что такое жесткость воды и способы ее устранения

Жесткость воды и способы ее устранения

Содержание статьи

Употребление жесткой или мягкой воды несет незначительный вред здоровью. При высоком содержании солей могут образовываться мочевые камни, а низкий уровень ненамного повышает риск появления сердечно-сосудистых заболеваний. Вкус родниковой воды обуславливается именно ее жесткостью.

Жесткая и мягкая вода

Жесткость и мягкость воды зависти от уровня содержания в ней солей. В пером случае он высок, во втором – незначителен. Данные термины появились, предположительно, из-за тех свойств, которые оказывала вода на вещи. Если постирать их в жесткой воде, то и сама ткань будет такой же. Если же мягкой, то и одежда становилась таковой.

Жесткость воды бывает временная и постоянная. Первая содержит в себе гидрокарбонат магния и кальция, вторая – другие соли. В основном это сульфаты и хлориды этих же компонентов. Выделяются они при кипячении воды.

Жесткая вода сушит кожу при умывании. В ней плохо образуется пена, а ее использование ведет к образованию накипи. В тоже время мягкая вода приводит к коррозии, а гидрокарбонатная жесткость наоборот не позволяет ей образовываться.

Уровень содержания солей в природных водах изменчив. Он повышается во время испарения воды, а в сезон дождей и период таяния снега – уменьшается.

Способы устранения жесткости

Первый и самый простой способ – термический. Необходимо лишь вскипятить воду, из-за чего нестойкие гидрокарбонаты магния и кальция начнут разлагаться. Этим вы устраните временную жесткость воды. Кроме того, результатом разложения солей будет являться накипь.

Также можно попробовать реагентное умягчение воды. В нее необходимо добавить кальцинированную соду или гашеную известь. При этом методе соли магния и кальция превращаются в нерастворимое соединение и выпадают в осадок. Оптимальным средством устранения жесткости считается ортофосфат натрия. Он входит в состав многих препаратов бытового и производственного значения.

Еще одним способом будет являться катионирование. В воду необходимо поместить ионообменную регулируемую загрузку. Чаще всего используют ионообменную смолу. При соприкосновении с водой она поглощает катионы солей. Забирая их у кальция, магния, железа и марганца, она отдает ионы натрия и водорода, а вода становится мягкой.

Можно использовать обратный осмос. Нужно пропустить воду через полупроницаемые мембраны. При этом из воды уберутся большинство солей, в том числе и те, что отвечают за жесткость. Эффективность такого метода иногда достигает почти 100%.

Источник

Проблема жесткой воды и способы ее умягчения в домашних условиях

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?

Как смягчить жесткую воду в домашних условиях из скважины или колодца

Для умягчения воды из скважин и колодцев применяются те же методы, которые используются для умягчения обычной водопроводной жидкости:

Каждый вариант имеет свои особенности, преимущества и недостатки. При выборе ориентируйтесь на текущие показатели жесткости, доступный бюджет и желаемую скорость обработки воды.

Существующие методы снижения жесткости, их преимущества и недостатки

Для умягчения (смягчения) воды существуют различные методы, которые используются самостоятельно (кипячение, использование реагентов) или применяются в фильтрах для умягчения воды:

Каждый из них позволяет в той или иной степени подготовить воду для использования её для технических нужд или как питьевую. И в зависимости от того, какой исходной жесткостью обладает вода и до какой степени и в каком количестве ее необходимо умягчить, для каких целей она будет использоваться, можно применять тот или иной метод. А для того, чтобы определиться, какой из методов будет оптимальным вариантом, конкретно в вашем случае, рассмотрим их более подробно.

Термический метод — кипячение

Термический метод умягчения воды или кипячение — один из наиболее простых и распространенных способов снижения её жесткости. При кипячении жесткой воды гидрокарбонат кальция, который чаще всего является причиной повышенной жесткости, под действием температуры, распадается, образуя углекислый газ и осадок из карбоната кальция. С помощью этого способа умягчения можно значительно снизить содержание в воде солей жесткости.

Таким методом умягчения (кипячением) можно также уменьшить частично и жесткость, вызванную сульфатом кальция СаSO4., так как его способность растворяться в воде снижается до 0,65 г/л при температуре кипения — 100°C.

Недостатком его можно считать то, что устранить полностью кипячением жесткость воды не удастся, в связи с тем, что СаСО3 хотя и частично (13 мг/л при температуре 13°С), но, всё же, может растворяться. К тому же, при кипячении образуется осадок, который будет необходимо удалять. Да и умягчать большой объем воды таким методом затруднительно.

Использование различных реагентов

Реагентные методы умягчения воды — применение для снижения её жесткости веществ, способных связывать имеющиеся в жесткой воде ионы Са+2 и Mg+2 и превращать их в нерастворимые соединения, которые выпадают в осадок. В качестве таких веществ (реагентов) для умягчения воды, в зависимости от её состава, может применяться известь, кальцинированная сода, едкий натр, синтетические реагенты или даже обычная пищевая сода:

При использовании методов снижения жесткости воды с помощью реагентов, она умягчается и, к тому же, освобождается от мутных взвесей.

Недостатки реагентных методов смягчения:

Ионообменный метод

Метод ионного обмена, который используют для смягчения жесткой воды основан на том, что вода фильтруется через специальные материалы, в которых происходит обмен ионов, входящих в их состав (чаще всего – натрия), на ионы жесткости (чаще всего — кальция или магния). В качестве ионообменных материалов используют специальные мелкозернистые смолы, которые не подвергаются залипанию оксидом железа (AMBERLITE SR 1L, AMBERJET 1200 Na или др.).

В процессе ионного обмена, при умягчении воды, запас необходимых ионов в таких смолах постоянно снижается и для восстановления их способности к ионному обмену проводят их регенерацию или замену.

Регенерация осуществляется пропуском специального регенерационного раствора (чаще всего – поваренной соли) через слой отработанной и взрыхленной смолы. При этом она опять насыщается ионами натрия а ионы жесткости выводятся в канализацию.

Фильтры, работа которых, основана на ионообменном методе могут быть трех типов:

Преимуществом метода ионного обмена можно считать возможность обеспечить достаточно большую производительность и высокий уровень умягчения.

Недостатки ионообменного метода умягчения:

Мембранный метод

Этот метод умягчения основан на «продавливании» жесткой воды, с помощью избыточного давления 3-4 атм, через полупроницаемую мембрану. Такая мембрана пропускает только молекулы воды, а все соли, любые минеральные и органические примеси задерживает. В результате на выходе получается практически дистиллированная вода.

На этом методе очистки основано действие фильтров, так называемого, обратного осмоса, а также и некоторых настольных фильтров, например фильтра «Ручеек».

Достоинством такого метода можно считать то, что вода смягчается максимально и при этом очищается, практически от всех видов загрязнения.

Недостатками мембранного метода умягчения можно считать:

Магнитный

Этот метод умягчения жесткой воды основан на воздействии на неё магнитным полем постоянных магнитов.

Такое магнитное поле изменяет физические свойства протекающей через него жесткой воды. Силикаты, соли магния и кальция, в результате магнитного воздействия, теряют способность откладываться в виде твердый отложений или накипи на стенках и нагревательных элементах и удаляются потоком жидкости в виде шлака и накапливаются в специальных отстойниках, откуда удаляются.

Кроме того, после магнитной обработки вода сама разрыхляет и удаляет ранее отложившуюся накипь. Оптимальная скорость потока жидкости, при таком методе её умягчения, 0,5-4,0 м/с.

Электромагнитный

Это сравнительно новый метод умягчения, основанный на воздействии на жесткую воду электромагнитными волнами определенной частоты, которые генерирует специальный прибор на основе микропроцессора. В результате электромагнитного воздействия ионы кальция и магния теряют способность образовывать осадок и накипь и, находясь во взвешенном состоянии, удаляются из системы вместе с водой в канализацию. Этот метод позволяет не только предотвращать появление накипи и осадка в системах водоснабжения или отопления дома, но и удалять наслоения солей жесткости, образованные раньше.

Комбинированный метод

При комбинированном методе в одной системе используются совместно фильтры для умягчения воды, действие которых основано на двух или нескольких из вышеописанных методов снижения её жесткости. При этом подбор методов зависит от конкретных условий — уровня жесткости и минеральный состав солей, являющихся её причиной. Так, например, в системе водоснабжения дома может использоваться на входе магнитный или ионообменный фильтр, а для питьевых нужд — обратный осмос с минерализатором.

Жесткость воды и способы её снижения — видео

Методы смягчить воду

Существует несколько несложных способов очищения воды своими руками, не прибегая к помощи специалистов.

Главным критерием выбора метода очистки будет целевое назначение подготовленной воды: для приготовления пищи, купания детей, для аквариума, прочих хозяйственных нужд.

Для умягчения жидкости в больших объёмах рекомендуется устанавливать специальные устройства — фильтрующие умягчители воды, которые врезаются в систему водопровода или действуют автономно. Снизить жёсткость воды в домашних условиях без применения специальной техники можно несколькими методами.

Кипячение

Наиболее лёгкий способ очистки от жёстких включений без применения химических и органических веществ. Высокий температурный нагрев приводит к распаду солей и оседанию их на дне ёмкости. Кипятить водопроводную воду следует в течение 4-5 минут, затем остудить. Метод прост, но при этом теряются полезные свойства питьевой воды, увеличиваются энергозатраты, нужно периодически бороться с накипью. Возникают сложности с подготовкой смягчённой воды в больших объёмах.

Замораживание

Этот вариант основан на частичной заморозке жёсткой воды. Жидкость наливают в посуду нужного объёма и ставят в низкотемпературную камеру. При появлении на внутренней поверхности резервуара ледяного нароста, остатки воды сливают. Полученный лёд при оттайке будет вполне пригоден для питья. Полезные свойства не исчезнут, а вредные примеси останутся в слитой воде. Хороший итоговый результат минимизируется сложностью очистки жидкости в больших количествах и применим лишь к малым объёмам.

Отстаивание

Метод прост в исполнении. Ёмкость с водой оставляется на 1-2 суток вдали от попадания прямых солнечных лучей. Отстоянная вода чаще всего используется для полива комнатных и садовых культур. Забор воды для этих целей производится из водоносных скважин или приусадебных колодцев.

Лимонная кислота и уксус

Воду для питья этим способом приготавливать не рекомендуется. Снижение показателей жёсткости будет прямо пропорционально повышению кислотности жидкости. Без ущерба для здоровья метод может применяться в области косметологии. Рецепт приготовления прост: 1 ч. л. лимонной кислоты или 1 ст. л. столового уксуса смешивается с 2 л подготавливаемой жидкости. Для полного растворения солей нужно выждать 5-7 мин., после этого мягкую воду можно применять.

Сода пищевая и кальцинированная

Химический состав этих реагентов при растворении в воде вступает в реакцию с солевыми и кислотными примесями, способствует их быстрому распаду. На 10 л воды берут 1 ч. л. кальцинированной или 2 ч. л. пищевой соды. Жидкость должна постоять до момента выпадения видимого осадка.

Соль поваренная

Растворённая в воде поваренная соль нейтрализует магниевые и кальциевые включения, тем самым снижая величину жёсткости жидкости. В качестве питьевой воды полученный раствор использовать не рекомендуется из-за изменения вкусовых качеств и состава химических элементов. Метод широко используется в посудомоечных машинах. Основным компонентом таблеток и гранул, продаваемых в магазинах для этой техники, является поваренная соль.

Крахмал

На 1 л жидкости берут 1 ч. л. органического вещества, тщательно перемешивают. Полученный раствор оказывает благотворное действие на состояние кожных покровов. Методом пользуются для купания или стирки белья.

Зола и торф

Способ применим для садоводов. 30 г просеянной древесной золы растворяют в ведре воды, настаивают несколько часов. 100 г измельчённого торфа соединяют с жидкостью, перед употреблением перемешивают.

Череда, ромашка, лён

Настои лекарственных трав, смягчающих воду и оказывающих положительное влияние на кожу, применяют при купании младенцев. 1 ст. л. лекарственного сырья заливают 1 л кипятка, держат на водяной бане 20 мин. Остывший раствор помещают в детскую ванночку.

Источник

Жесткость воды — единицы измерения и способы умягчения

Жесткость воды – это количество растворимых и нерастворимых солей, в основном кальция и магния, присутствующих в природной воде. Чем их больше, тем выше жесткость. Из-за переизбытка солей образуются шлаки в системе водоснабжения, быстро выходят из строя приборы, сантехника, гидрооборудование.

Для точного определения жесткости воды, (количество растворенных солей жесткости, концентрации железа, серы, магния, кальция и тд.) делаются лабораторные исследования (например в СЭС) методом химического анализа или с применением специальных приборов. В домашних условиях жесткость воды определяется с помощью тест-полосок или тестеров.

Обычная вода состоит не только из атомов водорода и кислорода, в ней так же присутствует большое количество различных примесей. Именно наличие примесей определяет жесткость воды, а единицы измерения (°Ж — градус жёсткости) показывает, насколько этот показатель превышает допустимые нормы.

Жёсткость воды требуется определять не только инженерам, которые занимаются прокладкой коммуникаций, но и обычной людям в быту. Если мы используем электрический чайник или стиральную машину с функцией нагрева воды, то все это может выйти из строя, если данный показатель будет слишком высок. Даже хорошо растворить мыло в такой воде у вас вряд ли получится.

О том, как определить уровень жесткости водопроводной воды, а также о методах борьбы с большим содержанием примесей будет подробно рассказано в данной статье.

Жёсткая и мягкая вода — в чём разница

На количество соли в воде влияет наличия растворённых в ней элементов кальция и магния. Значительно повысить этот показатель может также наличие гидрата железа, содержание которого в артезианских водах бывает избыточным.

В том случае, когда таких примесей содержится незначительное количество, её называют «мягкой». Этот показатель обычно разделяется на 3 категории:

Мягкая — это дождевая или полученная в результате перегонки жидкость. В такой воде практически отсутствуют минеральные примеси.

В большинстве случаев она может получиться и в результате длительного кипячения или добавления специальных химических реагентов.

Средняя — встречается наиболее часто в водопроводных системах, а также в родниковой и артезианской воде.

Жёсткая — к данной категории относится морская, океанская, а также вода вытекающая из пластов породы богатой минеральными отложениями. В ней может быть растворено большое количество солей. Если брать в процентном соотношении, то соленость может достигать до 33% от общего объема.

Рассмотрим разновидности жёсткости

Этот показатель принято разделять на следующие категории.

Для того чтобы точно определить этот показатель, необходимо знать какими единицами измерения это можно сделать.

Единицы измерения жёсткости

Для правильного подсчёта уровня жёсткости необходимо определить концентрацию катионов кальция и магния. В настоящее время этот показатель определяется в следующих единицах измерения:

Следует отметить, что в нашей стране выражение общей жёсткости моль/м3 стало использоваться только с 1952 года. До этого времени расчёты осуществлялись в градусах, которые были равны современному немецкому градусу.

С 2014 года в России действует международный стандарт подсчёта жёсткости, который выражается в градусах (°Ж). Один градус равен 1/2 миллимоля на литр жидкости, поэтому подсчитать уровень концентрации вещества в жидкости не составит большого труда.

Причины появления жёсткости воды

При круговороте воды в природе жидкость превращается в пар и поднимается в верхние слои атмосферы. После конденсации она выпадает в виде осадков и не содержит примесей влияющих на жёсткость, но проходя через слой земной коры, жидкость растворяет различные породы, в которых содержатся калий и магний. Насыщаясь этими элементами вода увеличивает свою жёсткость. В море она всегда жёсткая по причине большой концентрации хлорида натрия.

При необходимости снизить концентрацию ионов калия и магния, можно применить различные методы уменьшения количества солевых примесей.

Методы устранения жёсткости

Для борьбы с чрезмерным содержанием солей применяются следующие методы:

Любой из предложенных способов умягчения воды позволяет справиться с высоким уровнем этого показателя, но для очистки от солей питьевой воды химический способ обычно не применяется.

Как влияет жёсткость на качество воды

Жёсткость питьевой воды влияет, прежде всего, на её вкусовые качества. Порог вкуса ионов кальция находящихся в питьевой воде составляет 2-6 мг-экв/л. Порог вкуса для ионов магния значительно ниже, поэтому самой приятной на вкус питьевой водой считается та, в которой этот показатель равен от 1,6 до 3 мг-экв/л.

В некоторых случаях вода с жёсткостью до 10 мг-экв/л может использоваться в качестве питьевой, но длительное её употребление может негативно влиять на здоровье человека. Слишком жёсткая вода нежелательна для применения в устройствах нагрева жидкости. Электрические чайники, бойлеры, стиральные и посудомоечные машины обязательно имеют в своей конструкции ТЭН, который в кратчайшие сроки «обрастает» отложениями, и процесс нагрева жидкости осуществляется менее эффективно.

Длительная эксплуатация электро нагревателя со значительным слоем накипи приводит к перегреву элемента и выходу его из строя. К счастью, для очистки от накипи достаточно растворить 2 пакетика лимонной кислоты в 1 литре воды и хорошо прокипятить чайник или любой другой водонагреватель. После чего следует тщательно промыть прибор и использовать его далее по назначению.

Источник

Что такое жесткость воды и как ее определить

Жесткость в питьевой воде

Под термином жесткость воды понимается количество растворенных и нерастворенных солей, присутствующих в природных водных залежах. Водица может быть слишком мягкой или слишком жесткой. Вредны оба варианта. Недостаток солей нарушает водно-щелочной баланс в организме, избыток вызывает множественные заболевания важных органов: сердца, почек, кожи, печени. При переизбытке солей жидкость имеет горьковато-металлический вкус, может быть мутной, с разными цветовыми оттенками.

Какие соли обуславливают жесткость природной воды, откуда они берутся

После естественного испарения или после принудительного выпаривания водного раствора соли становятся видимыми, остаются в сосуде. Именно они образуют отложения на дне и стенках посуды, чайников, санприборов. По жесткости воды легко определить, какая соль в ней явственнее присутствует. Примеси магния труднее растворяются, придают напиткам вкус горечи.

От чего зависит присутствие соли жесткости в воде

Степень жёсткости для питьевой воды определяется типом и количеством водных солей. В разной местности показатели различные. Соли проникают в водоносные пласты, вымываясь из залежей горных пород: известняков, гипсов, доломитов.

Показатели жёсткости воды являются величинами переменными, они зависят от разных факторов:

У вод, лежащих близко к поверхности и залегающих на глубине, параметры разные. Они выше там, где водный поток проходит через слои известняков. Весной, при обилии талых потоков, при их попадании в водоемы и при просачивании в подземные водные пласты, количество солей снижается. Зимой концентрация выше.

Классификация воды с солями жесткости

Какие соли жесткости присутствуют в воде? Различают общую, постоянную и временную жёсткость:

При очистке принимаются во внимание все типы: Жо, Жк, Жнк. Предельно допустимая концентрация питьевой воды по жесткости (кратко: ПДК) обычно устанавливается для общей Жо.

Нормы жесткости для воды

Нормирование определяется документами стандартизации: ГОСТ, СанПиН, ТУ. Точные данные получают, проводя испытания проб в аккредитованных лабораториях, в санэпидстанциях. Для фиксирования лабораторных показаний приняты международные единицы измерения жесткости воды:

Измеряемая единица жесткости воды 1°Ж равна 1 мг-экв/л и равна 1/2 миллимоля на литр. Допустимые значения для ионов кальция и магния разные: для Ca2+1°Ж=20,04, для Mg2+1°Ж=12,16 мг/л (примечание: эти показатели вставляются в расчетную формулу, см. далее по тексту*).

По структуре вода может быть мягкой, средней, жесткой. Мягкой считается дистиллированная, кипяченая, дождевая, талая водичка. Жидкость средней жёсткости поступает из централизованных водопроводов. Артезианская и родниковая водица тоже отличаются средними показателями. К сильножесткой относится вододобыча из соленых водоемов, нуждающаяся в опреснении. В таблице показаны концентрации солей в разных размерных единицах.

Предельно допустимое содержание солей жесткости в воде

Нормы жесткости для питьевой воды

В СанПиН указаны вариативные величины, в зависимости от применения водных растворов. Жесткость воды по ГОСТУ также регламентируется в зависимости от типа и назначения жидкостей:

Если в воде солей жесткости больше, чем предписано стандартами, нужно её очистить до допустимых показателей. В табличке указаны степени солевой концентрации по шкале жёсткости с показателями в промилле.

Шкала жесткости

Нормы жесткости для технической воды

ГОСТ по определению жесткости в воде подскажет, какие параметры допустимы:

Раздельно нормируется питьевая вода по жесткости разных категорий: дистиллированная, сетевая, разливная. Для солей железа показатели рассчитываются отдельно.

Как определить жесткость воды

Определить жесткость воды в можно как в лаборатории, так и в домашних условиях. Наличие солей жесткости можно определить визуально:

Повышенная жесткость питьевой воды может причинить ущерб здоровью и нагревательным приборам. Не зная точных показателей концентрации солей, сложно рассчитать дозу средств от накипи для стирально-сушильных агрегатов или запрограммировать на чистку кофемашину. Трудно обеспечить комфортное обитание рыбкам в аквариуме или правильно выбрать фильтры очистки. Помимо визуальной оценки лучше использовать более точные измерительные методы определения жесткости питьевой и технической воды.

Измерение жесткости воды

Перед употреблением в пищу, перед поливом огорода, перед подачей в трубопроводы или перед техническим применением воды для производственных процессов полезно проверить наличие солей жесткости. Такая проверка снимет претензии потребителей к водоснабжающим компаниям, продлит срок службы дорогого промышленного оборудования.

Для измерения жесткости воды используют бытовые и профессиональные приборы:

Полезно заказать исследование в лаборатории, чтобы получить точные результаты с подтверждающей документацией. Тогда не придется думать, чем определить жесткость воды, не нужно покупать измерительные приборы или рассчитывать показатели по косвенным параметрам, используя формулы.

Как определить жесткость воды по формуле

Определить жесткость воды можно по формуле. Для определения общих показателей нужно выполнить расчет:

Жо = [Ca 2+ ] + [Mg 2+ ] = (m(Ca 2+ ))/(Э(Ca 2+ ) x V(H₂O)) + (m(Mg 2+ ))/(Э(Mg 2+ ) x V(H₂O)),

Далее вычисляют временную или постоянную жёсткость. Рассчитанную величину вычитают из Жо и получают значения всех трёх категорий Ж.

Карбонатная Жк вычисляется по формуле:

Как понизить жесткость в питьевой воде

Понизить жесткость питьевой воды можно бытовыми способами и с помощью профессионального оборудования. Для умягчения водных составов в быту применяют простые и доступные методы: кипячение, отстаивание, заморозка с оттаиванием. Используют дистилляты и бытовые фильтры.

Для загородных домов и промышленного умягчения используют профессиональные установки солеочистки:

На сайте компании Diasel можно купить любые фильтры для удаления из воды солей жесткости. Мы продаем комплектующие к установкам обратного осмоса, соберем для вас комплексные линии очистки, предоставим реагенты для снижения уровня безопасности основного жизненного напитка. Гарантируем консультации по любым вопросам, помощь по монтажным работам, текущему и сервисному обслуживанию. С нашими профессиональными установками жесткость воды всегда будет в норме.

Источник