Почему вода становится жёсткой?

Если в жидкости высокое содержание соли кальция или магния, то она считается жёсткой. Для определения, насколько норма превышена, анализируют физико-химические свойства воды. Поступают соли из грунтовых вод, куда попадают из вымываемой потоком горной породы. Нередко образование жёсткой воды в скважинах, из-за присутствия в них сульфатов, гидрокарбонатов. Однако повышенной жёсткостью может обладать и жидкость из наземных водоёмов. Концентрацию солей в ней могут менять природные факторы: смена времён года, обильные осадки, воздействие солнечного света. Соли попадают и в водопроводную воду, если она плохо очищается от примесей, либо состояние водопровода оставляет желать лучшего.

Как же определить: есть ли в воде соли жёсткости? Об их наличии свидетельствует накипь, которая скапливается на нагревательных элементах бытовой техники, присутствие известкового налёта на раковине и кранах, а также ощущение сухости кожи после принятия душа или мытья рук. Страдают от жёсткой воды трубы, стиральные машины, посудомойки, электрочайники.

Чем одна жёсткая вода отличается от другой?

Жёсткость у воды бывает разная. Согласно требования ГОСТ измеряется она в градусах. Грудус — это половина миллимоля на 1 литр воды. По видам жёсткость воды делится на общую, временную, а также постоянную. Отличаются они по количеству в них солей кальция, магния. Методы умягчения также разнятся.

Жёсткость воды общая

Находится в зависимости от концентрации ионов солей. Предатсвляет собой суммированный результат сложения двух других видов жёсткости (временная + постоянная = общая). Вычислить степень концентрации солей можно при помощи анализа воды. Жидкость разного назначения должна быть разной жёсткости. Показатели жёсткости питьевой воды не должны превышать семи градусов. Однако и полностью мягкой она быть не должна. Минимальное значение — полтора градуса. Европейские каноны определяют норму для жёсткости воды в 3,5 градусов. Техническая вода регламентируется по-другому.

Карбонатная жёсткость

Так иначе называют временную жёсткость воды. В ней превалируют карбонаты и гидрокарбонаты. В данном случае устраняется лишняя жёсткость кипячением воды. Солевые соединения под воздействием температуры дают осадок. Видимый эффект реакции — накипь. Карбонатная жёсткость тормозит изменение кислотно-щелочного баланса жидкости.

Некарбонатная жёсткость

Это название применяется для определения постоянной жёсткости. В отличие от временной справится с ней при помощи кипячения невозможно. Этот показатель отражает концентрацию в воде солей жёсткости и кислот. Подсчитывается хлоридная и сульфатная концентрация. Соединения — нерастворимы, также они не подвергаются расщеплению и образованию накипи.

Урон, наносимый водой с излишней жёсткостью

Использовать жёсткую воду дома или на производстве эксперты не советуют. В быту потребление такой воды негативно сказывается на здоровье человека. Соли жёсткости концентрируются и оседают в сосудистой системе. Больше всех прочих подвержены этому люди, имеющие проблемы с пищеварением. Вместе с тем степень влияния солей жёсткости на работу сердца и сосудов научно не доказана. Однако даже по тому, как забивает жёсткая вода старые трубы можно наглядно представить, что из-за неё происходит с организмом человека. В водопроводной системе жёсткая вода постепенно разрушает как старые, так и новые трубы, выходит из строя бытовая техника.Образующаяся на нагревательных элементах накипь требует большей энергии для нагрева элементов прибора. В конечном итоге технику приходится менять. Жёсткая вода делает кожу сухой, может вызывать аллергические реакции. Чтобы пользоваться водой было комфортно, её необходимо умягчить.

Промышленные предприятия, в частности относящиеся к отопительной отрасли, также чётко следят за жёсткостью воды. Паровые котлы под воздействием солей жёсткости постепенно выходят из строя, нерабочее оборудование подлежит замене. Важна очистка воды также для пищевой промышленности. Скопившаяся накипь может повысить траты на электроэнергию, спровоцировать поломку и, как следствие, замену оборудования, водопроводных труб. Чтобы этого не допустить, оборудование приходится регулярно чистить, промывать. На это время происходит остановка производства, что влечёт за собой новые расходы. Избавить же воду от солей жёсткости могут специальные фильтры.

Умягчение жёсткой воды

Существуют различные способы умягчения жёсткой воды, применяемые для производства и бытовых нужд. Есть также универсальные варианты. Определиться с выбором способа помогает химический анализ жидкости. В домашних условиях, конечно, можно свести всё к кипячению при температуре 100 C. При химической реакции соли жёсткости распадаются и выпадают в осадок. Но есть нюансы: всю воду не перекипятишь, а после ещё и придётся отмывать ёмкость от накипи.

В качестве профессионального подхода в очистке воды предлагается установка системы обратного осмоса. Метод используется в быту и в промышленности. Вода полностью очищается, проходя через мембраны фильтра.

Следующий метод — реагентный. Химические вещества добавляются в воду, очищают её, после жидкость проходит через фильтры. Минус метода — в точном расчете химикатов. В быту вручную сделать это практически невозможно.

Водоочистка также проводится методом электродиализа. При нём на воду воздействует электрическое поле. Катионирование считается одним из самых универсальных методов, применимых в домашнем хозяйстве и на производстве. В результате работы ионных фильтров происходит замещение солей жёсткости безопасными веществами.

Любой из перечисленных методов может использоваться в быту или на производстве. Для этого необходимо определиться с масштабом установки, а также числом и свойствами фильтров.

Виды фильтров

Фильтрующие элементы бывают нескольких видов и компоновать их друг с другом необходимо, ориентируясь на качество исходной воды. Важно знать изначальную жёсткость воды и время от времени проверять её показатели, так как они могут меняться. Механические, ультрафиолетовые, реагентные, ионные, мембранные, смоляные — всё это виды фильтров, которые можно комбинировать между собой. Картриджные очистители для бытовых нужд необходимо регулярно менять.

Ионные фильтры

Ионные установки состоят из корпуса с установленным контроллером, а также баком под раствор. Основной элемент — ёмкость, содержащая ионную смолу. Внутри колбы вода разделяет ионы смолы, а те, в свою очередь, притягивают соли кальция и магния, отдавая взамен натрий. То есть одни ионы замещаются другими.  С течением времени смоляная составляющая установки нуждается в регенерации, очищении от примесей. Если установлен картридж со смолой — его просто заменяют на новый. Фильтры промышленных предприятий промывают концентрированным солевым раствором. В результате промывки примеси отделяются от смолы, которая в свою очередь перенасыщается ионами. На частоту очистки фильтров влияет ряд факторов. Частой регенерации требуют фильтры, которые очищают воду с повышенной концентрацией солей. Быстро фильтры загрязняются также при постоянной фильтрации большого объёма жидкости. Контролирует уровень наполнения фильтрующего элемента примесями специальный датчик. Концентрированный солёный раствор с солями жёсткости, который образуется после очистки, также необходимо обрабатывать. Агрессивный концентрат вредит экологии, поэтому он не должен попадать в канализационную систему. По этой причине на производственных предприятиях дополнительно устанавливаются фильтры для очистки сточных вод.

Минусами системы ионозамещения являются немалая себестоимость установки, затраты на приобретение обновляющего раствора — в быту, а на производстве — на установку дополнительных фильтрующих элементов.

Полифосфатные фильтры

В качестве наполнителя для данного вида фильтров используется натриевая соль. Устанавливают фильтр на электроприборы, чтобы умягчить поступающую в них воду. Жидкость из трубы сначала попадает в колбу, где растворяются соли жёсткости. На внутренние поверхности техники накипь не оседает благодаря образующейся специальной плёнке. Такой фильтр стоит не дорого и прост в эксплуатации. Минус очистителя в том, что его приходится часто менять. Также образующаяся защитная плёнка уязвима для воздействия воды, температура которой выше 55 градусов — она растворяется. Бытовые полифосфатные фильтрующие системы монтируются в трубы или шланги, подходящие к бытовой технике. Данный вид фильтра нельзя использовать для очистки воды для питья, а также стоков.

Система обратного осмоса

Этот тип фильтрации называют мембранным, ведь основной частью системы является именно мембрана. Она представлена в виде пористой катушки, пропускающей только H2O. Воду продавливают через фильтр, соли жёсткости оседают в порах. Промывают фильтр большим напором воды. Жидкость на выходе получается чистой и умягчённой. Можно установить одиночную мембрану, либо набор из нескольких подобных элементов. В быту одного фильтрующего элемента достаточно. Плюсы системы обратного осмоса - в простоте ухода и промывки, в пропускной способности, а также в отсутствии химических веществ в процессе очистки. Недостаток — в быстрой засоряемости мембраны. Реже требует промывки мембрана, перед которой установлен предварительный фильтр.

Комплексная система очистки

Многофункциональный очистительный комплекс выдаёт те же показатели по очистке, что и применение нескольких фильтров. В установке используются свойства универсальной очистительной смолы, выполняющую ионообменную и сорбционную функцию. После прохождения фильтра вода становится мягче, из неё удаляются вредные примеси. Работает комплекс практически так же, как и ионозамещающий фильтр, разница заключается в виде используемых смол. Заполненный фильтр регенерируется раствором.

Какой фильтр выбрать? Экспертный совет

Перед выбором системы очистки следует провести анализ исходной жидкости. Важно учесть уровень нагрузки системы, а также сферу применения фильтра. Для очистки питьевой воды эксперты советуют устанавливать систему обратного осмоса или ионную установку. Что влияет на выбор системы водоочистки:

• производительность;
• размеры;
• цена;
• расходы на установку и картриджи.

Важно помнить: дёшевый фильтр не гарантирует качество, а расходы на дорогой не ограничиваются только покупкой очистительной системы — дополнительные затраты могут потребоваться при её установке или в процессе обслуживания. Меньше всего функционала у полифосфатного фильтра, зато это — недорогой вариант. Среди недостатков — сбой работы в горячей воде, а также частая замена загрузки. 

Ионозамещающая и мембранная системы — практически аналогичны по цене и уровню водоочистки. Система обратного осмоса может устанавливаться на промышленных предприятиях и в бытовых условиях — различается только габаритами, производительностью.

Бренд системы водоочистки тоже о многом говорит. Крупные производители подтверждают качество своей продукции гарантиями и документами по тестированию, соответствию нормам.