание солей в жесткой воде не позволяет нормально пениться мыльным средствам, а значит, снижается их способность удалять загрязнения. Из-за этого значительно увеличивается расход порошков, составов для мытья посуды и прочих хозяйственных нужд.

zhestkaya-voda.jpg

При контакте разных видов жесткой воды с бытовой химией выпадает солевой осадок, в результате чего появляются разводы и твердый налет на сантехнике, посуде. Его сложно удалить. Он отрицательно сказывается на состоянии сантехники, так как разрушает ее поверхность.

В приборах, чья работа требует нагревания жидкости, соли не просто выпадают в осадок, а кристаллизуются, в результате чего образуется накипь. Именно она чаще всего становится причиной быстрого выхода из строя разных видов водонагревательных приборов.

Из-за жесткости жидкости на свежевыстиранных вещах видны пятна, разводы и грязный налет, одежда теряет цвет, принты и рисунки приобретают серый оттенок. Нужно понимать, что избавиться от таких последствий контакта с жесткой водой крайне сложно: потребуется повышенный расход моющих средств. После стирки ткань кажется грубой, неэластичной, ведь разные виды солей заполняют свободное пространство в ее структуре. Все это приводит к снижению прочности одежды и белья.

  • Инженерные системы.

Коммуникационные пути, крупные приборы и установки страдают от разных видов солей жесткости так же, как и обычные бытовые приборы: на них появляется накипь. Последняя вызывает истончение стенок коммуникаций, в результате чего они постепенно разрушаются.

Если вы замечали, что крупные водонагревательные установки типа бойлеров часто выходят из строя, проблема в солях, которые образуют осадок или накипь.

В системах оборотного водоснабжения накипные отложения, водные камни и шлам негативно сказываются на проходимости труб и их теплоотдаче. Из-за различных видов осадков снижается напор воды, в радиаторы поступает меньше жидкости, закупориваются ее входы и выходы из домов вплоть до полного перекрытия коммуникационных сетей. В результате возрастают затраты энергии.

Как выявить жесткость воды

Какую воду называют жесткой и какие виды жесткости различают? Начнем с того, что для установления содержания солей указывают концентрацию ионов кальция и магния. В соответствии с международной системой, виды жесткости должны измеряться в молях на кубический метр, правда, на практике нередко используют более удобные единицы.

В нашей стране данный показатель указывают в градусах жесткости и миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л).

maxresdefault.jpg

1 мг-экв/л равен содержанию в литре воды 20,04 мг Ca2+ или 12,16 мг Mg2+.

Согласно актуальному ГОСТу 31865-2012, единица измерения жесткости воды – это градус жесткости, °Ж. 1 °Ж = 1 мг-экв/л. Для сравнения 1 °Ж (Россия) = 2,8 °dH (Германия).

Какие виды жесткой воды различают в соответствии с этим показателем? Их всего три:

  1. Мягкая – до 2 °Ж.

  2. Средняя по жесткости – 2–10 °Ж.

  3. Жесткая – больше 10 °Ж.

СанПиН 2.1.4.1074–01 требуют, чтобы жесткость питьевой воды из централизованного источника водоснабжения была не выше 7 мг-экв/л (в отдельных случаях допускается 10 мг-экв/л).

Итак, как определить, насколько жесткой является жидкость, вне зависимости от ее вида?

1. Точный способ.

Добиться самой точной проверки жесткой воды позволяет исследование в лаборатории. Например, вы можете отнести жидкость в санэпидемстанцию. Там определят доли разных видов солей жесткости, зафиксируют нитраты, пестициды, уровень железа, сероводорода, органических примесей и других распространенных в грунтовых водах веществ. Данный анализ просто необходим, если вы подбираете систему водоочистки для коттеджа.

Онлайн-подбор оборудования для очистки воды по результатам анализа

2. Быстрый способ.

В этом случае вам понадобятся тест-полоски для определения жесткости. Их можно купить в зоомагазинах, в местах, торгующих кофемашинами, и в некоторых фирменных маркетах бытовой техники. Таким образом можно определить примерную жесткость воды, но не ее вид. На полоску нанесен реагент, меняющий свой цвет при контакте с жидкостью. Поэтому ее нужно просто опустить на время в воду и оценить интенсивность окраса: она подскажет концентрацию солей.

Стоит сразу сказать о минусах такого вида исследования. Во-первых, это низкая точность и сложность интерпретации полученных данных. Последние анализируются на глаз: определяется примерная интенсивность окраса при помощи подборки возможных результатов теста, после чего указанные в образце численные значения жесткости переводят из европейских градусов в российские. Дело в том, что действительно качественные тест-полоски производят за границей.

voda-i_pod-krana-770x5152x.jpg

3. Способ для энтузиастов.

Вы можете провести несложный химический опыт при помощи теплой воды и обычного хозяйственного мыла, чтобы узнать, насколько жесткая вода поступает в вашу квартиру. Конечно, точность этого метода оставляет желать лучшего, но сам эксперимент действительно увлекателен.

Для начала нужно подготовить:

  • дистиллированную воду (купите канистру на автомобильной заправке);

  • хозяйственное мыло (60 % или 72 %);

  • любые весы и линейку;

  • цилиндрический стакан;

  • литровую банку либо прозрачную мерную емкость.

Мелко нарежьте один грамм хозяйственного мыла, положите получившуюся стружку в стакан. Нагрейте дистиллированную воду, не доводя до кипения, и осторожно влейте в емкость с мылом. В результате мыло должно раствориться.

Добавьте в стакан с получившимся раствором дистиллированную воду. Если ваше мыло имеет концентрацию 60 % (это указано на упаковке или на самом куске), долейте до 6 см общей высоты жидкости в стакане. При концентрации 72 % вам понадобится достичь уровня 7 см. В каждом сантиметре смеси будет столько мыла, сколько нужно, чтобы связать в литре воды все соли жесткости при условии, что их концентрация составляет 1 °dH (немецкий градус жесткости).

Теперь налейте в банку или мерную емкость пол-литра холодной воды из-под крана. Медленно добавляйте готовый мыльный раствор в жидкость и плавно помешивайте, пока не увидите белую пену – это признак того, что все соли жесткости связаны.

Как только появилась пена, измерьте высоту оставшегося в стакане мыльного раствора и вычтите из исходного уровня. Каждый сантиметр перелитого в банку состава связал в полулитре водопроводной воды количество солей жесткости, соответствующее 2 °dH. Например, вам пришлось потратить 2 см мыльного раствора. Тогда жесткость водопроводной воды равна 4 °dH или примерно 1,5 мг-экв/л.

Способы умягчения любого вида жесткой воды

  • Термоумягчение.

На первый взгляд может показаться, что вы никогда не слышали об этом способе, хотя мы все используем его с самого детства. Под термоумягчением понимают обычное кипячение.

Kipyachenie-vodyi.jpg

После кипячения воды в чайнике часто появляется осадок из солей жесткости. Но сколько нужно времени, чтобы получить чай из менее жесткой жидкости, чем водопроводная? В процессе нагревания соли выпадают в осадок, а также выделяется углекислый газ. Чем быстрее он улетучивается, тем активнее формируется известняковый налет. Если плотно закрыть крышку, углекислый газ не сможет выходить наружу, а в открытой емкости слишком быстро испаряется сама жидкость.

Поэтому при данном способе умягчения рекомендуется оставлять крышку емкости немного открытой, обеспечив максимальную площадь осаждения солей для более быстрого протекания процесса.

Если ваша жесткая вода имеет показатель в пределах 4 мг-экв/л, не стоит прибегать к термическому виду умягчения, так как соли будут оседать медленнее, чем испаряется жидкость, а в полученной в итоге воде окажется повышенная концентрация других примесей.

  • Ионный обмен.

При этом виде умягчения жесткой воды роль фильтрующей массы играет ионообменная смола. Она выглядит, как желтые шарики, которые собрали из длинных молекул. Из каждого такого шарика выступают маленькие отростки с ионами натрия.

При фильтрации жидкость пропитывает смолу, и между ионами натрия и солями происходит реакция замещения. В результате натрий уносится водой. За счет разницы зарядов ионов удается вымывать в два раза больше солей, чем при этом оседает. Однако стоит понимать, что постепенно соли заменяют все ионы натрия, и смола становится бесполезной. Срок службы прибора зависит от выбранного вида смолы.

Последняя бывает в картриджах или в длинных баллонах, так называемых колоннах. Размер первых не велик, поэтому такой вариант подходит лишь для обработки жесткой питьевой жидкости в домашних условиях. Ионообменная колонна применяется для борьбы с разными видами жесткой воды в квартире и даже на небольших производствах. Среди недостатков этого метода стоит назвать высокую стоимость и тот факт, что фильтрующую массу периодически нужно восстанавливать.

Если в наполнителе картриджа больше нет ионов натрия, его заменяют на новый, ведь старый пришел в негодность. В случае с ионообменной колонной смолу регенерируют в специальном баке с рассолом из таблетированной соли. Данный раствор восстанавливает способность смолы к обмену ионами.

Но нельзя забывать о подводных камнях этого вида обработки. Избыточное количество железа забивает смолу, из-за чего та становится совершенно непригодной для умягчения. Вот почему важно вовремя сдавать жидкость на анализ в лабораторию!

  • Обратный осмос.

Основным элементом в данном методе борьбы с разными видами жесткой воды является мембрана из ацетилцеллюлозы или ароматического полиамида. Благодаря ей достигается практически 100%-ная деминерализация и снижается жесткость. В результате потребитель получает жидкость, близкую по своим свойствам к дистилляту. Немаловажно, что установки для мембранного вида обработки имеют небольшие размеры и расходуют не так много энергии.

Однако подобный вид фильтра достаточно дорог, и периодическая замена мембраны требует серьезных вложений. Кроме того, для подключения системы обратного осмоса необходимо установить предфильтр грубой очистки и постфильтр искусственной минерализации. Второй нужен, чтобы обогатить жидкость солями магния (от 20 мг/л), кальция (от 40 мг/л), калия, фтора и прочими важными химическими элементами до уровня 100 мг/л.

Без минерализатора не обойтись, так как обратноосмотические системы, напомним, обрабатывают воду до состояния химически чистого соединения. Продолжительное употребление дистиллированной жидкости опасно, поскольку вызывает вымывание из организма разных видов жизненно важных микро- и макроэлементов.

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!





Получить консультацию
нашего эксперта

ПОЛУЧИТЬ КОНСУЛЬТАЦИЮ

Подобрать оборудование,
ответив на 4 вопроса

ПОДОБРАТЬ СИСТЕМУ ПОД КЛЮЧ

Подобрать систему по результатам
анализу вашей воды

ОТПРАВИТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА

Рекомендуемые статьи

Эффективная очистка воды: обзор методов и решений Эффективная очистка воды: обзор методов и решений

Требования к питьевой воде: нормы СанПиН и ГОСТа Требования к питьевой воде: нормы СанПиН и ГОСТа

Трехступенчатая очистка воды в бассейне: состав системы и особенности работы Трехступенчатая очистка воды в бассейне: состав системы и особенности работы

Средства для очистки воды в бассейне: зачем нужны и как пользоваться Средства для очистки воды в бассейне: зачем нужны и как пользоваться

Возврат к списку

(Голосов: 1, Рейтинг: 3.3)