Способы смягчения воды

Фильтры и системы для умягчения воды: маркетинговый ход или насущная необходимость

Способы смягчения воды

Кому-то словосочетание «жесткая вода» покажется литературным оксюмороном, но есть много людей, знакомых с этим качеством воды не понаслышке. Как определить степень жесткости и зачем умягчать воду — расскажем в данной статье.

В чем суть процесса умягчения воды?

Жесткость воды — это совокупность ее физических и химических свойств, связанных с содержанием растворенных солей щелочноземельных металлов. В первую очередь к солям жесткости относятся кальций и магний. В природной среде они регулируют различные химические процессы. На жесткость воды главным образом влияет ее месторождение.

Реки и озера пополняются из подземных источников, протекающих в известняковых пластах, и обогащают проходящую через них воду солями жесткости. В поверхностных водах содержится существенно меньше кальция и магния, чем в глубинных.

Своего максимума жесткость воды в природных источниках достигает зимой, а минимума — весной, благодаря тающему снегу.

Существует три вида жесткости воды:

  • Общая. Это суммарная концентрация ионов магния и кальция.
  • Карбонатная. Ее второе название — временная, так как показатели зависят от содержания в воде карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния, которые практически полностью устраняются при кипячении.
  • Некарбонатная, наоборот, является постоянной величиной, потому что она обусловлена наличием магниевых и кальциевых солей, на которые изменение температуры никак не влияет.

В системе СИ жесткость воды измеряется в молях на кубический метр — моль/м³, но на практике также используются миллиграмм-эквиваленты на литр — мг-экв/л. По нормам СанПиНа жесткость питьевой воды должна быть не больше 7 мг-экв/л. Требуемая жесткость воды для производства пива — до 4 мг-экв/л, безалкогольных напитков — 0, 7 мг-экв/л.

Чрезмерно жесткая вода — одна из причин образования камней в почках, так как гидрокарбонаты кальция и магния затрудняют работу желудка и кишечника. Так называемые отложения солей в суставах тоже могут быть результатом употребления жесткой воды.

Содержащиеся в ней соли жесткости активно взаимодействуют с мылом, шампунями, бальзамами и другими подобными средствами, образуя осадок и снижая их эффективность. Из-за разрушения естественной жировой защиты поры на коже человека забиваются новообразованиями, затрудняя ее дыхание. Это может привести к сухости, акне, перхоти, а также ломкости и выпадению волос.

На приготовление пищи жесткая вода тоже влияет не лучшим образом, разрушая содержащиеся в ингредиентах полезные вещества.

Жесткая вода ощутимо сокращает срок службы бытовой техники: посудомоечных машин, бойлеров, чайников и т.д. Из-за кристаллизации соли образуется накипь, которая впоследствии приводит к коррозии и поломке.

Как и в случае с шампунями, при стирке в жесткой воде часть «сил» порошка направляется на нейтрализацию ее эффекта, но здесь, помимо банального перерасхода моющих средств, увеличиваются шансы получить белье с пятнами или разводами.

Они тоже возникают из-за накипи, образованной на «внутренностях» стиральной машинки.

В городской черте сильно жесткую воду сейчас почти не встретить, а вот в частных секторах и сельской местности ситуация иная. Обычно их жители пользуются водой из колодца или артезианской скважины, в которые поступают насыщенные кальцием и магнием грунтовые воды. Вдобавок вместе с солями жесткости туда могут попасть и другие вредные вещества. Для этого достаточно сильного дождя и находящейся в округе мусорной свалки.

Как нетрудно понять, умягчение воды — это снижение в ней концентрации солей жесткости. Самый простой вариант данного процесса — термический (он же — простое кипячение). Как уже сказано выше, при данном процессе гидрокарбонат кальция распадается на нерастворимый карбонат кальция, который выпадает в осадок, и углекислый газ.

Концентрация сульфата кальция тоже несколько уменьшается. Данный способ считается самым простым, однако его производительность оставляет желать лучшего. Есть еще химический метод, когда в воду добавляются реактивы, превращающие растворимые соединения в нерастворимые. Главный минус в том, что пить такую жидкость все равно нельзя.

Остальные способы требуют специального оборудования.

Оборудование для умягчения воды

Помимо налета на нагревательных элементах бытовой техники и разводов на постиранном белье, признаком жесткой воды являются плохо пенящиеся мыла и порошки, твердое даже после длительной варки мясо, отсутствие привычного аромата у чая и кофе, а также горьковатый вкус самой воды.

Помимо этого жесткость воды можно определить по специальным тест-полоскам или измеряющему электропроводность жидкости прибору TDS-метру. Однако прежде чем приобретать фильтр для умягчения воды, рекомендуется отправить ее на исследование в лабораторию, чтобы специалисты поставили наиболее точный «диагноз».

Например, проточный фильтр для умягчения воды будет актуален лишь для жидкости без критичного содержания железа, а в тяжелых случаях лучше использовать магистральный.

В каких установках происходит умягчение воды? Специалисты выделяют следующие категории фильтров:

  • Мембранные. Отсеивают до 98% примесей, делая воду фактически дистиллированной. Однако чтобы качество их работы не снижалось, необходимо поддерживать в водопроводе давление не меньше 3–4 атмосфер. Такое устройство стоит достаточно дорого, но и срок службы у него большой.
  • Полифосфатные. Представляют собой колбу с кристаллами полифосфатной соли. Проходящая через них вода насыщается полифосфатом натрия. Обычно крепятся перед бытовым оборудованием. Полифосфатные фильтры стоят недорого, но раз в полгода их необходимо менять. Пить умягченную с их помощью воду не рекомендуется.
  • Магнитные. Благодаря им на воду воздействует постоянное магнитное поле, которое меняет структуру солей жесткости. Молекулы перестают соединяться при нагревании и не образуют осадок, а также разрушают уже имеющуюся накипь. Концентрация солей при этом остается прежней, так что такие устройства в основном подходят для труб и насосного оборудования. В зависимости от разновидности магнитные фильтры могут работать от 5 до 25 лет, при этом не нуждаясь в обслуживании.
  • Электромагнитные. Работают на основе излучения электромагнитных волн необходимой частоты. Требуют подключения к сети, но много энергии не расходуют. Совместимы с любыми другими системами умягчения воды. Избыток солей при этом удаляется через отстойник в канализацию. Так же как и магнитные, дополнительно разрушают накипь, но стоят на порядок дороже.
  • Ионообменные фильтры для умягчения воды. Их явный плюс — высокая производительность и долговечность фильтрующего элемента. Представляют собой фильтр колонного или кабинетного типа, внутри которого находится ионообменная смола. Как и в случае с магнитными фильтрами, очищать с их помощью можно только холодную воду. Процесс фильтрации заключается в замене ионов кальция и магния на ионы натрия, которые не вредят человеческому организму и бытовой технике.

Несмотря на то, что после ионообменного метода умягчения воду можно пить, он считается реагентным, остальные относятся к категории безреагентных.

Обезжелезить — не значит умягчить

Понятие «жесткая вода» — не синоним «железной воде». Пресная вода также содержит железо, которое попадает в колодцы и скважины из разрушающихся каменных пород, а в трубы — из стареющих и имеющих коррозию чугунных и стальных водопроводов. Определить на глаз перенасыщенную железом воду нетрудно — она имеет характерный металлический запах и желтовато-мутный оттенок. При таких показателях белые вещи после стирки тоже становятся желтоватыми, а на сантехнике появляются коричневые пятна.

В нашей стране допустимое количество железа в воде не должно превышать 0,3 мг-экв/л. Норма общего потребления железа для взрослого человека — 25 миллиграмм в сутки.

«Передозировка» может привести к мочекаменной болезни, кишечным расстройствам, болезням желчного пузыря и проблемам с зубами, а также к дерматитам и развитию аллергии. Поэтому нет никакого смысла приобретать устройства умягчения воды, пренебрегая при этом оборудованием для обезжелезивания.

Оно тоже бывает разным, как химическим, когда железо разрушают реагенты, так и механическим, когда железо распадается с помощью аэрации, коагуляции и описанного выше ионообменного метода. Более того, существуют установки «два в одном», работающие одновременно и на умягчение воды, и на ее обезжелезивание.

Они в равной степени экономят место в доме, бюджет владельца и его время.

Технологии стремительно развиваются, и, может быть, когда-нибудь вся вода на Земле будет исключительно чистой. Но пока этого не произошло, наличие системы фильтрации воды — насущная необходимость, ведь от нее напрямую зависит человеческое здоровье. При этом тратить большие деньги на неэффективное оборудование совсем не хочется, поэтому к выбору фильтра для обезжелезивания и умягчения воды следует подойти тщательно.

Источник: https://www.pravda.ru/navigator/fil-try-i-sistemy-dlja-umjagchenija-vody.html

Способы умягчения воды

Способы смягчения воды

  • Полезная информация
  • Методы и технология умягчение воды

Одним из этапов очистки воды является умягчение — уменьшение концентрации растворенных в воде солей жесткости. Умягчение питьевой воды необходимо: высокое содержание солей наносит вред человеческому организму, отрицательно влияет на сантехническое оборудование и бытовые приборы. Существуют различные способы умягчения воды. Основным методом умягчения является ионный обмен. Другое название метода — умягчение воды катионированием.

Схема умягчения воды

Жесткая вода проходит сквозь фильтры умягчения воды с засыпкой из ионообменной смолы. Смола представляет собой синтетические гранулы, в которые путем химического взаимодействия введены ионогенные группы.

фильтры умягчения воды

Принцип умягчения воды

Ионообменная смола отдает ионы, вступая в реакцию с растворенными в воде солями. Основной причиной обмена ионами между загрузкой фильтра и жесткой водой является разность концентрации ионов. Ионы смолы стремятся в раствор, так как в начале процесса таких ионов в жесткой воде нет. В свою очередь, исходя из принципа сохранения электронейтральности, ионы жесткой воды стремятся проникнуть в гранулы смолы.

Ионообменные смолы делятся на катиониты — в этом случае в воду выделяются положительно заряженные ионы (Н+, Na+), и аниониты — выделяются отрицательно заряженные ионы.

Для уменьшения количества солей жесткости кальция и магния в основном используется Na+ — катионирование. После такого умягчения общее количество растворенных в воде солей не уменьшается, но изменяется качественно.

установка умягчения воды

Важным свойством ионообменных смол является их способность к регенерации, что допускает длительное использование одной засыпки (до нескольких лет). Регенерация означает возвращение зерен загрузки к первоначальному химическому состоянию методом промывки растворами кислот (для катионитов) и щелочей (для анионитов).

Продолжительность службы ионообменных смол ограничена. Ионообменная смола считается отработавшей, если большая часть функциональных групп связывается с ионами удаляемого из воды вещества. В этом случае ионообменную смолу следует регенерировать (восстановить свойства) за счет очистки поверхности гранул смолы от ионов загрязняющего вещества.

Регенерация Na+ — катионитовых фильтров производится раствором поваренной соли (NaCl). Для регенерации ионообменных смол можно использовать таблетированную соль в установках для умягчения воды. После регенерации засыпку рекомендуется промыть от избытка соли, оставшейся между зернами смолы. Процесс регенерации можно повторять неограниченное количество раз. Но все же со временем общая эффективность ионогенных групп падает.

Регенерация Н+ — катионитовых фильтров производится раствором серной кислоты. После регенерации также следует провести промывку восстановленной ионообменной смолы от оставшегося избытка кислоты. Н+ — катионирование при умягчении воды более затратно, так как требует сложной аппаратуры в кислотостойком исполнении. Также возникает проблема нейтрализации кислотных стоков в процессе регенерации.

Рассмотренное нами реагентное умягчение воды является основным способом. Но существует и простое безреагентное умягчение воды — это обычное кипячение. Однако данный способ снижает лишь временную, карбонатную жесткость, следы которой оседают в чайнике и на нагревательных элементах в виде хорошо всем знакомого известкового налета.

Оборудование и установка системы умягчения воды в коттедже (типы и количество фильтров) могут быть рекомендованы специалистами только после проведения химического анализа воды. Для коттеджей и загородных домов постоянного проживания желательно использование автоматических установок умягчения воды непрерывного действия.

Умягчение, как и обезжелезивание, воды являются для Подмосковья основными формами очистки воды от посторонних примесей.

← К списку статей

Источник: http://www.wasser.ru/umyagchenie-vodyi.html

Способы умягчения воды для котельной

Способы смягчения воды

Вода для частных отопительных систем берется прямо из водопровода. Как правило, она не нуждается в механической очистке, так как не содержит песка, ила и других крупных частиц. Но эта вода обладает повышенной жесткостью. Поэтому водоподготовка для котельных является обязательной процедурой, направленной на улучшение работы оборудования.

Опасность жесткой воды для котельных

В обычной водопроводной воде в избытке находятся кальций, железо и магний. Эти микроэлементы формируют известковый налет. В быту все мы сталкиваемся с ним на кухне и называем накипью. Такой налет откладывается внутри отопительного оборудования и приводит к:

  • снижению теплопередачи;
  • перерасходу топлива;
  • повреждению стенок труб;
  • перегреву котла и даже его взрыву.

Чтобы не допустить подобных последствий, нужно проводить умягчение воды в котельной. Перед этой процедурой рекомендуется выполнять механическую очистку воды с помощью специальных фильтров.

Способы умягчения воды

Существует несколько методик смягчения воды. Каждая из них подходит для определенного типа оборудования. Поэтому умягчение воды для котельной нужно проводить с учетом разновидности вашего котла. Наиболее эффективные методы обработки:

  1. Обратный осмос. Этот способ подразумевает использование специальной мембраны в системе водоочистки. Мембрана характеризуется очень плотной структурой, благодаря которой она хорошо задерживает не только примеси и соли, но и вредные микроорганизмы. Несмотря на высокую эффективность, мембрана имеет свои недостатки. Она легко повреждается в очень грязной воде и дорого стоит. Поэтому умягчение воды в котельной данным способом целесообразно только при условии очень тщательной очистки перед смягчением. Также надо учитывать, что вода после усиленной очистки становится менее полезной для питья. Если после фильтра она поступает не только в отопительную систему, но и в водопровод, вы будете испытывать недостаток в микроэлементах.
  2. Электродиализ – способ фильтрации, основанный на комплексном использовании специальных мембран и электрического поля. С помощью данного метода также удаляются многие полезные вещества, помимо солей жесткости. Поэтому фильтр лучше устанавливать только на отопительную систему.
  3. Термическая обработка. Эта методика не очень эффективна. При ее использовании умягчение воды для котельной будет иметь только временный эффект.
  4. Реагентный (химический) способ. Он основан на смягчении воды с помощью химических веществ (при условии, что жидкость поступает только в систему отопления). С этой целью используют соду или гашеную известь. Данные вещества преобразуются в нерастворимые соли и выпадают в осадок при взаимодействии с магнием и кальцием. Такой способ эффективен, но достаточно сложен в исполнении. Он требует проведения тщательного анализа состава воды для расчетов дозировки добавляемых реагентов. Также он нуждается в постоянной фильтрации осадка.
  5. Ионный обмен. Эта методика основана на использовании специальной смолы с ионами натрия. Смола помещается в картридж, через который проходит вода. Во время фильтрации магний и кальций замещаются натрием, после чего вода становится мягкой. Картриджи нужно периодически восстанавливать и менять.
  6. Электромагнитное воздействие. Этот способ требует установки специального прибора, изменяющего структуру солей жесткости. После обработки электромагнитным полем соли не могут образовывать накипь и легко вымываются из отопительной системы (в виде рыхлого осадка).

Помните, что только правильная водоподготовка для котельных помогает продлевать срок работы котла и снижает расход топлива. Поэтому подбирать подходящий для вашей системы способ фильтрации должен специалист. Проконсультируйтесь с ним и узнайте оптимальный метод смягчения воды и необходимые инструменты для его реализации.

Источник: http://www.megalit23.ru/article/341-umyagcheniye-vody-dlya-kotelnoj

Как грамотно организовать процесс умягчения воды в частном доме: выбираем технологию и конструктивное решение

Качество воды — это один из факторов, напрямую влияющих на здоровье человека. Из воды мы получаем до 25% необходимых минеральных веществ. Причем усваиваются они значительно быстрее, чем те, что содержатся в продуктах питания. Если процент естественных компонентов значительно отличается от нормы, организм реагирует немедленно и очень негативно. В нашем обзоре мы расскажем о проблеме избытка солей жесткости и предложим варианты ее решения в частном доме.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как правильно формировать денежное дерево

О жесткой воде в настоящее время говорят много. При этом далеко не все знают, что именно она становится причиной проблем с ЖКТ, почками и суставами, а еще — испорченной бытовой техники и частых сбоев в инженерных сетях водоснабжения и водоотведения. Рассмотрим подробнее, чем опасна повышенная жесткость и какие существуют методы умягчения воды.

Почему от оборудования для умягчения воды нельзя отказываться

Жесткостью воды называют совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней солей щелочноземельных металлов — в первую очередь кальция и магния. Требования к жесткости воды питьевого назначения в нашей стране установлены в ГОСТах и санитарно-эпидемиологических правилах и нормах (например СанПиН 2.1.4.

1074-01 «Питьевая вода, гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения»).

В ЕС эту задачу решает Директива Совета Европы 98/83/ЕС «О качестве воды, предназначенной для употребления людьми», в США — нормы Агентства по охране окружающей среды (US EPA), на международном уровне — рекомендации ВОЗ.

Официальной единицей измерения жесткости является градус, равный 1 мг-экв/л (ГОСТ 31865-2012). Согласно российским нормативам жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л. В зависимости от градуса жесткости, выделяют:

  • очень мягкую воду — менее 1,5 мг-экв/л;
  • мягкую воду — от 1,5 до 4 мг-экв/л;
  • воду средней жесткости — от 4 до 8 мг-экв/л;
  • жесткую воду — от 8 до 12 мг-экв/л;
  • очень жесткую воду — более 12 мг-экв/л.

Данная градация относится к воде питьевого и хозяйственно-бытового назначения. При этом правила эксплуатации многих систем водо- и теплоснабжения (паровые, водогрейные котлы и т.д.) устанавливают значительно более жесткие ограничения: почти вдвое ниже значений СанПиНа.

Отметим также, что, по нормам ВОЗ, оптимальная концентрация солей кальция и магния должна составлять 1–2 мг-экв/л.

Столь строгим требованиям есть объяснение. Жесткая вода имеет ощутимый неприятный горьковатый привкус. Постоянное употребление ее в пищу расстраивает работу ЖКТ и уменьшает моторику желудка. Соли накапливаются в организме и провоцируют болезни суставов, образование камней в почках и желчном пузыре.

Они остаются в виде налета на волосах и коже, а также в узлах сантехники, белье, элементах стиральной машины, чайниках. В энергетике такая вода способна вывести из строя трубопроводы и теплообменное оборудование. Даже небольшое отложение солей на узлах и деталях оборудования резко снижает коэффициент теплопередачи и повышает расход топлива.

Поэтому во всех случаях, когда показатель жесткости выходит за допустимую отметку, воду рекомендовано умягчать.

Важно!
В глубине земных недр вода имеет высокую жесткость всегда. Исключений из этого правила не бывает. Поэтому если в водопроводную систему частного дома вода поступает непосредственно из скважины или колодца, умягчение воды обязательно.

Есть несколько признаков, которые указывают на повышенную жесткость воды:

  • После стирки белье твердеет, а на поверхности видны белые разводы.
  • Моющие средства плохо пенятся, рекомендованного производителем количества средства не достаточно.
  • На стенках чайника образуется накипь.
  • После гигиенических процедур возникает ощущение сухости и стянутости кожи.
  • На кранах образуется налет.

Очевидно, что использование умягченной воды поможет избежать описанных выше проблем со здоровьем и значительно продлить срок службы бытовой техники. Для коттеджей и загородных домов оптимальным является использование автоматических установок непрерывного умягчения воды. Для правильного подбора системы необходим предварительный химический анализ воды из источника водоснабжения.

Технологии и принципы умягчения воды: какой метод подойдет для загородного дома

Умягчение воды возможно разными методами: химическими, физическими, механическими или их комбинацией.

Химическая очистка предполагает использование реагентов, физическая происходит под воздействием природных сил (магнетизма, например), механическая предполагает создание физических барьеров.

Применение той или иной методики зависит от цели использования воды, а также уровня жесткости, источника водоснабжения, размеров домостроения и т.д. Остановимся подробнее на наиболее популярных способах умягчения воды.

Реагентный способ. Предусматривает добавление специальных реагентов — коагулянтов. Они связывают магний и кальций в нерастворимые соединения, которые постепенно оседают на дне и стенках фильтра. В качестве реагентов используют известь, гидроксид натрия, фосфонаты, кальцинированную соду. Таким методом пользуются для умягчения технической воды, например, в котельных. Для питьевой воды и воды бытового назначения реагентный способ не подходит.

Полифосфатный метод. Этот простой и доступный метод умягчения технической воды в загородном доме, в общем-то, является разновидностью реагентного. Технология основана на реакции солей жесткости с полифосфатом натрия, в результате которой образуется нерастворимая пленка из полифосфатов кальция и магния, тогда как очищаемая вода насыщается ионами натрия.

Ионный обмен. Одна из наиболее доступных и эффективных технологий: воду пропускают через фильтр для умягчения с засыпкой из ионообменной смолы. При прохождении через последнюю ионы кальция и магния из воды посредством реакций ионного обмена переходят в смолу, вода же обогащается безобидными для техники и человека ионами натрия.

Плюсом этой технологии является то, что ионообменная смола способна к регенерации, то есть восстановлению. Для этого ее необходимо промыть раствором обычной поваренной соли (NaCl). Большинство подобных устройств для умягчения воды оснащено мультипроцессорным управлением. Режим регенерации включается автоматически по мере необходимости.

Кстати
При обработке воды методом ионного обмена выпадения осадка не происходит, поэтому дополнительные фильтры не требуются.

Фильтры этого типа отлично справляются с умягчением воды как для питьевого, так и для бытового и технического назначения.

Обратный осмос. Эта технология умягчения воды предполагает использование мембраны из ацетилцеллюлозы или ароматического полиамида. Такая мембрана обеспечивает практически 100-процентную деминерализацию и, естественно, снижает жесткость. К потребителю отправляется вода, практически доведенная до дистиллята.

В числе преимуществ метода — малые габариты установки и ее небольшая энергозатратность. К недостаткам можно отнести дороговизну самого фильтра и существенные расходы на периодическую замену мембраны. Использование системы обратного осмоса в обязательном порядке требует установки предфильтра грубой очистки и постфильтра искусственной минерализации.

Последний обогащает воду солями магния (не менее 20 мг/л), кальция (от 40 мг/л), калия, фтора и другими химическими элементами до уровня 100 мг/л. Минерализатор необходим по причине того, что обратноосмотические системы очищают воду до состояния химически чистого соединения.

Длительное употребление дистиллированной воды способствует вымыванию из организма нужных микро- и макроэлементов.

Магнитный и электромагнитный методы реализованы в небольших устройствах, устанавливаемых непосредственно в трубопроводе. При прохождении потока воды через такие фильтры, соли кальция и магния под действием магнитного поля переходят в нерастворимую форму. Образовавшийся осадок с потоком воды выводится из системы водопровода. Такие системы применяют для защиты от накипи котлов, колонок, водонагревателей, стиральных и посудомоечных машин в частных домах и коттеджах.

Очевидно, что системы избавления воды от излишней жесткости сильно различаются в технологическом плане, а также с позиций эксплуатации, эффективности действия и стоимости. В связи с этим во многих загородных домах используют комбинированные методы.

Например, для технического водоснабжения применяют магнитный фильтр, для питьевых нужд — обратноосмотический с минерализатором. Однако последний вариант — удовольствие не из дешевых. Оптимизировать затраты поможет установка ионообменного фильтра.

Он универсален, имеет высокую производительность, а умягченная вода одинаково хорошо подходит как для употребления в пищу, так и для работы бытовой техники.

Устройство фильтров для умягчения воды: решения для систем водоподготовки в коттеджах

Выбрав оптимальную технологию, важно не ошибиться с подбором конструктивного решения.

Компактный фильтр-умягчитель для воды. Его закрепляют на трубе, через которую вода попадает в стиральную машину, котел или другое устройство. Внутри может быть засыпан частично растворимый реагент, например полифосфат натрия, или создано магнитное поле. Такой фильтр удобен, однако рассчитан исключительно на умягчение воды хозяйственно-бытового назначения и обслуживание только одного прибора.

Другое решение — это магистральный фильтр для умягчения воды. Его монтируют на трубу, через которую поступает вода во всю систему сразу. С одной стороны, это решение решает все проблемы умягчения воды разом, с другой — такой фильтр работает не быстро и стоит дорого.

Фильтры-умягчители картриджного типа. Обычно они оборудованы прозрачной колбой, в которую устанавливают сменный картридж с ионообменной смолой. Стандартный фильтр в 10 дюймов рассчитан на объем в 4 тысячи литров, или на полгода непрерывной работы. Затем картридж придется заменить. Ресурс достаточно низкий без возможности восстановления.

«Кабинетные» фильтры. Это небольшие установки, рассчитанные на квартиры и офисы. В таких системах реализована ионообменная технология. «Кабинетный» фильтр расходует сорбент примерно на 50% экономнее в сравнении с другими типами умягчителей. Вода после обработки пригодна для питья и работы бытовой техники. Единственный нюанс — это малый объем, с которым способен справиться фильтр.

Для большого дома такой фильтр не подойдет. А вот для коттеджа с шестью жильцами это решение может стать оптимальным. Можно, например, рассмотреть вариант покупки недорогого умягчителя WaterBoх от компании «Экволс» (Россия) с производительностью 2,5 м3 в час и автоматической регенерацией фильтра по времени.

Небольшие габариты системы позволят вписать ее в стандартный сантехнический шкаф, что весьма актуально для дома со скромной площадью.

Ионообменные колонны с солевыми баками. Это вертикальные установки, представляющие собой резервуары с ионообменной смолой внутри. Через них проходит вода, подлежащая умягчению. В системе предусмотрена емкость для соли, которая участвует в процессе регенерации.

При достижении критического предела система изменяет режим фильтрации на регенерацию и направляет соляной раствор через резервуар. Освобожденные ионы кальция и магния отправляются в сток. Более дорогостоящие системы оснащены двумя контурами фильтрации.

Пока на одном протекает регенерация, другой может работать в полную силу, решая задачу умягчения.

Данные установки являются наиболее оптимальными для частных домов, дач, коттеджей.

Ионообменные колонны имеют существенные отличия в конструкции, размерах, производительности, уровне автоматизации и т.д. Для того чтобы обеспечить умягчение воды в частном доме, где проживает среднестатистическая семья, достаточно фильтра производительностью до 1,5 кубометров в час. Срок эксплуатации наполнителя без необходимости замены может достигать 10-ти лет.

Умягченная вода пригодна для питья, бытового и технического использования. Она благоприятно влияет на состояние кожи и волос, на деятельность ЖКТ. Меньше времени уходит на стирку, снижается расход бытовой химии. Увеличивается срок службы приборов, которые непосредственно контактируют с водой.

С учетом того, что большинство из них — дорогостоящие, затраты на приобретение системы умягчения могут оказаться вполне оправданными.

Источник: https://www.kp.ru/guide/umjagchenie-vody.html

Методы умягчения воды. Как умягчить воду. В этой статье описаны все способы умягчения воды, преимущества и недостатки каждого метода

Качество питьевой и водопроводной  воды, которую мы используем для употребления, приготовления пищи, стирки и гигиенических процедур, порой оставляет желать лучшего. В любой воде содержатся соли и вредные элементы, что делает ее жесткой.

Эта проблема актуальна не только для обитателей квартир, но и для владельцев коттеджей и дачных домов с автономным водоснабжением, например коттеджный поселок в Краснодаре. Если вы пробили скважину или выкопали колодец, вода хоть и будет вкуснее, но процент солей в ней может быть значительно выше нормы. Поэтому так важно своевременно применить необходимые методы умягчения воды, о которых вы узнаете из этой статьи.

Что такое жесткость воды и какая она бывает?

Под жесткостью воды подразумевается совокупность ее химико-физических свойств, уровень содержания растворенных солей, преимущественно кальция и магния (т. наз. “щелочноземельных металлов”). Различают такие степени жесткости:

  • временная (карбонатная), при которой в воде присутствуют соли магния и гидрокарбонатов кальция;
  • постоянная (некарбонатная), для которой характерны другие примеси, не выделяющиеся при кипячении воды — сульфатные, хлоридные и нитратные анионы.

Для определения жесткости чаще всего используется такая единица, как миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л). Существует такая классификация воды:

  • жесткая – от 6,0 мг-экв/л;
  • средней жесткости – в диапазоне от 3,0 до 6,0 мг-экв/л;
  • мягкая – до 3,0 мг-экв/л.

Важно! Оптимальный показатель жесткости питьевой воды, по нормам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) — 1,0-2,0 мг-экв/л.

Применение жесткой воды имеет следующие негативные последствия:

  1. Низкие вкусовые характеристики. Вода, как правило, горьковата, иногда имеет ярко выраженный металлический привкус.
  2. Ухудшение качества продуктов. Жесткая вода при хранении вызывает выпадение солей. Такой может оказаться как бутилированная вода, так и та, которая используется для изготовления соков, пива, водки. Часто на стенках бутылок остаются потеки, которые трудно отмыть даже с использованием специальных средств. Поэтому так важно регламентировать жесткость воды, применяемой в пищевой промышленности. Рекомендуемый показатель здесь — 0,1–0,2 мг-экв/л.
  3. Отрицательное влияние на организм и здоровье человека. Регулярное  употребление воды с высоким содержанием солей может привести к проблемам в работе органов пищеварения и мочевой системы.
  4. Пересушивание кожных покровов. Если у вас после водных процедур — принятия душа, ванны, умывания и мытья головы возникает ощущение стянутости и обезвоживания кожи, причиной этого могут быть не только используемые средства личной гигиены (мыло, гель, пенка), но и жесткая вода. Она оставляет налет на волосах и коже и создает неприятное ощущение “жесткости”.
  5. Больший расход моющих средств. При стирке соли, содержащиеся в воде, активно взаимодействуют с поверхностно-активными веществами (ПАВ) стиральных порошков и связывают их. В результате вам приходится использовать значительно больше той нормы порошка, что прописана в инструкции. Кроме того, жесткая вода вредит структуре ткани.
  6. Вывод из строя бытовой техники. Оседая в виде накипи на стенках или нагревательных элементах электрочайников, стиральных машин, бойлеров, избыток солей очень часто приводит к их поломкам. При нагревании жесткой воды примерно на 15-20 % увеличивается количество потребляемой электроэнергии.
  7. Налет на сантехнике и поверхностях. Может откладываться внутри и снаружи водопроводных кранов, на кафельной плитке, в бачке унитаза и постепенно разрушает их. Очистить накипь очень сложно и вид она имеет непривлекательный.
  8. Вред для промышленных систем. Накапливаясь в трубопроводах и на поверхности теплообменного оборудования, соли жесткой воды способны надолго вывести их из строя. Наличие солей также приводит к снижению коэффициента теплопередачи,  увеличению энергетических затрат и расхода топлива.

Важно! Учитывая эти факты, жесткую воду обязательно нужно умягчать. Подобрав подходящий фильтр для умягчения воды, вы обеспечите исправную работу бытовой техники и сохранить свое здоровье.

Термический метод

Этот метод подразумевает наиболее часто используемое для обработки воды в домашних условиях кипячение. При нагревании до температуры в 100°С сложные химические элементы — гидрокарбонат и сульфат кальция, распадаются.

Преимущества:

  1. Простота процедуры.
  2. Отсутствие необходимости приобретения и последующего ухода за специальным оборудованием для фильтрации.

Недостатки:

  1. Этот способ не подходит для умягчения воды в больших количествах.
  2. После обработки воды образуется осадок, который надо удалять.

Ионообменное умягчение воды

Этот способ — один из наиболее востребованных на сегодняшний день. Принцип обработки жидкости заключается в ее фильтрации через материалы, включающие мелкозернистую смолу для умягчения воды. В результате происходит обмен ионов (натриевые элементы замещают избыток кальция и магния).

Важно! При установке такой системы обязательно к выполнению ее регулярное обновление, так как количество ионов со временем уменьшается. Делают это чаще всего с помощью солевого раствора, который пропускают через отработанный смоляной слой.

Виды ионнообменных систем для умягчения воды

В зависимости от предполагаемого объема воды, отдают предпочтение более подходящему варианту:

  • экономичный корпус с колбой, в который засыпаются кристаллы и по мере необходимости меняются на новые;
  • картридж для умягчения воды — сменный элемент, который устанавливается в фильтр, обновлению не подлежит, только замене на новый;
  • регенеративные фильтры усложненной конструкции — в таких системах происходит автоматическое обновление свойств смолы по мере необходимости.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как защитить уберечь растения и деревья от весенних, поздневесенних, заморозков

Преимущества:

  1. Высокая производительность.
  2. Хорошее качество умягчения.
  3. Длительный срок действия.
  4. Минимальное участие в процессе обновления.

Недостатки:

  1. Высокая стоимость фильтров последнего типа.
  2. Необходимость личного контроля и регулярных расходов на приобретение сырья для заправки колбы или переустановки картриджа.
  3. Вода пригодна для бытовых нужд, но не для приготовления пищи или питья.

Реагентные методы

К этой категории относятся несколько способов, которые зависят от типа применяемого вещества. Принцип действия — замещение или растворение жестких элементов более мягкими. Для этой цели подходят такие варианты:

  • сода+соль;
  • известь;
  • известь+сода;
  • соль для умягчения воды;
  • синтетические расщепители.

Важно! Последние используются в большей мере для защиты бытового оборудования (посудомоечных, стиральных машин) от неблагоприятного воздействия жесткой воды. По эффективности и доступности наиболее популярным является «Calgon».

Преимущества:

  1. Высокая степень очистки и умягчения воды.
  2. Удаляются мутные и вредные примеси.

Недостатки:

  1. Образование продуктов переработки в виде твердых частиц.
  2. Необходимость максимально четкого соблюдения дозировки.
  3. Такая вода непригодна для питья. Исключение — вода после умягчения содовым или солевым реагентом.
  4. Соблюдение особых условий хранения реагентов для обеспечения безопасности всех домочадцев, минимум — отдельное место.

Мембранное умягчение воды

Этот метод предполагает продавливание жестких примесей под давлением. Для этого используется показатель давления в 3-4 атм. и полупроницаемая мембрана, на которой оседают все вредные элементы.

Преимущества:

  1. Установка такого фильтра для умягчения воды позволяет получить воду высокой степени очистки — практически дистиллированную.
  2. Удаление всех нежелательных примесей, а не только тех, что влияют непосредственно на жесткость.

Недостатки:

  1. Необходимость создания в водопроводе избыточного давления не меньше указанной нормы.
  2. Требуется дополнительная минерализация, чтобы сделать воду пригодной для питья.
  3. Высокая стоимость системы и заменяемых расходных деталей.

Магнитное умягчение воды

Принцип действия магнитного поля для фильтрации воды основан на потере способности тяжелых солей откладываться на стенках и любых других поверхностях. Специальные магниты крепятся непосредственно на водопровод, притягивают все солевые и металлизированные частицы в воде, затем удаляются в специальный отстойник, где и накапливаются.

Преимущества:

  1. Качественное умягчение при невысокой интенсивности нагрузки.
  2. Возможность очистки бытовых приборов и трубопроводов — магниты способствуют эффективному удалению уже образовавшейся накипи и ржавчины.
  3. Снижение расхода электроэнергии.
  4. Продление срока эксплуатации теплообменников в системах автономного подогрева воды.
  5. Повышение производительности любой системы, например, посудомоечной или стиральной машины.

Недостатки:

  1. Требует непосредственного участия человека при работе системы. Крупные куски налета и скопления требуется регулярно удалять, чтобы они не вывели из строя оборудование и не способствовали дальнейшему засору трубопроводов.
  2. При сильно жесткой воде оказывают слабое влияние.
  3. Дальность действия магнитов ограничена.
  4. Высокая стоимость.

Важно! Усовершенствованный вариант — электромагнитные системы, которые несколько выше по эффективности и требуют меньшего внимания человека, так как удаление тяжелых частиц происходит сразу в канализацию. Но стоят они на данный момент еще дороже, чем обычные магнитные умягчители воды, соответственно, доступны далеко не каждому.

Комбинированное умягчение воды

Само название метода говорит об основном принципе выбора подходящей системы для умягчения воды в домашних условиях. Это сочетание нескольких вышеописанных способов для получения максимальной выгоды.

Преимущества:

  1. Получение воды идеального качества для конкретных нужд.
  2. Предотвращение засора и разрушения водопроводных систем и выхода из строя бытовых приборов.

Недостатки:

  1. Дороговизна.
  2. Сочетание недостатков каждой отдельно взятой системы.
  3. Требуется профессиональный подход при комбинировании систем, что влечет дополнительные расходы на оплату услуг специалистов.

Заключение

Теперь вы знаете, как можно умягчить воду в домашних условиях, все плюсы и минусы каждого способа. Какому варианту отдать предпочтение — решать вам. Но помните, что если у вас в водопроводе или скважине действительно жесткая вода, то игнорировать такую процедуру не стоит. Заручитесь поддержкой профильных специалистов для уточнения качественных характеристик воды и возможных методов исправления ситуации. Только так вы сможете быть уверены в том, что вашему здоровью вода не навредит.

Методы умягчения воды

  • 5.00 / 5 5
  • 1 / 5
  • 2 / 5
  • 3 / 5
  • 4 / 5
  • 5 / 5

Источник: http://recn.ru/metody-umyagcheniya-vody

Умягчение — способ борьбы с жесткостью воды

Проблема жесткой воды касается абсолютно всех потребительских категорий: жителей городских квартир и частных домов, владельцев ресторанов и пищевых производств, а также руководителей промышленных предприятий.

Для удаления из жидкости катионов жесткости (солей Ca2+ и Mg2+) существует множество методов: термический, с использованием реагентов, ионообменный, электромагнитный и т.д.

Они применяются в зависимости от объема обрабатываемой жидкости, первоначальной жесткости воды и целей ее использования.

Следует иметь в виду, что различают жесткость:

— карбонатную (или временную) – вызванную наличием двухвалентных катионов кальция и магния и анионов HCO3-, которые устраняются кипячением;

— некарбонатную (постоянную) – вызванную наличием примесей солей соляной, серной или азотной кислоты, не удаляющихся методом кипячения, а выпадающих в малорастворимый осадок типа сульфата кальция или магния.

 В основном в воде присутствует именно карбонатная жесткость, поэтому все усилия создателей методик для смягчения воды направлены на ее уменьшение. Самые популярные из них — это кипячение и применение фильтров с ионообменными материалами.

Термический метод смягчения

Кипячение — самый простой способ снизить жесткость жидкости под воздействием высокой температуры за счет распада солей СаСО3 и MgCO3 на углекислый газ и соответствующий карбонатный осадок. Он позволяет существенно уменьшить жесткость, которая вызвана высоким содержанием катионов Ca2+ и Mg2+ и сульфата кальция СаSO4. Но на 100% устранить временную (карбонатную) жесткость термическим способом невозможно, так как углекислый кальций способен незначительно растворяться в воде.

 Поэтому кипячение обычно используется в сочетании с другими процедурами умягчения или для подготовки жидкости, предназначенной для технических нужд. К недостаткам термического метода следует также отнести: образование осадка, требующего периодического удаления, сложность работы с большими объемами и значительные энергозатраты.

Ионообменный способ смягчения

В основе данного метода лежит свойство ионообменных материалов (они называются ионитами) поглощать из жидкости ионы жесткости, а взамен отдавать такое же число собственных «мягких» ионов (хлорида натрия). Такие материалы помещаются в фильтры-умягчители воды в виде специальных картриджей.

В результате данного обмена запас полезных ионов хлорида натрия в ионитах постоянно уменьшается, что требует либо их частой замены, либо проведения специальной процедуры регенерации. Она осуществляется с помощью пропускания раствора поваренной соли сквозь слой отработанного ионита.

В результате этого процесса ионит снова насыщается ионами хлорида натрия, а задержанные катионы жесткости отводятся в сток.

Преимущества ионообменного метода: достаточно высокая степень умягчения воды, возможность обрабатывать большие объемы жидкости, малая затратность. Но есть и недостатки: большая цена фильтров, обладающих функцией регенерации, или необходимость часто менять ионообменные материалы в фильтрах, которые не обладают функцией регенерации. Выбор таких устройств довольно большой, что позволяет их использовать как для промышленных, так и для бытовых целей.

Ионообменные материалы для умягчения

В технологических процессах водоподготовки в качестве ионообменных материалов в основном применяются специальные смолы мелкой зернистости, прекрасно извлекающие катионы кальция и магния. Они представляют собой синтетически созданные гранулы с введенными в них методом химического взаимодействия ионообменными группами.

Смолы для умягчения воды делятся на виды в зависимости от структуры синтетических ионитов. Они могут быть гелевыми (набухают в 2-3 раза, но имеют исчерпаемый ресурс набухания), изопористыми (впитывают намного больше, но сильнее раздуваются) или макропористыми (мало набухают и являются прекрасными адсорбентами с высокой скоростью очистки).

Чаще всего наполнитель фильтра-умягчителя — это набор нескольких смол (катионитов и анионитов), способных поглощать разные типы загрязнений. Такая высокоэффективная ионообменная среда поэтапно удаляет из воды различные примеси железа, кремния и марганца, а также соли карбонатной жесткости. Для употребления воды в пищу используются качественные гранулы высокой очистки, отличающиеся высокой способностью отдавать натрий взамен на надежно прилипающие к ним соли жесткости.

Подведем итог

Сегодня отказаться от умягчения означает рисковать не только своими деньгами, но и собственным здоровьем. Следовательно, остается единственный выход — снижать жесткость потребляемой воды до того, как она попадет в бытовые приборы или в наш организм.

Источник: https://smoly.ru/sposoby-umyagcheniya-vody.html

Термический способ умягчения воды

Чтобы закончить подраздел «Умягчение воды» раздела «Вода» и перейти дальше, осталось разобраться с одним-единственным оставшимся способом умягчения воды как такового. Он называется «термический способ умягчения воды«. Естественно, останутся другие технологии, например, технология обратного осмоса или нанофильтрации, которые также работают с жёсткостью воды. Но именно на специфических способах борьбы именно с жёсткой водой мы закончим подраздел Умягчение воды.

Термический способ умягчения воды — это интересный способ, при котором из воды удаляетя временная жёсткость (подробнее про временную жёсткость — в статьях «Жёсткая вода» и «Подробнее про жёсткость воды«) с помощью нагрева воды. То есть, для умягчения применяются именно те процессы, которые приводят к образованию накипи в обычных условиях. Другими словами, образование накипи тут — желательное явление.

На самом деле термическим способом умягчения воды вы пользуетесь почти что с детства — как раз с того возраста, когда вы научились ставить чайник на огонь. Другими словами, когда вы кипятите воду в чайнике, вы делаете так, чтобы часть солей жёсткости выпадала в осадок в виде накипи на чайнике. В результате вы пьёте чай с более мягкой водой, чем течёт из крана.

Соответственно, может возникнуть вопрос: «А сколько нужно времени кипятить воду, чтобы достичь нужного уровня мягкости воды?» Для того, чтобы ответить на него, нужно немного подумать.

Так, растворимость солей жёсткости падает с ростом температуры. Соответственно, чем выше температура, тем быстрее они выпадут в осадок. И чем дольше происходит обработка, тем полнее будет термическое умягчение воды. Соли жёсткости выпадают в осадок при нагревании по реакции (на примере гидрокарбоната кальция):

С точки зрения химического равновесия, чем быстрее будет улетучиваться углекислый газ, тем быстрее будут выпадать в осадок соли жёсткости. То есть, первый практический совет:

При термическом способе умячгения воды не полностью закрывайте крышку чайника (кастрюли), чтобы углекислый газ мог свободно улетучиваться

Соответственно, если вы оставляете крышку закрытой, то углекислый газ не может свободно улетучиваться и замедляет скорость выпадения солей жёсткости в осадок. С другой стороны, полностью открытая ёмкость при кипячении приведёт к быстрому испарению воды, что не очень хорошо, поскольку при этом растёт общее содержание солей и вкус воды ухудшается.

Таким образом, нужно найти оптимальное положение крышки на чайнике для вашей собственной жёсткой воды.

Далее, второе следствие из реакции термического осаждения солей жёсткости с точки зрения химического равновесия — чем больше солей жёсткости (т.е. чем выше жёсткость воды), тем быстрее будет происходить выпадение в осадок. То есть, практический вывод таков:

если у ваша вода имеет жёсткость меньше 4 мг-экв/л (4 ммоль/л), то термически умягчать такую воду не стоит

Всё потому, что осаждение солей жёсткости будет происходить слишком медленно, и испариться слишком много воды, отчего вкус её может ухудшиться (что для себя определяет каждый отдельно взятый человек, поскольку на вкус и цвет товарища нет).

Конечно, мы обещали назвать точное время, за которое все соли жёсткости выпадут в осадок. К сожалению, так просто называть это время нельзя, потому что очень сложно учесть все параметры — и температуру воды, и жёсткость воды, и то, насколько открыта крышка, и как много в воде углекислого газа и т.д.

Кстати, помимо этих химических параметров важен ещё один — площадь поверхности.

Так, чем больше площадь поверхности, на которой может образовываться накипь, тем полнее произойдёт термическое умягчение воды

И, если вы пользуетесь чайником, и площадь его стенок и дна, контактирующая с водой, составляет 30 квадратных сантиметров, то вы получите минимально возможное при остальных усовиях умягчение. Но если вы увеличите площадь поверхности, контактирующей с водой, вдвое — примерно так же вырастет эффективность умягчения воды, а, значит, и времени обработки.

Также нужно учитывать, что если вы только начали умягчать воду термически в новом чайнике, то за счёт того, что на гладкой поверхности солям жёсткости менее «удобно» кристаллизоваться, то по-началу умягчение будет происходить не так эффективно, как в последствии, когда на стенках образуется хороший слой накипи.

Мы можем назвать примерное время термического умягчения воды для жёсткости в районе 7 мг-экв/л. Это время составляет 2-3 минуты (без учёта дополнительной площади поверхности и с толстым слоем накипи).

Соответственно, должен возникнуть вопрос: «А как можно самостоятельно определить, сколько нужно кипятить воду для её умягчения?» Ответ на этот вопрос прост:

для определения длительности термического умягчения воды нужно провести эксперимент

Эксперимент будет состоять в том, что вы одинаковый обЪём воды (например, стакан) будете кипятить разное время (в чайнике с примерно одинаковым слоем накипи и площадью поверхности). И оценивать вкус получившейся кипячёной и охлаждённой воды. Охладить воду до комнатной температуры перед пробой нужно обязательно, поскольку вкус горячей воды человек распознаёт очень плохо.

Также нужно учесть, что кипевшая определённое время вода, разлитая в последствии по ёмкостям для охлаждения, должна быть закрыта! Иначе в воде растворится кислород, что изменит вкус воды — будет ощущаться вкус кислорода (сладковатый), а не собственно мягкой воды.

При дегустации нужно иметь контрольный стакан — с исходной, некипячёной водой. Воду глотать необязательно, достаточно её подержать во рту, а потом выплюнуть. После каждой пробы воды полощите рот исходной, термически не умягчённой водой. Свои ощущения записывайте — разница может быть настолько тонка, что будет теряться после нескольких повторов.

Например, процедура дегустации воды после термического умягчения для определения оптимального времени воздействия такова:

  1. Попробовать воду из одного стакана и записать баллы вкуса для этого стакана.
  2. Прополоскать рот исходной неумягчённой термически водой.
  3. Попробовать второй стакан и записать баллы вкуса для него.
  4. Прополоскать рот неумягчённой водой

И т.д., сделав минимум по три повтора. В итоге каждая умягчённая проба будет иметь минимум по три оценки. Выводится среднее значение и выбирается оптимальное время!

Определение времени термического умягчения воды можно сделать более точным. Для этого понадобится прибор — TDS-метр, или солемер. Этот прибор измеряет, каково общее содержание солей в воде (в том числе солей жёсткости). Соотвественно, если после термического способа умягчения воды соли жёсткости частично выпали в осадок, то прибор покажет уменьшение общего содержания солей.

Кроме того, поскольку прибор меряет не жёсткость воды, а именно общее содержание солей, то можно определить тот момент, когда кипячение не сколько убирает временную жёсткость воды, сколько увеличивает общее содержание солей за счёт испарения воды.

Естественно, показания прибора лучше всего проверить на вкус — а то мало ли что он показывает

Источник: http://interesko.info/termicheskij-sposob-umyagcheniya-vody/

Основные методы умягчения воды

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Основные методы умягчения воды

Теоретическиеосновы умягчения воды, классификацияметодов

Термическийметод умягчения воды

Реагентныеметоды умягчения воды

Технологическиесхемы и конструктивные элементы установокреагентного умягчения воды

Термохимическийметод умягчения воды

Умягчениеводы диализом

Магнитнаяобработка воды

Литература

Теоретическиеосновы умягчения воды, классификацияметодов

Под умягчением водыподразумевается процесс удаления изнее катионов жесткости, т.е. кальция имагния. В соответствии с ГОСТ 2874-82″Вода питьевая» жесткость воды недолжна превышать 7 мг-экв/л. Отдельныевиды производств к технологическойводе предъявляют требования глубокогоее умягчения, т.е. до 0,05.0,01 мг-экв/л.

Обычноиспользуемые водоисточники имеютжесткость, отвечающую нормамхозяйственно-питьевых вод, и в умягчениине нуждаются. Умягчение воды производятв основном при ее подготовке длятехнических целей. Так, жесткость водыдля питания барабанных котлов не должнапревышать 0,005 мг-экв/л.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Лириопе (комнатный мышиный гиацинт)

Умягчение водыосуществляют методами: термическим,основанным на нагревании воды, еедистилляции или вымораживании;реагентными, при которых находящиесяв воде ионы Ca (II)и Mg (II)связывают различными реагентами впрактически нерастворимые соединения;ионного обмена, основанного на фильтрованииумягчаемой воды через специальныематериалы, обменивающие входящие в ихсостав ионы Na (I)или Н (1) на ионы Са (II) и Mg(II), содержащиесяв воде диализа; комбинированным,представляющим собой различные сочетанияперечисленных методов.

Выбор метода умягчения водыопределяется ее качеством, необходимойглубиной умягчения и технико-экономическимисоображениями.

В соответствии срекомендациями СНиПа при умягченииподземных вод следует применятьионообменные методы; при умягченииповерхностных вод, когда одновременнотребуется и осветление воды, — известковыйили известково-содовый метод, а приглубоком умягчении воды — последующеекатионирование. Основные характеристикии условия применения методов умягченияводы приведены в табл. 20.1.

умягчение вода диализтермический

Для получения воды дляхозяйственно-питьевых нужд обычноумягчают лишь ее некоторую часть споследующим смешением с исходной водой,при этом количество умягчаемой воды Qyопределяют по формуле

(20.1)

где Жо. и. — общая жесткостьисходной воды, мг-экв/л; Ж0. с. -общая жесткость воды, поступающей всеть, мг-экв/л; Ж0. у. -жесткость умягченной воды, мг-экв/л.

Методы умягчення воды

Показатель термический реагентный ионообменный диализа
Характеристика процесса Воду нагревают до температуры выше 100°С, при этом удаляется карбонатная и некарбонатная жесткости (в виде карбоната кальция, гидрокси-. да магния и гипса) В воду добавляют известь, устраняющую карбонатную и магниевую жесткость, а также соду, устраняющую некарбонат — иую жесткость Умягчаемая вода пропускается через катионито — вые фильтры Исходная вода фильтруется через полупроницаемую мембрану
Назначение метода Устранение карбонатной жесткости из воды, употребляемой для питания котлов низкого н среднего давления Неглубокое умягчение при одновременном осветлении воды от взвешенных веществ Глубокое умягчение воды, содержащей незначительное количество взвешенных веществ Глубокое умягчение воды
Расход воды на собственные нужды Не более 10% До 30% и более пропорционально жесткости исходной воды 10
Условия эффективного применения: мутность исходной воды, мг/л До 50 До 500 Не более 8 До 2,0
Жесткость воды, мг-экв/л Карбонатная жесткость с преобладанием Са (НС03) 2, некарбонатная жесткость в виде гипса 5.30 Не выше 15 До 10,0
Остаточная жесткость воды, мг-экв/л Карбонатная жесткость до 0,035, CaS04 до 0,70 До 0,70 0,03.0,05 прн одноступенчатом и до 0,01 при двухступенчатом ка — тионировании 0,01 и ниже
Температура воды,°С До 270 До 90 До 30 (глауконит), до 60 (сульфоугли) До 60

Термический методумягчения воды

Термический метод умягченияводы целесообразно применять прииспользовании карбонатных вод, идущихна питание котлов низкого давления, атакже в сочетании с реагентными методамиумягчения воды. Он основан на смещенииуглекислотного равновесия при еенагревании в сторону образованиякарбоната кальция, что описываетсяреакцией

Са (НС03) 2 — > СаСО3+ С02 + Н20.

Равновесие смещается за счетпонижения растворимости оксида углерода(IV), вызываемого повышением температурыи давления. Кипячением можно полностьюудалить оксид углерода (IV) и тем самымзначительно снизить карбонатнуюкальциевую жесткость. Однако, полностьюустранить указанную жесткость неудается, поскольку карбонат кальцияхотя и незначительно (13 мг/л при температуре18°С), но все же растворим в воде.

При наличии в воде гидрокарбонатамагния процесс его осаждения происходитследующим образом: вначале образуетсясравнительно хорошо растворимый (110мг/л при температуре 18° С) карбонатмагния

Mg (НСО3)→ MgC03 + С02 +Н20,

который при продолжительномкипячении гидролизуется, в результатечего выпадает осадок малорастворимого(8,4 мг/л). гидроксида магния

MgC03+H20→ Mg (0H)2+C02.

Следовательно, при кипяченииводы жесткость, обусловливаемаягидрокарбонатами кальция и магния,снижается. При кипячении воды снижаетсятакже жесткость, определяемая сульфатомкальция, растворимость которого падаетдо 0,65 г/л.

На рис. 1 показан термоумягчительконструкции Копьева, отличающийсяотносительной простотой устройства инадежностью работы. Предварительноподогретая в аппарате обрабатываемаявода поступает через эжектор на розеткупленочного подогревателя и разбрызгиваетсянад вертикально размещенными трубами,и по ним стекает вниз навстречу горячемупару. Затем совместно с продувочнойводой от котлов она по центральноподающей трубе через дырчатое днищепоступает в осветлитель со взвешеннымосадком.

Выделяющиеся при этом из водыуглекислота и кислород вместе с избыткомпара сбрасываются в атмосферу. Образующиесяв процессе нагревания воды соли кальцияи магния задерживаются во взвешенномслое. Пройдя через взвешенный слой,умягченная вода поступает в сборник иотводится за пределы аппарата.

Время пребывания воды втермоумягчителе составляет 30.45 мин,скорость ее восходящего движения вовзвешенном слое 7.10 м/ч, а в отверстияхложного дна 0,1.0,25 м/с.

Рис. 1. Термоумягчительконструкции Копьева.

15 — сброс дренажной воды;12 — центральная подающая труба; 13— ложные перфорированные днища; 11 -взвешенный слой; 14 — сброс шлама; 9- сборник умягченной воды; 1, 10 -подача исходной и отвод умягченнойводы; 2 — продувка котлов; 3 — эжектор;4 — выпар; 5 — пленочный подогреватель;6 — сброс пара; 7 — кольцевойперфорированный трубопровод отводаводы к эжектору; 8 — наклонные сепарирующиеперегородки

Реагентныеметоды умягчения воды

Умягчение воды реагентнымиметодами основано на обработке еереагентами, образующими с кальцием имагнием малорастворимые соединения:Mg (OH) 2,СаС03, Са3 (Р04) 2,Mg3 (P04)2 и другие с последующим ихотделением в осветлителях, тонкослойныхотстойниках и осветлительных фильтрах.В качестве реагентов используют известь,кальцинированную соду, гидроксидынатрия и бария и другие вещества.

Умягчение воды известкованиемприменяют при ее высокой карбонатнойи низкой некарботаной жесткости, а такжев случае, когда не требуется удалять изводы соли некарбонатной жесткости.

Вкачестве реагента используют известь,которую вводят в виде раствора илисуспензии (молока) в предварительноподогретую обрабатываемую воду.

Растворяясь, известь обогащает водуионами ОН — и Са2+, что приводит ксвязыванию растворенного в водесвободного оксида углерода (IV) собразованием карбонатных ионов ипереходу гидрокарбонатных ионов вкарбонатные:

С02 + 20Н — → СО3+ Н20,НСО3 — + ОН — →СО3 — + Н2О.

Повышение в обрабатываемойводе концентрации ионов С032 -и присутствие в ней ионов Са2+с учетом введенных с известью приводитк повышению произведения растворимостии осаждению малорастворимого карбонатакальция:

Са2+ + С03- → СаС03.

При избытке извести в осадоквыпадает и гидроксид магния

Mg2+ + 20Н- → Mg (ОН) 2

Для ускорения удалениядисперсных и коллоидных примесей иснижения щелочности воды одновременнос известкованием применяют коагуляциюэтих примесей сульфатом железа (II) т.е.FeS04*7 Н20.Остаточная жесткость умягченной водыпри декарбонизации может быть полученана 0,4.0,8 мг-экв/л больше некарбонатнойжесткости, а щелочность 0,8.1,2 мг-экв/л.Доза извести определяется соотношениемконцентрации в воде ионов кальция икарбонатной жесткости: а) при соотношении[Са2+] /20 Жк,

(20.3)

где [СО2] — концентрацияв воде свободного оксида углерода (IV),мг/л; [Са2+] — концентрация ионовкальция, мг/л; Жк — карбонатнаяжесткость воды, мг-экв/л; Дк — дозакоагулянта (FeS04 илиFeCl3 в пересчете набезводные продукты), мг/л; ек— эквивалентная масса активного веществакоагулянта, мг/мг-экв (для FeS04ек = 76, для FeCl3ек = 54); 0,5 и 0,3 — избыток извести дляобеспечения большей полноты реакции,мг-экв/л.

Выражение Дк/екберут со знаком минус, если коагулянтвводится раньше извести, и со знакомплюс, если совместно или после.

При отсутствии экспериментальныхданных дозу коагулянта находят извыражения

Дк = 3 (С) 1/3, (20.4)

где С — количество взвеси,образующейся при умягчении воды (впересчете на сухое вещество), мг/л.

В свою очередь, С определяют,используя зависимость

где Ми — содержаниевзвешенных веществ в исходной воде,мг/л; m — содержаниеСаО в товарной извести, %.

Известково-содовый методумягчения воды описывается следующимиосновными реакциями:

По этому методу остаточнаяжесткость может быть доведена до 0,5.1, ащелочность с 7 до 0,8.1,2 мг-экв/л.

Дозы извести Ди и содыДс (в пересчете на Na2C03),мг/л, определяют по формулам

(20.6)

(20.7)

где [Mg2+]- содержание в воде магния, мг/л; Жн.к. — некарбонатная жесткость воды,мг-экв/л.

При известково-содовом методеумягчения воды образующиеся карбонаткальция и гидроксид магния могутпересыщать растворы и долго оставатьсяв коллоидно-дисперсном состоянии. Ихпереход в грубодисперсный шлам длителен,особенно при низких температурах иналичии в воде органических примесей,которые действуют как защитные коллоиды.При большом их количестве жесткостьводы при реагентном умягчении водыможет снижаться всего на 15.

20%. В подобныхслучаях перед умягчением или в процессеего из воды удаляют органические примесиокислителями и коагулянтами. Приизвестково-содовом методе часто процесспроводят в две стадии. Первоначальноиз воды удаляют органические примесии значительную часть карбонатнойжесткости, используя соли алюминияили железа с известью, проводя процесспри оптимальных условиях коагуляции.

После этого вводят соду и остальнуючасть извести и доумягчают воду. Приудалении органических примесейодновременно с умягчением воды в качествекоагулянтов применяют только солижелеза, поскольку при высоком значениирН воды, необходимом для удалениямагниевой жесткости, соли алюминия необразуют сорбционно-активного гидроксида.Дозу коагулянта при отсутствииэкспериментальных данных рассчитываютпо формуле (20.4).

Количество взвесиопределяют по формуле

(20.8)

где Жо — общая жесткостьводы, мг-экв/л.

Более глубокое умягчениеводы может быть достигнуто ее подогревом,добавлением избытка реагента-осадителяи созданием контакта умягчаемой водыс ранее образовавшимися осадками. Приподогреве воды уменьшается растворимостьСаСО3 и Mg (OH)2 и более полно протекают реакцииумягчения.

Источник: https://works.doklad.ru/view/PzkuUkSrGnI.html

Как смягчить жесткую воду: современные и народные способы

Все мы слышали о вреде жесткой воды – не только для кухонной техники и отопительного оборудования, но и для человеческого организма. Однако мало кто знает, что ее жесткость бывает разной по «происхождению», и к тому же не является абсолютным злом. Поэтому сегодня мы рассмотрим, как можно сделать наиболее эффективным смягчение воды для питья и бытовых нужд, чтобы получить от нее максимум пользы.

Особенности жесткой воды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Народные способы умягчения

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

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

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

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

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

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

Современные методы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(5 4,60 из 5)

Источник: https://kuhniclub.ru/santehnika/kak-smyagchit-zhestkuyu-vodu.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Мир ботаники
Какую почву любит клематис

Закрыть