Жесткость воды и способы её уменьшения. Умягчение воды

Люди давно заметили, что иногда после стирки мылом одежда становится жестче. Они связывали такое состояние ткани с качеством воды, а позже — с ее составом. Так возник термин «жесткая вода», характеризующий присутствие в растворах кальция и магния. Соединениям этих минеральных веществ с кислотами и дали название «соли жесткости».

Преимущества использования умягчителя воды

Вода, которая проходит через умягчитель будет совершенно лишена „камня”. Это позитивно влияет на качество и продолжительность жизни приборов, повышает комфорт и в скорой перспективе создает значительную экономию, так как не нужно будет часто менять и ремонтировать оборудование (стиральные машины, чайники или другое оборудование, так или иначе связанное с водой). При этом смесители и душевые кабины будут оставаться чистым и свежими в течение длительного времени. Единственная операция, связанная с обслуживанием устройства это пополнение соответствующей соли.

Умягчители воды обеспечивают меньшее использование моющих средств, кроме того в мягкой воде мыло, шампуни или порошки более эффективны, благодаря чему их потребление становится гораздо меньшим. Мягкая вода увлажняет кожу и придает блеск волосам. Само купание в такой воде приносит совершенно другой комфорт, чем в жесткой воде. Мягкая вода лучше выстирывает одежду и делает ее приятной на ощупь. И при всем этом обеспечивает более глубокий вкус приготавливаемых блюд.

Что такое жёсткая вода.

По стандарту ИСО 6107-1-8:1996 жёсткость воды определяется способностью воды образовывать мыльную пену. Именно поэтому фильтр умягчитель не только способен продлить жизнь бытовым приборам, но и уменьшить расход используемого стирального порошка или моющего средства.

Однако и вода с недостаточным содержанием (или полным отсутствием) кальция и магния не считается идеальной для питья. Такую воду называют «мёртвой», а недостаток кальция в организме человека крайне негативно влияет на функции сердечной мышцы и на активность выработки множества ферментов. Кальций необходим человеку для формирования костных тканей и зубов. Дефицит магния, в свою очередь, может привести к коронарной болезни сердца, неправильной выработке ферментов. Повышенное же содержание магния угнетающе действует на нервную систему и поражает опорно-двигательный аппарат, действуя на нервные окончания. То есть в идеале – необходимо добиваться оптимального содержания кальция и магния в питьевой воде, в этом нам поможет минерализатор, идущий в комплекте с системой обратного осмоса АКВАБРАЙТ АБФ-ОСМО-6. Умягчитель воды в частный дом, квартиру или офис так же может быть кабинетного типа или колонной. Это, как правило, более дорогие и сложные системы фильтрации и умягчения воды

Что касается единиц измерения жёсткости воды – общепринятая единица жёсткости в России это ммоль/л. Нормой является вода средней жёсткости – от 4 до 8 ммоль/л. Умягчение воды из скважины требует предварительного лабораторного анализа воды, который и выявит этот показатель. Только исходя из первичного анализа воды, можно грамотно подойти к подбору фильтров для воды в целом. Хочется обратить внимание на то, что не стоит путать обезжелезивание и умягчение воды – про обезжелезивание мы обязательно поговорим в следующих статьях. Итак, какие же существуют способы умягчения воды:

Читайте также:  Предчистовая отделка квартиры в новостройке: что это, что включает

Что такое жесткость воды и как её уменьшить?

Жесткость воды это уровень её минерализации – наличия в ней тех или иных растворенных минеральных веществ, чаще всего солей кальция и магния. Чтобы определить уровень жёсткости воды из вашей скважины или колодца, лучше всего, сделать анализ на соли жёсткости в специализированной лаборатории. Косвенно судить о её жесткости можно судить по количеству накипи на нагревательных элементах водонагревательных устройств: чайника, бойлера, кипятильника и др.

Согласно классификации мягкая вода должна иметь жесткость не более 1,5-3 мг-экв/л, умеренно жесткая — 3-6 мг-экв/л, жесткая — 6-9 мг-экв/л и очень жесткая — более 9 мг-экв/л.

Для питья пригодна вода с жесткостью не более 7 мг-экв/л.. Если жесткость превышает этот уровень то  пить её  не желательно, а для того чтобы она стала пригодной для питья необходимо снизить её жесткость, то есть умягчить.

Для водонагревателей, стиральной машины и других сантехнических устройств, чем мягче вода, тем лучше – меньше накипи и отложений солей.

Какими же методами можно умягчить (смягчить) воду, если она слишком жесткая?

Типы жесткой воды

По степени жесткости (в градусах) вода бывает:

  • Мягкой (от 0 до 2 градусов). Она распространена в местности с большим количеством болот и торфяников. К этой категории также относится чистая талая вода.
  • Средней (от 2 до 7 градусов). Такой тип жидкости распространен практически в любой местности. Как правило, колодец или скважина обеспечивают частные домовладения водой средней жесткости.
  • Жесткой (от 7,1 до 11 градусов). Встречается на территориях с избыточным количеством химических солей и загрязнителями. Оказывает негативное воздействие на человеческий организм.
  • Сверхжесткой (от 11 градусов). Природную воду жесткой делает близкое расположение пещер и шахт, поэтому для питья она не используется.

По концентрации химических веществ жесткость воды может быть:

  • Постоянная. Определяется присутствием агрессивных компонентов и солей металлов, устойчивых к распадению в процессе кипячения. Для их удаления используются специальные фильтрующие системы.
  • Временная. Обуславливается временным присутствием солей кальция и магния, нагрев которых приводит к распадению и образованию осадочной массы. Это означает, что убрать такие соединения можно обычной термической обработкой.
Типы жесткой воды

Многих потребителей интересует ответ на достаточно распространенный вопрос — как смягчить воду в домашних условиях? Существуют ли эффективные способы смягчения воды, которые можно легко реализовать на практике?

Чтобы сделать воду мягкой, рекомендуется использовать:

  • термическую обработку;
  • заморозку;
  • реагентное воздействие;
  • фильтрацию.

Необходимость смягчения

Его следует проводить, чтобы:

  • Убрать металлический или горьковатый привкус.
  • Исключить саму возможность появления осадка, чтобы воду можно было разливать в бутылки или использовать для приготовления алкогольных напитков, соков, других товаров пищевой промышленности.
  • Защитить бытовую технику от накипи: лишняя соль ведь обязательно отложится на стенках и ТЭНах бойлеров, стиральных машин, чайников и сначала понизит их производительность (а значит и увеличит затраты электроэнергии на нагрев на 15-20%), а потом и спровоцирует поломку.
  • Минимизировать расход порошка и других моющих, содержащих поверхностно-активные вещества. Именно с ПАВами и будут взаимодействовать нежелательные примеси, связывая их и снижая их эффективность.
  • Избавиться от налета на поверхностях кранов и смесителей, бачка унитаза, корпуса биде и другой сантехники, а также кафельной плитки. Отложения не только некрасиво выглядят и плохо оттираются, но и постепенно разрушают даже твердые материалы.
  • Предотвратить закупоривание промышленных систем – накипь снижает пропускную способность и коэффициент теплопередачи труб, постепенно их забивая, что оборачивается увеличением расхода топлива на обслуживание оборудования.

И, самое важное, умягчение нужно проводить, чтобы защитить свой организм от негативного влияния излишков солей.

Обзор производителей

Благодаря бурному развитию электроники и техники сегодня создано большое количество различных умягчителей для воды. Рассмотрим основных производителей такой техники, чьей продукцией пестрят прилавки магазинов:

Описанные фильтры можно устанавливать для очищения воды под мойку.

Желательно приобретать тот фильтр, который способен очищать воду от посторонних элементов, содержащихся в ней. Перед применением следует внимательно ознакомиться с положениями прилагающейся инструкции, так как несоблюдение ее условий может существенно сократить срок службы прибора.

Как замерить жесткость воды

В лабораторных условиях определением жесткости занимаются с помощью разных методов. Самым доступным, а потому широко применяемым является титрование. К сожалению, точность этого способа не слишком высока.

Более точные данные жесткости питьевой воды показывает прибор АКМС-1. Но наивысшую точность дает метод атомной спектрометрии. Однако приборы, работающие на его основе, стоят очень дорого.

Измерение жесткости воды в домашних условиях

Есть ряд домашних методов определения жесткости воды, но все они приблизительны:

По сильному или слабому пенообразованию — намылив руки, можно увидеть, хорошо или плохо пенится и смывается мыло, а значит мягкая или жесткая вода.

По образованию слоя накипи при кипячении — чем он толще, тем жестче вода. Этот способ не подходит для экспресс-теста, так как требует длительного времени.

По вкусу воды — жесткая обычно горьковатая.

По цвету индикатора жесткости, то есть бумажки, изменяющей окраску при разной концентрации солей в жидкости. Этот тест более точный.

С помощью TDS-метров, довольно компактных приборов, измеряющих суммарное количество солей, растворенных в воде.

Что же делать, чтобы избежать проблем, вызванных употреблением воды, которая представляет опасность для здоровья? В первую очередь, следует относиться к этому вопросу серьезно и не пренебрегать изучением данных о воде, которую приходится пить. Во избежание серьезных заболеваний нежелательно постоянно употреблять как слишком жесткую, так и очень мягкую воду. Для домашней техники нужно использовать смягчители воды, а от управляющих компаний добиваться безопасной работы водопровода.

Способы умягчения воды

Умягчение воды может быть осуществлено следующими основ­ными способами:

  1. реагентным;
  2. катионитовым;
  3. термиче­ским.

Нередко представляется целесообразным комбинировать эти способы, удаляя часть солей жесткости реагентным способом, а остаток их — катионированием, либо применять реагентный способ в комбинации с термическим способом умягчения воды.

Из реагентных способов умягчения наиболее распространен известково-содовый способ. Сущность его состоит в переводе рас­творенных в воде солей Са2+ и Mg2+ в малорастворимые СаСОз и Mg(OH)2, выпадающие в осадок.

Катионитовый способ умягчения воды заключается в фильтро­вании жесткой воды через мелкозернистую загрузку некоторых ве­ществ (сульфоуголь, искусственные смолы). Эти вещества облада­ют способностью обменивать катионы содержащегося в них натрия Na+ или водорода Н+ на катионы кальция Са2+ или магния Mg2+ солей жесткости, растворенных в воде. Таким образом, различают процесс Na-катионирования и Н-катионирования.

Когда обменная способность катионитового фильтра исчерпана, производят регенерацию катионитовой загрузки. Na-катионитовые фильтры регенерируются раствором поваренной соли NaCl, а Н-ка­тионитовые — растворами серной H2SO4 или соляной HCl кислот.

Вода после Na-катионитовых фильтров обычно имеет повышен­ную щелочность (рН>7), а после Н-катионитовых — повышенную кислотность (рН<7). В первом случае можно дополнительно под­кислить воду, во втором — применить подщелачивание.

Читайте также:  Как выбрать электрический теплый пол — советы владельцу жилья

Термический способ умягчения воды целесообразен в тех случа­ях, когда вода предназначается для питания паровых котлов, испа­рителей и паропреобразователей. При применении этого способа воду нагревают до 105— 120°С, что позволяет полностью устранить карбонатную жесткость воды.

В настоящее время в целях умягчения воды в бытовых масштабах наиболее часто применяются системы катионитового образца. В силу своей относительной компактности, большого ресурса и легкости «перезарядки» по истечению ресурса смольного наполнителя — подомные системы являются оптимальным выбором для квартиры или загородного дом.

Эффективные способы снижения общей жесткости (dGH) воды

Есть несколько эффективный способов сделать воду в аквариуме мягче. Если же говорить о небольших домашних аквариумах, то для них более удобны два – это специальные реагенты и ионообменная смола. Но обо всем по порядку.

Способ первый. Ионообменные колонки

Эффективные способы снижения общей жесткости (dGH) воды

В аквариумистике используются ионообменные смолы, зачастую представляющие собой 1-миллиметровые янтарные гранулы. Находясь в воде, гранулы замещают собой ионы магния и кальция, смягчая тем самым воду в аквариуме. Помещают гранулы в фильтрационную систему (как один из слоев фильтрации) или ионообменные колонки (специальные сосуды, пропускающие воду).

Ионообменная колонка японской компании Aqua Design Amano (ADA)

Использовать гранулы следует в соответствии с инструкцией производителя. Обычно, чтобы снизить жесткость на 1 единицу в 100-литровом аквариуме, хватает 40 мл смолы.

Очистка воды с помощью ионного обмена

Эффективные способы снижения общей жесткости (dGH) воды

Способ второй. Реагенты, изменяющие гидрохимический состав воды

Такие реагенты – это химические соединения, имеющие заданные свойства. В нашем случае они предназначаются для снижения жесткости воды. У каждого производителя есть своя формула, которую он держит в секрете. Реагенты продаются в виде порошка, спрессованного в гранулы, или жидкости.

Реагенты для изменения гидрохимического состава воды

Использовать также нужно строго по инструкции. Обычно реагенты комплектуются мерным стаканом или ложкой, чтобы было удобнее разводить в нужных пропорциях.

Эффективные способы снижения общей жесткости (dGH) воды

Способ третий. Система обратного осмоса

Третий способ смягчить воду в аквариуме. В системах обратного осмоса вода пропускается под давлением через особые мембраны, которые удаляют все растворенные соединения. Получается почти дистиллированная вода. Конечно, напрямую ее использовать нельзя – предварительно она смешивается с обычной водой в требуемой пропорции.

Система обратного осмоса

Зачастую системы обратного осмоса используют в больших аквариумах на сотни литров в очищающих системах, сочетая с фильтрами.

Эффективные способы снижения общей жесткости (dGH) воды

Видео – Как смягчить воду в аквариуме?

Какое земноводное нравится вам больше всего?Шпорцевая лягушкаГребенчатый тритонКрасноухая черепахаОгненнобрюхий тритонАксолотль белыйАксолотль золотойЛягушка карликоваяТритон испанскийДругой вариант

Устранение жесткости термической обработкой (кипячением)

Самый простой способ смягчения воды в домашних условиях — это термическая обработка, т. е. кипячение. Воздействие высоких температур приводит к разрушению ионных связей между химическими элементами и образованию осадка. Далее мягкая вода может использоваться в питьевых и хозяйственных целях.

Устранение жесткости термической обработкой (кипячением)

Кипячение воды проводится следующим образом:

Устранение жесткости термической обработкой (кипячением)
  • жесткая вода наливается в емкость и доводится до кипения;
  • после закипания вода охлаждается до комнатной температуры и переливается в чистую емкость.

Более сложный вариант предусматривает кипячение воды на протяжении часа и отстаивание в течение 24 часов.

Устранение жесткости термической обработкой (кипячением)

Кипячением убирают соли металлов, пары углекислого газа, хлористых соединений и механические примеси.

Устранение жесткости термической обработкой (кипячением)

Несмотря на свою востребованность и простоту, термическая обработка имеет некоторые недостатки:

  • кипячение приводит к быстрому образованию известкового налета, который сложно удалить;
  • кипяченая вода не подходит для полива комнатных растений;
  • длительное использование жидкости после термической обработки может привести к ухудшению работы желудочно-кишечного тракта;
  • вода меняет свои органолептические характеристики.
Устранение жесткости термической обработкой (кипячением)