Умягчение воды

Сравнение области применения и выбор эффективности методов.

Содержание статьи

Что такое жесткость воды?
Почему воду с высокой жесткостью необходимо умягчать?
1. Способы умягчения воды в квартире
2. Способы умягчения воды в частном доме
3. Способы умягчения воды в котельных, на производствах с непрерывным водопотреблением

Что такое жесткость воды?

Жесткостью (или общей жесткостью) воды в химии называют совокупность содержащихся в ней ионов кальция (Ca) и магния (Mn), которые вместе составляют показатель ее общей жесткости.
 Для измерения жесткости используется единицы миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л), которые показывают сколько мг-экв. общих солей жесткости содержится в одном литре воды.
 По уровню жесткости выделяют следующие типы воды:
- жесткая – от 7,0 мг-экв/л (выше предельно допустимого СанПин 1074 для питьевой воды. В основном содержится в минеральных водах и водах из артезианских скважин).
- средне жесткая от 3,0 до 7,0 мг-экв/л (содержится в основном в воде из поверхностных источников);
- мягкая вода – от 0,5 до 3,0 мг-экв/л. (содержится в воде из артезианских скважин и поверхностных источников с низким содержанием минералов);
- умягченная вода от 0 до 0,5 мг-экв/л. (в природных источниках практически не встречается. Получается путем умягчения воды. Используется как для питьевого назначения так и для технологических). Например, для подпитки котлов, в пищевой, нефтехимической промышленности, микроэлектронике, медицине, производстве алкогольных напитков и др.

 Почему воду с высокой жесткостью необходимо умягчать?

Вода с повышенной жесткостью оказывает негативное влияние на здоровье человека, технологические процессы многих производств, отопительное и водонагревательное оборудование (тепло-электронагревательные элементы ТЭНы, котлы, теплообменники и др.)
Это происходит потому, что при  нагревании жесткой воды происходит оседание осадка кальция и магния на поверхности оборудования. Это приводит к перерасходу электроэнергии, перегреву и выходу из строя нагревательных приборов.
Употребление жесткой воды для питья также имеет вредное воздействие на организм человека:
1. Ухудшение вкусовых свойств воды. Вода с высокой жесткостью имеет ярко выраженный горьковатый вкус. Пить такую воду неприятно и вредно.
2. Снижение качества продуктов, получаемых с использованием воды. Вода с повышенной жесткостью вызывает выпадение в ней солей и хлопьев кальция и магния. Это не позволяет получить требуемое качество воды в бутылях, соков, алкогольных и безалкогольных напитков.
3. Вода с общей жесткостью более 7 мг-экв/л (выше нормы СанПиН 1074) оказывает крайне негативное влияние на организм человека. Постоянное употребление жесткой воды может привести к проблемам в работе органов пищеварения, камням в почках, моче-выводящей системе. Поэтому не рекомендуется частое употребление минеральной воды.
4. Жесткая вода приводит к сухости, «стянутости» кожи, ломкости волос.

Рис. 1 - Последствия использования жесткой воды для бытовых приборов

 Какие способы умягчения воды можно использовать в квартире, частном доме, на производстве?

1. Способы умягчения воды в квартире.

 Водопроводная вода в большинстве случаев относится к воде со средней жесткостью с содержанием от 3,0 до 7,0 мг-экв/л. В квартире жесткая вода наиболее негативное влияние оказывает на стиральную машину (оседает налетом на ТЭНе), посудомоечную машину, чайниках, кофемашинах, утюгах и других бытовых приборах, имеющих непосредственный контакт с водой.
Способы смягчения воды в квартире условно можно разделить на 3 категории:
1. Установка магистрального фильтра с картриджем с умягчающей смолой на входе в квартиру со стояка.

Рис. 2 - Схема умягчения воды в квартире

2. Установка магистрального фильтра с умягчающим картриджем непосредственно перед стиральной машиной, но в таком случае от жесткости у Вас будет защищена только стиральная машина.
3. Установка системы обратного осмоса «под мойку». Но в этом случае от жесткости будет очищена только питьевая вода.

Рис. 3 - Умягчение воды с помощью системы обратного осмоса "под мойку"

4. Комбинированный способ умягчения воды в квартире.

Рис. 4 - Схема комбинированного умягчения воды в квартире

2. Способы умягчения воды в частном доме

В частных загородных домах, на дачах вода подается в основном из собственных скважин и очень часто имеет повышенную жесткость более 7 мг-экв/л. Поэтому она представляет особенно высокую опасность для бытовых приборов и оборудования. В частных загородных домах умягчение воды проводят обычно двумя главными способами.
1. Установка фильтра умягчителя воды «засыпного» типа с ионообменной смолой (натрий-катионитом). Установка смягчителя воды колонного типа наиболее распространенный способ очистки воды, применяемый в загородных домах, дачах, коттеджах, саунах, столовых и прочих объектах где требуются значительные объемы умягченной воды (более 200 литров в сутки).

Рис. 5 - Схема умягчения воды в частном доме

Устанавливается умягчитель колонного типа, в который засыпается умягчающая ионнобменная смола. После рассчитанного объема смола «истощается» и проводится ее регенерация с помощью раствора поваренной соли.
2. Установка универсальных фильтров для комплексной очистки воды от жесткости, железа, марганца, органических веществ (при комплексном загрязнении воды).
Суть метода заключается в комплексной очистке воды с помощью реакции ионного обмена в фильтре на специальных ионообменных смолах, которые заменяют ионы жесткости, железа, марганца, органики на ионы натрия.
В качестве загрузочного материала используются универсальнные смолы марки: А, В, С, которые в зависимости от назначения направлены целенаправленное удаление из воды жесткости, железа, марганца, органических соединений в различном сочетании.
Данный метод особенно рекомендуется для очистки воды из артезианских скважин для частных домов и предприятий с небольшим потреблением воды, но комплексным загрязнением воды.
В обоих методах по истечении расчетного объема воды, необходимо провести регенерацию (восстановление) ионообменных свойств смолы с помощью поваренной соли, которая восстанавливает содержание ионов натрия в воде и удаляет ионы жесткости, железа и марганца.
На регенерацию расходуется около 140 - 180 грамм соли на 1 литр смолы. 
Межрегенерационный период рассчитывается исходя из объема водопотребления и содержания солей жесткости, железа, марганца, органики в исходной воде и составляет обычно от 3-х дней до двух недель. Схема установки универсального фильтра аналогична схеме с умягчителем (см. Рис. 5).

3. Способы умягчения воды в котельных, на производствах с непрерывным водопотреблением

1. В условиях водоподготовки котельных, технологических производств и в тех случаях когда невозможно прерывать процесс умягчения воды на регенерацию (пауза для проведения регенерации длится около 1,5-2 часов и проводится обычно в ночное время), используются умягчители непрерывного действия. Принцип их действия заключается в том что устанавливаются две колонны равного объема, взаимосвязанные между собой.
В то время когда одна колонна умягчает воду, другая находится в режиме ожидания. После «истощения» смолы в первой колонне происходит ее плановая регенерация. За несколько минут до начала регенерации первой колонны с помощью управляющего клапана происходи переключение потоков воды и в действие вступает вторая колонна. Таким образом, обеспечивается непрерывная подача вода потребителю даже в период проведения регенерации ионообменной смолы в фильтре.

Рис. 6 - Схема двухстепенчатого умягчения воды для котельных

2. Также для комплексной деминерализации воды можно использовать систему обратного осмоса.

Системы обратного осмоса обеспечивают надежную очистку воды, устанавливаются, как правило, на завершающей стадии очистки. Обратный осмос используется для комплексной деминерализации воды для технологических производств, в котельных и других областях. После них вода получается деминерализованной с минимальным содержанием минералов (общее солесодержание от 0 до 100 мг/л.).
Это объясняется тем, что мембрана обратного осмоса под давлением способна пропускать только молекулы воды и предназначена для того, чтобы дать потребителям максимально очищенную воду. Однако и скорость очистки обратным осмосом значительно ниже, чем у других фильтров, поэтому целесообразно использовать накопительную емкость для чистой воды. При высоком содержании солей жесткости воды (более 7 мг-экв/л.) необходимо использовать систему дозирования антискаланта для предотвращения образования осадка на поверхности мембран.

Рис. 7 - Схема умягчения воды с использованием системы обратного осмоса

Сравнительный анализ технико-эксплуатационных характеристики способов умягчения воды по области применения представлен в таблице 1.

Таблица 1  – Методы умягчения воды по области применения

Из таблицы 1 видно, что не существует одного универсального способа очистки воды, применимого «на все случаи жизни». У каждого способа существует своя область рационального и эффективного применения. Вместе с тем мы рекомендуем в квартирах использовать умягчающие картриджи для воды и бытовые системы обратного осмоса «под мойку», в частных домах, на дачах, небольших производствах использовать умягчители воды. В тех областях, где необходимо обеспечить непрерывную подачу воды потребителю целесообразно использовать умягчители воды непрерывного действия или промышленные системы обратного осмоса. Вместе с тем системы обратного осмоса обладают высокой стоимостью и рекомендуются к использованию при необходимости полной деминерализации или дистилляции воды. Сравнение затрат на расходные материалы представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Сравнение затрат на исходные материалы при различных методах умягчения воды

  Для подбора и консультации свяжитесь с нами удобным для Вас способом:

1) Форма "Бесплатный звонок"
2) Форма "Оставить заявку"
3) Напишите нам при оформлении корзины заказа - укажите интересующий Вас вопрос по услуге в поле "Примечания к заказу"
4) Просто позвоните нам или отправьте на электронный адрес  iceberg-filter@inbox.ru и задайте интересующие Вас вопросы по услугам по телефону, указанному на сайте.