Жесткая вода

Жесткая вода

Это вода, в которой в большом количестве находятся растворенные соли, щелочноземельных металлов. В основном на жесткость воды влияют кальций и магний, соединения которых и являются основными солями жесткости.

zhhv

Жесткость определяет не только возможность использования воды в питьевых целях, но и ее применение в бытовых или промышленных нуждах.

По вкусу жесткую воду отличить очень легко – он крайне горькая. Иногда встречающийся горький вкус родниковой воды обусловлен именно наличием солей жесткости.

По внешнему виду можно узнать после кипячения. В этом случае соли выпадают в осадок, которой легко виден на дне любого сосуда.

Классификация воды по жетскости

В России жесткость воды измеряют в градусах жесткости, но она так же может быть выражена в объемной доле или массовым числом.

Официально принятая единица измерения, которая используется в системе СИ (международная система единиц) – моль на кубический метр. Но на практике не используют перечисленные единицы измерения, предпочитая миллиэквивалент на литр (мг-экв./л).

По уровню жесткости воду делят на четыре типа:

  1. Мягкая вода (менее 2 миллиэквивалентов на литр);
  2. Нормальная вода (от 2 до 4 миллиэквивалентов на литр);
  3. Жесткая вода (от 4 до 6 миллиэквивалентов на литр);
  4. Очень жесткая вода (6 и более миллиэквивалентов на литр).

Эта классификация называется американской и при оценке жесткости воды используется чаще всего.

Подобная классификация есть и в градусах жесткости, но представляет она только 3 типа воды:

  1. Мягкая вода (менее 2 градусов жесткости);
  2. Вода средней жесткости (от 2 до 10 градусов жесткости);
  3. Крайне жесткая вода (от 10 градусов жесткости и больше).

Нормы жесткости воды

Нормы жесткости воды в России и мире сильно отличаются друг от друга. В России разрешена вода, жесткость которой не превышает порог в 7 миллиэквивалентов на литр, то есть, не запрещается подавать населению очень жесткую воду.

Те же показатели в Европе не могут быть больше 1,2 миллиэквивалентов на литр. Это значит, что европейцы пьют мягкую воду, жесткость которой почти в шесть раз меньше установленной в России.

Типы жесткости воды по восприимчивости к термообработке.

Первый тип – временная жесткость, когда помимо кальция и магния, в воде обнаруживаются гидрокарбонатные анионы. Ее так же называют карбонатной. Она легко удаляется при кипячении воды и никак не влияет на организм человека.

Второй тип – постоянная жесткость, еще называемая некарбонатной жесткостью. Она обусловлена наличием соединений кальция и магния, образованных в результате взаимодействия с сильными кислотами, например, серной или азотной. Такая жесткость не удаляется при кипячении воды, потому что не соли подобного типа не распадаются под воздействием температуры.

Общая жесткость воды вычисляется путем суммирования показателей карбонатной и некарбонатной жесткости.

Самые высокие показатели жесткости из-за обилия растворенных солей определяют в морской и океанической воде. Жесткость поверхностных вод обычно в несколько раз меньше грунтовых вод и влаги из подземных источников.

Вред, наносимый жесткой водой

Рассмотрем негативное воздействие чрезмерно жесткой воды на организм человека, бытовую технику и коммуникации. Чем выше параметр жесткости, тем сильнее будет значение каждого вида вредного воздействия.

Вред для здоровья человека и домашних питомцев

  1. Высокая жесткость способствует росту мочевых камней и развитию мочекаменной болезни. Это связано с накоплением солей, которые просто не успевают выводиться из организма.
  2. При умывании жесткая вода сушит кожу. Это происходит из-за появления «мыльных шлаков» образованных из мыла, которое не способно мылиться и растворяться в жесткой воде. Эти мыльные шлаки закупоривают поры, не давая им свободно дышать, вследствие чего могут развиваться кожные воспаления, не давать покоя зуд и жжение кожи.
  3. Образование тонкой корке на волосах разрушает естественную жировую пленку. Происходит это так же, как и на коже рук – «мыльные шлаки» не вымываются и постепенной накапливаются. Это может вызвать зуд кожи головы, перхоть и даже выпадение волос.
  4. Влияние сильно жесткой воды на здоровье животных не отличается от воздействия на человеческий организм. Существует высокий риск развития мочекаменной болезни. У питомцев, питающихся сухими кормами, этот риск возрастает в несколько раз. Возможно появление проблем с шерстью и кожей, как у собак, так и у кошек при их регулярном купании.
  5. Замедляется процесс приготовления пищи, из-за многочисленных солей плохо разваривается мясо. Это приводит к плохому усвоению белка и может вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.

Вред, наносимый жесткой водой технике и предметам быта

  1. Мыльные средства из-за наличия большого количества солей в воде крайне плохо пенятся и отмывают загрязнения. Поэтому количество порошков, средств, предназначенных для мытья посуды и прочих предметов бытовой химии, придется резко увеличить.
  2. Кроме плохого вспенивания мыльных средств, из-за контакта жесткой воды с ними образуются разводы и твердый налет на сантехнике и поверхности посуды, так как выпадает солевой осадок. Такой налет тяжело отмывается с посуды, а так же негативно влияет на сантехнику, постепенно разрушая ее поверхности.
  3. В процессе нагревания воды в электроприборах соли не просто выпадают в осадок, а кристаллизуются и выпадают в виде накипи. Именно накипь является основной причиной быстрой поломки водонагревательных приборов.
  4. Жесткая вода оставляет пятна, разводы и грязные налеты на свежевыстиранных вещах, цвет тускнеет, принты и рисунки становятся серыми. От них избавиться очень сложно и это, опять же, требует повышенных затрат моющих средств. Ткань, постиранная в жесткой воде, становится грубой и неэластичной, потому что соли забивают в ней все свободное пространство. Уменьшается прочность одежды и белья.

Вредные последствия воды с повышенной жесткостью для коммуникаций

  1. Соли жесткости так же, как и на бытовых приборах, выпадают в осадок или кристаллизуются, образуя на поверхности коммуникационных путей и крупных приборов и установок накипь. Накипь истончает стенки коммуникаций, впоследствии полностью разрушая их.
  2. Обилие выпадающих в осадок или накипь солей жесткости, приводит к частым выходом из строя крупных водонагревательных установок, типа бойлеров.
  3. В системах оборотного водоснабжения, образующиеся накипные отложения, водные камни и шлам из солей уменьшают проходимость труб, при этом падает теплоотдача. Падает напор воды, уменьшается количество воды в радиаторах, закупориваются входы и выходы воды из домов, что может привести к полному закупориванию коммуникационных сетей. Все это увеличивает энергозатраты.

В домашних условиях наиболее рациональный способ уменьшение жесткости воды – использование фильтров, которые очистят воду для питья и приготовления пищи от избытка солей. В идеале, воду для любого использования дома нужно фильтровать.

Но при этом, не нужно забывать, что показатель жесткости должен равняться определенному среднему значению. Слишком мягкая вода также не несет никакой пользы. Она повышает риск развития сердечно сосудистых заболеваний у человека, вымывает соли из организма, вызывая быстрое развитие рахита и истончение костей. В коммуникационных системах мягкая вода вызывает коррозию металлических труб.

Сохраните статью в соцсети:

28 апреля 2016

Жесткая вода, признаки жесткой воды, мягкая вода

Жесткая вода — это вода, в которой содержится большое количество солей кальция и магния (соли жесткости).

Термин «жесткая вода» первоначально применяли к воде, в которой трудно было отстирать вещи. Связано это с тем, что ткань, постиранная с использованием мыла на основе жирных кислот в жёсткой воде — более жёсткая на ощупь.

Это объясняется, с одной стороны, отложением на поверхности ткани кальциевых и магниевых солей жирных кислот, образующихся в процессе стирки. С другой стороны, волокна ткани обладают ионообменными свойствами, и, как следствие, свойством сорбировать многовалентные катионы — на молекулярном уровне.

Основной источник солей кальция и магния в жесткой воде – залежи гипса, известняков и доломитов, которые размываются природными водами. Ионов кальция больше всего в маломинерализированных водах. Чем больше степень минерализации воды, тем меньше в ней содержится ионов кальция. Что касается ионов магния, то в минерализованных водах их количество может достигать нескольких граммов на литр, а в соленых водах – до нескольких десятков г/л.

Жёсткость воды в природе измененяется в течение года: она увеличивается при испарении в жару и уменьшается весной и осенью (талые и дождевые воды очень мягкие). Зимой уровень жёсткости самый высокий в году.  В колодцах и артезианских скважинах концентрация солей постоянна, если они правильно изготовлены и изолированы от верхних стоков.

Характерные признаки жесткой воды

  • После стирки на одежде остаются белые подтеки;
  • После кипячения воды, на стенках кастрюль остается налет;
  • На поверхности заваренного чая или кофе можно разглядеть белую пленку;
  • Мыло и порошки плохо пенятся;
  • Чай и кофе не имеют своего ярко выраженного аромата;
  • Фильтры в кофемашине забиваются очень быстро;
  • Овощи тушатся в воде очень долго, а мясо при варке остается жестким.

На вкус жесткую воду можно распознать благодаря легкой горьковатости. В остальном ощутить какое-либо отличие жесткой воды от мягкой весьма затруднительно, особенно если всю жизнь Вы пьете только жесткую воду.

Вредное влияние жесткой воды на здоровье:

  • В первую очередь страдает кожа. Поры закупориваются, исчезает естественная защитная жировая пленка, появляется сухость, раздражения, дерматиты, высыпания и другие проблемы.
  • Жесткая вода обязательно скажется и на состоянии волос и кожи головы. Это будет приводить к появлению сухости, зуда, перхоти, а волосы будут жесткими, непослушными и выглядеть не слишком чистыми даже сразу после мытья.
  • Нерастворимые соли, содержащиеся в жесткой воде, накапливаются в организме, приводя к появлению камней в почках и закупоривая сосуды.

Вред жесткой воды для бытовой техники

Современная бытовая техника с нагревательными элементами: котлы в системах отопления и горячего водоснабжения, стиральные и посудомоечные машины, водосчетчики, чайники, кофеварки, джакузи, проточные и ёмкостные водонагреватели серьёзно страдают от повышенной жёсткости. Накипь на ТЭНе существенно увеличивает время нагрева, что приводит к быстрому износу деталей и перерасходу электроэнергии.

Жесткая вода vs мягкая вода?

Плюсы от применения в быту мягкой воды

  • Экономия на моющих средствах  составит 30-50%, так как в мягкой воде мыло, порошки и другие средства будут лучше пениться;
  • Отсутствие испорченной одежды и поломанной бытовой техники и сантехники сэкономят вам круглую сумму;
  • Улучшение качества еды и напитков;
  • Улучшение состояния кожи и волос;
  • Снижается угроза возникновения мочекаменной болезни и других заболеваний внутренних органов.

Мягкая вода поможет сэкономить значительную часть вашего бюджета и сделает вашу жизнь более комфортной и приятной.

Медики подтверждают, что высокое содержание в питьевой воде солей кальция действительно может провоцировать отложение конкрементов в почках.

Однако использование в пищу слишком мягкой воды способствует дефициту в организме ионов Ca и Mg. Это ослабит опорно-двигательный аппарат, нервную и сердечно-сосудистую систему, и даже может спровоцировать инфаркт. Употребление воды с низким содержанием солей, приведет к вымыванию нужных минеральных веществ из организма, следствием чего может стать ломкость костей у взрослых, рахит у детей, а общая сопротивляемость организма ощутимо понизится.

Кроме того, группой ученых было доказано, что основной причиной образования камней является вовсе не жесткость воды, а нехватка кальция в принимаемой пище. Для компенсации недостатка кальция, организм добывает его из костей. Большая часть этого кальция не может усвоиться организмом, а откладывается в виде конкрементов.

Диетологи говорят, что мягкая вода улучшает вкусовые качества приготовленных на ней кофе и чая, но она абсолютно безвкусна и утолить ею жажду невозможно. Можно было бы, конечно, попробовать восполнить этот недостаток добавлением поваренной соли в мягкую воду, но появится неприятный привкус, а вот гидрокарбонат кальция придает воде чуть сладковатый, очень приятный вкус и жесткая вода прекрасно справляется с утолением жажды.

Итак, пагубное влияние на организм человека оказывает все-таки не жесткость воды, а ее избыток. Главная рекомендация медиков – не употреблять ни очень мягкую, ни очень жесткую воду. Абсолютно во всем должен быть баланс.

Однозначно не рекомендуется употреблять дистиллированную воду с низким содержанием солей длительное время, в результате этого происходит вымывание минеральных веществ из организма. Медики рекомендуют не употреблять как слишком жёсткую, так и слишком мягкую воду.

Что такое жёсткость воды

Жёсткость воды обуславливается количеством растворённых в ней солей, главным образом, магния и кальция. Чем выше их содержание, тем вода жёстче. Соответственно, чтобы смягчить жёсткую воду, необходимо тем или иным способом снизить концентрацию солей.

Термин имеет бытовое происхождение, и отражает свойства тканей после стирки: было замечено, что ткани, выстиранные с мылом в такой воде, становятся после сушки жёсткими наощупь.

В разных странах используются различные единицы измерения жёсткости воды. В России это «градусы жёсткости». Один градус жёсткости равен одному миллиграмм-эквиваленту на литр, что, в свою очередь, равняется половине моль на один кубический метр воды: 1°Ж = 1 мг-экв/л = ½ моль/м3.

Согласно нормам СанПиН 2.1.1074-01, допустимая жёсткость питьевой воды должна находиться в пределах 7-10°Ж (мг-экв/литр). Чтобы получить точные данные по этому, и другим, параметрам, необходимо провести анализ воды.

Однако можно примерно определить уровень жёсткости воды с помощью обычного куска мыла. Намыльте руки, и попытайтесь ополоснуть их под струёй воды из-под крана. Если для того, чтобы смыть мыло, вам понадобится три-четыре ополаскивающих движений рук, это говорит о достаточно высоком уровне жёсткости. Если же мыло не смывается слишком долго, это значит, вода излишне мягкая.

Какой вред наносит жёсткая вода

Заводя речь о вреде жёсткой воды, каждый в первую очередь вспомнит известковый налёт на внутренней поверхности чайника. Известковые отложения нерастворимых солей в чайнике — наиболее заметный, и, в то же время, самый легкоустранимый вред, наносимый жёсткой водой. Куда больше проблем вызывает такая вода, воздействуя на нагревательные элементы посудомоечных и стиральных машин, теплообменники водогрейных котлов и колонок, сантехнические приборы.

Но, если бытовую технику можно починить или заменить, то поправить человеческое здоровье бывает куда сложнее! А вред жёсткой воды, к сожалению, проявляется и в этом.

Как влияет жёсткая вода на организм человека

Итак, как же влияет жёсткая вода на человеческий организм? В первую очередь, это проблемы с кожей и волосами. После купания или даже умывания жёсткой водой, поры кожи закупориваются, соли нейтрализуют действие естественной защитной жировой плёнки. В результате — как минимум, сухая кожа, как максимум — раздражения, высыпания и другие дерматологические проблемы.

Столь же негативно воздействует жёсткая вода и на кожу головы. Сухие, ломкие волосы, которые выглядят неопрятно даже сразу после мытья, зуд, раздражения, перхоть. Даже самые дорогие шампуни, бальзамы и маски для волос не помогают решить проблему! А причина всех бед кроется «всего лишь» в качестве воды.

Эти проблемы проявляются быстро. Но есть и долгосрочный вред от употребления жёсткой воды, для проявления признаков которого должно пройти время.

Нерастворимые соли имеют свойство накапливаться в организме. Со временем это становится причиной различных заболеваний суставов, камней в почках, и других недугов.

Смягчение воды  в бытовых условиях

Самым распространенным и доступным способом является кипячение. Но вода после него теряет многие полезные вещества. Наши бабушки использовали соду: на ведро воды 2 чайные ложки. Все тщательно перемешивают и ждут появления осадка. Жители Древней Греции использовали печную золу. Сегодня наука намного продвинулась в перед. Фильтры для жесткой воды значительно облегчают жизнь современным людям.

Специальные соли

Некоторые соли способны умягчить воду. Для посудомоечных машин они являются обязательным пунктом эксплуатации. Они продлевают срок службы бытовых приборов в несколько раз. Современные модели обладают системой оповещения для напоминания хозяевам про использование умягчающей соли.

Магнитный фильтр для жесткой воды

Магнитный преобразователь жесткости воды

Магнитные фильтры не используют химических реагентов – основной их плюс. Вода подвергается воздействию магнитного поля от несколько магнитов. Кроме ионов кальция и магния происходит удаление других примесей. Изготовители фильтров уверяют в их эффективности.

Наглядно эффект магнитного поля видно в котельных. На трубах образовывается рыхлый слой, который удаляется очень быстро и легко.

Сегодня на рынке существуют специальные насадки для душа на основе магнитного поля.  В рекламе говорится, что вода обогащается витамином С, ароматизируется, фильтруется от хлора и становиться мягкой. Изменяется степень разбрызгивания, что ведет к сокращению расходов воды. Стоимость насадки на душ небольшая.

Обзор популярных моделей

«Гейзер» для умягчения воды

Фильтрующей массой в фильтрах «Гейзер» является специальный материал – «Арагон». Он задерживает соединения хлора, органику и химические примеси. Дополнительным воздействием является бактеризация и сохранение важных для человека микроэлементов. «Арагон» легко и быстро восстанавливается в бытовых условиях, что позволяет экономить на расходных материалах.

Трехступенчатый фильтр Гейзер ЗИВЖ

Вначале вода проходит полипропиленовый картридж для удаления механических примесей. Регенерации не подлежит, служит от 4 до 6 месяцев.

Далее воду подвергают фильтрации от химических примесей. При периодическом восстановлении служит до 2 лет.

На третьей стадии происходит повышение органолептических показателей. Время работы – около 1 года.

Стоимость системы – 2 – 2,5 тысячи рублей.

Фильтр для жесткой воды Аквафор

Фильтр Аквафор

Особенностью является учет территориальной принадлежности. В системе максимально предусмотрены местные особенности воды. Происходит удаление химических соединений, органики и бактериологических примесей.

Системы компактны и легки в использовании. Высокая скорость фильтрации. Для экономии воды выведен отдельный кран для питьевой воды. Стоимость от 1,5 до 3 тысяч рублей.

Отдельно можно отметить Акафор Модерн – насадка на кран из набора различных сорбентов и высокой производительностью. Гранулированные и волокнистые сорбенты повышают эффективность очистки в борьбе с хлором и остальными опасными загрязнениями. Существует возможность в любое время отсоединить от крана. Срок эксплуатации около 3 лет, стоимость – 1,2 тысячи рублей.

Фильтры для жесткой воды Барьер

Фильтры «Барьер» кувшинного типа удаляют химические соединения и механические примеси. Выпущена специальная серия для умягчения воды. Однако она не очень эффективна при использовании очень жесткой воды.

«Экстра», «Эко», «Смарт» — небольшие устройства с воронкой около 1 литра. Стоят от 250 до 350 рублей. Ресурс картриджа – 350-500 литров. В модели «Смарт» встроен счетчик для указания времени смены картриджа.

«Эксперт стандарт»  — система фильтрации воды из нескольких степеней очистки. Компактное устройство можно монтировать в любом месте. В 1 секунду фильтрует около 2 литров воды. нет ограничения в сроке годности системы.

Как определить, какая вода: мягкая или жесткая?

Наличие солей жесткости определяется визуально, и обычно нетребует проведения каких-либо исследований и тестов. Вот простые признаки, покоторым можно понять, нужен ли фильтр для жесткой воды:

Шампунь и мыло плохо мылятся, дают мало пены;

  • В стиральной и посудомоечной машине, в чайнике быстропоявляется накипь;
  • На вымытой и высушенной посуде видны белые разводы;
  • На сантехнике появляются известковые отложения;
  • После приема душа или даже умывания кожа стянута, естьшелушения.

Какую воду называют жесткой

Жесткость – характеристика воды, которая означает уровень солей жесткости растворенных в ней. В основном это соли кальция и магния.

Термин «жесткая вода» активно используется в повседневной жизни. Однако не все до конца понимают значение. Он не указывает на непосредственные свойства воды. Мы не можем на ощупь определить жесткость или мягкость. Этот термин возник он из-за того, что ткани, которые стираются в такой воде, становятся менее мягкими и податливыми. Причина – пористая структура ткани, которая способна присоединять соли, образованные во время стирки.

Откуда берется повышенная жесткость воды

Хоть мы и привыкли связывать экологические проблемы с деятельностью человека, к жесткости природной воды из источников она отношения не имеет. Причина лежит под землей. А если точнее, в залежах пород: гипса, известняка, доломитов. Подземные воды растворяют в себе эти породы. В воде появляются катионы кальция и магния и других металлов, которые вступают в реакцию с анионами и непосредственно влияют на жесткость.

Поэтому в подземных источниках и в скважине жесткая вода.Пресная вода в поверхностных источниках мягче подземных. Однако большую жесткость поверхностные воды имеют в зимний период. Но наступлением весны в них поступают талые воды и снижают жесткость.

В чем измеряется жесткость воды

На территории РФ ее измеряют градусами жесткости. Приведу сравнительную таблицу измерения в разных странах:

В разных городах европейских стран показатель жесткости существенно отличается. Для сравнения приведу таблицу:

Качество жесткой воды

Показатель жесткости существенно влияет на вкусовые качества питьевой воды. Она приобретает неприятный горький привкус. Однако однозначных требований касательно допустимого уровня жесткости нет. Все зависит от конкретной местности проживания. Для некоторых потребителей существует одна допустимая норма, а для других она может быть в 2 раза выше.

Всемирная Организация Здравоохранения в ряде своих материалов указывает на связь жесткости и некоторых заболеваний. Однако по мнению специалистов этих данных недостаточно для установления допустимого показателя. Согласно государственному стандарту РФ, жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л.А вот для отопления и водонагревательных приборов свойства жесткой воды большое значение. Ведь чем она выше, тем вероятнее образование шлаков и накипи в трубах, бойлерах и чайниках. Поэтому наиболее приемлемый показатель – менее 4 мг-экв/л.

Существенный недостаток жесткой воды – слабое вспенивание моющих веществ. Это становится причиной значительного перерасхода. А после высыхания на поверхности белья, сантехники, вымытых поверхностей, и даже коже и волосах человека образуется невидимый налет.

При этом слишком мягкая вода с показателем менее 2 мг-экв/л обладает низкой щелочностью. Это влечет за собой повышенную способность к коррозии водопроводных труб. Поэтому важно соблюдать правильный баланс между жесткостью и мягкостью.

Приведу таблицу показателей жесткости и классификацию:

Как определить повышенную жесткость воды в домашних условиях

Внешне вода с повышенной жесткостью совершенно не отличается от обычной. Зачастую она не имеет специфического запаха или мутности. И точное содержание солей жесткости покажет только анализ. Однако есть несколько признаков, которые безошибочно укажут на ее наличие и помогут избежать вреда жесткой воды.

  1. Загляните в чайник. Накипь – главный признак. Если в электрическом чайнике на нагревательном элементе появилась накипь, то скорее позаботьтесь об устранении жесткости. Ведь это явление не только способно повлиять на работоспособность водонагревательных приборов, но и грозит здоровью человека.
  2. Краны в ванной комнате и душевая лейка. Если вы заметили, что даже после мытья обычной водой без моющих средств на них остаются белые разводы, то это признак повышенного содержания солей кальция и марганца. Это же касается и камня в душевой лейке.
  3. Реакция кожи. Человеческий организм чутко реагирует на превышение допустимой нормы жесткости воды. Основные признаки: после принятия ванны или душа чувствуется сухость и стянутость кожи, беспокоит зуд и шелушения.
  4. Количество пены. В такой воде моющие средства пенятся намного хуже, чем в воде с нормальной жесткостью. Это затрудняет проникновение частиц средства в очищаемые поверхности. В итоге получаем неэкономное использование бытовой химии.

Методы умягчения воды

Умягчением воды называют устранение или сведение до минимума солей жесткости в составе. Для определения необходимости этого процесса для проводится анализ воды. Только по результатам делаются выводы о показателе жесткости воды. Для умягчения используются такие методы:

  • термическая обработка;
  • химическая обработка;
  • физические методы;
  • мембранный метод;
  • ионный обмен.

Далее рассмотрим каждый из них и определим их сильные и слабые стороны.

Термическая обработка

Простым языком – кипячение. Этот способ один из самых распространенных для умягчения воды дома. Как мы говорили ране, при нагревании гидрокарбонатные соединения (которые становятся причиной жесткой воды) распадаются и образуют осадок. Таким способом возможно частичное устранение жесткой воды.

К достоинствам метода относится простота реализации, невысокая стоимость и возможность умягчения воды дома. Он не требует дополнительного оборудования и материалов. Недостатки способа:

  • малый объем полученной очищенной воды;
  • необходимо ждать пока она остынет;
  • образование накипи на посуде для кипячения;
  • неполное устранение солей жесткости.

Химическая обработка

Этот метод подразумевает извлечение солей жесткости с применением химических реакций. В воду добавляют специальные вещества – реагенты. Их задача заключается в нейтрализации ионов кальция и магния. Это происходит благодаря выпадению осадка. Реагенты выбираются на основании исходного состава воды. Ими могут выступать: известь, едкий натр, кальцинированная и пищевая сода, синтетические реагенты. Давайте рассмотрим способы и случаи, в которых они применяются.

  1. Известь. Применяется для умягчения воды с высокой карбонатной жесткостью и невысокой некарбонатной. Помимо извести добавляются реагенты-коагулянты.
  2. Известь и сода. Комбинирование этих веществ дает возможность получить мягкую воду с показателем жесткости до 1,4-1,8 мг-экв/л.
  3. Если в воде значительно выражена карбонатная жесткость, то используется содо-натриевый реагент.
  4. Синтетические реагенты. Это коктейль из веществ, которые эффективно справляются с жесткостью в воде. К примеру, капсулы и таблетки для посудомоечных и стиральных машин.

Использование реагентов для смягчения воды позволяют значительно сократить жесткость и убрать взвеси. Однако у такого подхода есть несколько недостатков:

  • появление отходов, которые требуют дальнейшей утилизации;
  • точный расчет дозы вещества. В противном случае получается непригодная и даже токсичная вода;
  • после использования реагентов, вода становится пригодной только для бытовых целей. Использовать для питья и для приготовления пищи нельзя. Исключением является только пищевая сода. Однако недостаток – в частичной очистке воды.
  • реагенты требуют особых условий хранения.

Физические методы

Объединяют несколько способов очистки воды от солей жесткости, основой которых являются физические процессы:

  1. Электродиализ. Заключается в движении ионов к электродам. Таким образом металлы, входящие в состав солей жесткости, задерживаются.
  2. Магниты. Вода проходит через магнитные поля разной направленности. В процессе этого пути образуются крупные соединения, выпадающие в осадок.
  3. Магнитно-ионизационный метод. Схож с предыдущим, однако для лучшего результата применяют ионизацию.
  4. Ультразвук. Принцип действия напоминает магнитный метод. Также образуются крупные частицы.
  5. Электромагнитное излучение. Метод, который начал применятся не так давно. Под влиянием электромагнитных волн определенной частоты, ионы металлов теряют возможность создавать накипь и оседать. Такой способ борьбы с жесткостью хорош как для предотвращения накипи, так и для отслоения существующих наслоений.

Мембранный метод

Основной инструмент – высокое давление, под которым вода пропускается через полупрозрачную пленку (мембрану). Она задерживает примеси и пропускает только молекулы воды. По своим свойствам полученная вода схожа с дистиллированной. Это практически идеальный метод, который дает высокое качество получаемой жидкости.

Однако есть несколько существенных недостатков:

  • требуется большое давление;
  • вода очищается, но для ее употребления требуется дополнительная минерализация;
  • дорогостоящее оборудование и материалы.

Ионный обмен

Этот метод умягчения основан на обмене ионов жесткости в воде (кальций и магний) с ионами фильтрующих материалов (натрий). Фильтрующими материалами выступают специальные мелкозернистые смолы.

Постоянный обмен ионами приводит к исчезновению ионов из загрузки, поэтому требуется замена или восстановление. С заменой все ясно. Но что такое восстановление? Это процесс, когда через отработанную смолу пропускают специальный раствор. Чаще всего в фильтрах для очистки жесткой воды используется обыкновенная поваренная соль. Она отдает ионы натрия загрузке, а ионы жестких металлов замещаются и устраняются.

Есть несколько типов фильтров, которые работают с помощью данного метода:

  • с временными картриджами, которые требуют замены;
  • колба с загрузкой, которая требует замены;
  • фильтры с возможностью восстановления. Особенность – в наличии дополнительного оборудования с очищающей загрузкой.

Ионный обмен – метод, который позволяет получить хорошо умягченную воду в короткий срок. Еще одна особенность – долгий срок службы. Однако есть несколько недостатков:

  • фильтры без восстановления требуют замены загрузки или картриджей.
  • цена оборудования.

Подробнее про жесткость воды

Жесткость – это свойство воды, которое определяет ее потребительские качества и имеет важное хозяйственное значение. В процессе кипячения жесткая жидкость образует накипь на стенках и внутренних деталях нагревательных приборов, что вызывает ухудшение теплотехнических характеристик бытовой техники. Не особенно подходит она и для стирки, поскольку способствует снижению очищающих характеристик моющих средств и увеличивает их расход.

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

Откуда берется высокая жесткость? Ее определяет наличие солей магния и кальция – химических компонентов, выполняющих роль активных регуляторов различных химических процессов в окружающей среде. Естественно, что жидкость, которая берется из разных водоемов, может иметь ту или иную степень жесткости. При этом река, озеро и любой другой источник пополняются из подземных источников, протекающих в известняковых пластах. Проходя через них, вода обогащается солями жесткости, а значит, будет жесткой. Для сравнения – данный показатель у поверхностных вод всегда заметно ниже, чем у подземных. Жесткость воды в природных источниках постоянно изменяется. Максимальных отметок она достигает зимой, а минимальных – весной, во время таяния снегов.

Таким образом, жесткой является та вода, которая содержит соли магния и кальция в больших количествах. Кстати, магниевые соли растворяются хуже кальциевых, и жидкость с их высоким содержанием имеет выраженный горький вкус.

Шкала жесткости воды

Выделяются следующие виды жесткости:

  1. Общая – определяется как суммарная концентрация ионов магния и кальция.
  2. Карбонатная – зависит от наличия в воде карбонатов, гидрокарбонатов кальция и магния. Практически полностью устраняется в ходе кипячения, поэтому второе название карбонатной жесткости – временная. В процессе нагрева гидрокарбонаты распадаются – образуется угольная кислота, а карбонаты кальция, гидроксиды магния выпадают в виде осадка.
  3. Некарбонатная – обусловлена присутствием магниевых и кальциевых кислотных солей. При кипячении не устраняется (то есть является постоянной).

Общая жесткость измеряется в GH. GH показывает суммарное содержание щелочноземельных металлов в виде ионов. Для примера – в воде, значение GH которой близкое к нулю, аквариумные рыбки не живут, употреблять ее в пищевых целях также не рекомендуется.

Как повысить и понизить жесткость воды в аквариуме. Определение временной, или карбонатной жесткости

Чтобы создать комфортные условия для жизни аквариумных рыбок, важно использовать воду оптимальной жесткости, с заданным кислотно-щелочным балансом. Чтобы повысить жесткость воды, используют известняк и мрамор. Чем мягче вода, тем быстрее она повысит жесткость. Другой способ – химический, с применением хлористого кальция и магнезии. Максимальный эффект достигается при использовании обоих препаратов одновременно.

Чтобы уменьшить жесткость, воду нужно прокипятить. Как долго это следует делать? Учтите, что для снижения жесткости вдвое, кипятить воду нужно минимум в течение получаса. Другой способ – вымораживание. Воду наливают в пластиковый контейнер и помещают в морозилку. Затем лед растапливают, а полученную воду используются в пищевых или любых других целях.

Если объемы воды большие, проще будет использовать специальное оборудование. Широкое распространение в быту в последние годы получили установки обратного осмоса. Для расчета необходимого объема водопроводной воды используйте формулу – вычитание объема воды, получаемой из водопровода, из объема с заданной жесткостью, который нужно получить.

Часто методы умягчения используют комбинированно. Например, одну часть солей жесткости убирают реагентным способом, а другую с помощью катионного обмена. Приведем формулы содово-известкового способа умягчения:

Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3 + 2Н2О

В итоге Mg(OH)2 коагулирует, выпадая в осадок. Затем, в целях устранения некарбонатной жесткости, вводится Na2CO3. Последующие химические реакции:

Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4 и Na2CO3 + СаС12 = СаСО3 + 2NaCl.

В итоге образуется углекислый кальций, выпадающий затем в осадок. Реагенты вводят в разные зоны:

  • хлор – во всасывающие трубопроводы;
  • коагулянт – в трубопровод перед смесителем либо непосредственно в смеситель;
  • известь – вместе с коагулянтом;
  • уголь активированный – перед фильтрами;
  • хлор и аммиак – в фильтрованную воду.

Опреснение, обессоливание, удаление растворенных газов, железа, стабилизация – это специальные способы очистки. Так если для снижения жесткости используются методы катионирования или ионного обмена, речь идет об обессоливании. Вода, которая получается на выходе, не содержит ни анионов, ни катионов солей.

Как измерить жесткость

Для оценки показателей жесткости воды используются следующие способы:

  1. Комплексонометрическое титрование трилоном Б. Метод сложный и самый точный.
  2. Покупные тесты. Не на 100% точные, зато простые и недорогие.
  3. Измерение электропроводности. Используйте кондуктометр.
  4. С помощью ионометра и ионоселективных электродов.
  5. С применением методики титрования соляной кислотой проб воды. Сложный и не очень точный метод. То же самое можно сказать о тестах с применение хозяйственного мыла.

Под титрованием подразумевается добавление в воду реагента требуемой концентрации. Концентрация солей жесткости определяется в зависимости от реакции реагента с водой. Приготовить реактив просто – достаточно смешать кислоту с дистиллированной водой в заданных пропорциях. Готовый раствор опасности не представляет.

Проще всего использовать готовые тексты. Для этого 5 мл воды наливается в стаканчик, затем в жидкость по каплям добавляется содержимое теста, после каждой капли вода перемешивается. Делать так нужно до тех пор, пока цвет не станет зеленым вместо розового.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: