«« к оглавлению
Водоподготовка
<< к началу статьи
Умягчение воды
С жесткой водой сталкивается каждый, достаточно вспомнить о накипи в чайнике. Эта проблема особенно остра для артезианских
вод. Жесткость воды определяется суммарным содержанием в ней растворенных солей кальция и магния. Гидрокарботаны кальция и магния образуют
карбонатную или временную жесткость воды, которая полностью устраняется при кипячении воды в течение часа. В процессе кипячения растворимые
гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, выпадающие в виде белого осадка или накипи, с выделением при этом углекислого
газа. Соли же сильных кислот, например, сульфаты и хлориды кальция и магния - образуют некарбонатную или постоянную
жесткость воды, не изменяющуюся при кипячении воды.
В России суммарную жесткость воды выражают суммой ионов кальция и магния, количество которых измеряют в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Один мг-экв
равен количеству любого вещества, вес которого, выраженный в мг, равен его молекулярному весу, поделенному на валентность. Например, для кальция 1 мг-экв.
равен приблизительно 20 мг, а для магния - 12 мг. На сегодняшний день общая жесткость воды хозяйственно-питьевого назначения регламентируется СанПиНом
2.1.4.559-96 и должна находиться в пределах от 1,5 мг-экв/л до 7 мг-экв/л.
Жесткость пресных природных водоемов меняется в течение года, имея минимум в период паводка. Например, в Москве, которую обслуживают четыре станции водоочистки,
забор воды производится из Москвы-реки и из Волги (через канал им. Москвы), поэтому жесткость воды различна в разных районах Москвы и варьируется от 2,3
до 4,6 мг-экв/л. Артезианская вода, как правило, более жесткая, чем из поверхностных источников. В Подмосковье, например, жесткость артезианских вод, меняется от
3 до 15-20 мг-экв/л в зависимости от места и глубины скважины.
Распространено мнение, что жесткая вода - это плохая вода. В действительности ситуация с солями жесткости не так однозначна.
Начнем с бытовой техники. Высокая гидрокарбонатная (временная) жесткость воды делает её непригодной для питания газовых и электрических паровых котлов и
бойлеров. Стенки котлов постепенно покрываются слоем накипи. Слой накипи в 1,5 мм снижает теплоотдачу на 15%, а слой толщиной 10 мм -снижает теплоотдачу
уже на 50%. Снижение теплоотдачи ведет к увеличению расхода топлива или электроэнергии, что в свою очередь ведет к образованию прогаров, трещин, вздутий в трубах и
на стенках котлов, выводя преждевременно из строя системы отопления и горячего водоснабжения.
В жесткой воде хуже пенится стиральный порошок и мыло. Жесткая вода снижает эффективность моющих средств. Дело в том, что натриевые соли насыщенных жирных
кислот, составляющие основу моющих средств, при взаимодействии с солями жесткости переходят в нерастворимые кальциевые соли тех же кислот, мыльные «шлаки». Шлаки
остаются на белье, именно поэтому при стирке жесткой водой сложно добиться эффекта отбеливания, сохранить яркость цвета тканей, качественно отполоскать
белье. Шлаки оказывают негативное влияние на кожу и волосы, оставляя на них нерастворимую кальциевую пленку, вызывающую раздражение кожи. У людей с нежной
кожей эти раздражения могут перерасти в дерматит. Поэтому косметологи рекомендуют умываться талой или дождевой водой, практически не содержащей солей. Соли жесткости
могут выпадать в виде нерастворимых белых кристаллов в фильерах стиральных и посудомоечных машин, в гидромассажных и душевых насадках, по краю воды в
бассейнах и унитазах. Частички накипи, попадая в воду, наносят вред смесителям и шаровым кранам.
Жесткая вода не годится при окрашивании тканей водорастворимыми красками, в пивоварении, производстве водки, негативно влияет на стабильность майонезов
и соусов. Чай и кофе тоже лучше заваривать водой мягкой.
Чрезмерная мягкость воды, с другой стороны, является одним из основных факторов, влияющих на её коррозионную активность. Коррозия ведет не только к утечкам
в металлических трубопроводах, разрушению и поломке оборудования, но и к ухудшению химического и микробиологического состава воды в водопроводе. На коррозионную
активность воды кроме её жесткости влияет водородный показатель рН и количество растворенного в воде кислорода. В неблагоприятных случаях в воде в результате
коррозии может увеличивается содержание железа, цинка, меди, количество сульфатредуцирующих бактерий и железобактерий.
Содержание в питьевой воде кальция и магния играет важнейшую роль для человеческого организма.
Кальций необходим для формирования костных тканей, в том числе зубов, он содержится в крови человека, положительно влияя на процесс её свертывания. Кальций играет
большую роль в жизнедеятельности клеток организма, его недостаток ведет к разрыхлению межклеточных коллоидов, стенок кровеносных капилляров, что служит причиной,
в частности, повышения кровяного давления. Недостаточность кальция в организме негативно сказывается на функции сердечной мышцы и на активности некоторых
ферментов. А недостаток содержания кальция в крови ведет к понижению возбуждаемости нервной системы и, как следствие, к возникновению судорог. Имеются данные о
том, что слишком мягкая вода отрицательно влияет на баланс солей в организме человека и может вызвать отложение солей, точно также, как и употребление слишком жесткой воды.
Соли магния также необходимы человеку, поскольку входят в ряд жизненно важных ферментов. Дефицит магния приводит к коронарной болезни сердца, негативно влияет
на перельстатику кишечника и желчевыделения. Магний также обладает сосудорасширяющими и спазмолитическими свойствами.
С другой стороны, повышенное содержание магния угнетающе действует на нервную систему, поражая двигательные нервные окончания, а при более высоких концентрациях
магния - и центральную нервную систему.
Подытоживая вышесказанное можно рекомендовать для замкнутых систем отопления использовать воду с жесткостью 0,1-0,2 мг-экв/л, для систем горячего водоснабжения
- 0,5 - 1 мг-экв/л. Холодная вода, используемая, в том числе для питья, согласно СанПиН 2.1.4.599-96 должна находиться в пределах - от 1,5 до 7 мг-экв/л, при
этом кальция должно быть не более 140 мг/л, а магния — не более 85 мг/л. С другой стороны, исследования, проведенные отечественными специалистами в НИИЭЧиГОС
им. А.И.Сысина показали, что содержание кальция в питьевой воде должно быть не менее 30 мг/л, а магния - не менее 10 мг/л.
В тех случаях, когда вода слишком жесткая и её необходимо умягчить, применяют следующие методы - термический, реагентный, ионообменный, обратный осмос, электродиализ
и дистилляцию.
Термический способ, связанный с нагревом воды, снижает только временную (карбонатную) жесткость. В бытовых условиях этот способ
применяет каждая хозяйка, кипятя воду; в промышленности его используют лишь при наличии дешевых источников тепла (на ТЭЦ, например).
Реагентное умягчение воды производится за счет добавления в воду соды или гашеной извести. При этом ионы кальция и магния переходят
в нерастворимые соединения, выпадающие в виде осадка. Реагентный метод хорош только для больших станция водоподготовки, поскольку связан с рядом специфических
проблем: утилизация твердого осадка, специально оборудованные хранилища для реагентов, необходимость точной дозировки химикатов и их правильной подачи
в исходную воду.
Обратный осмос и электродиализ - более дорогие способы умягчения воды, которые требуют предварительной её очистки и связаны с удалением
из воды всех солей, в том числе необходимых человеку микроэлементов.
Наиболее широкое распространение получили установки умягчения воды с ионообменной гранулированной загрузкой. Такая загрузка (как правило - ионообменные
смолы) способна при контакте с водой поглощать ионы кальция и магния, отдавая взамен ионы натрия или водорода, называясь, соответственно, Nа-катионитовой
или Н-катионитовой. Nа-катионитовые загрузки регенерируются концентрированным раствором поваренной соли (NаС1) или сернокислого натрия (Nа2S04). Н-катионитовые
загрузки регенерируют концентрированным раствором серной (Н2S04) или соляной (НСL) кислот. При регенерации происходит обратный ионный обмен - ионы кальция
и магния удаляются из катионита, который вновь насыщается ионами натрия или водорода.
Регенерация устройств, загруженных ионообменными средами, как правило, происходит в автоматическом режиме по команде электронного блока, управляющего электромагнитными
клапанами. Частота регенерации рассчитывается исходя из жесткости исходной воды, водопотребления и емкости катионита по отношению к солям жесткости.
Отдельно стоят электромагнитные способы воздействия на воду, при которых ионы кальция Са и карбонат-ионы С0з переводятся в возбужденное состояние, препятствующее
их объединению при нагревании и, соответственно, образованию накипи. Химический состав воды при этом не меняется. Эффект, получаемый с помощью такого рода
устройств в настоящее время не всегда предсказуем, поскольку возбужденное состояние ионов Са и С0з может продлиться от нескольких секунд до нескольких десятков
часов. На практике электромагнитные устройства хорошо показали себя на воде из поверхностных источников, в то время как на артезианской воде отмечены случаи,
когда такие устройства не эффективны.
<< к началу статьи
«« к оглавлению
Copyright © 2006 «АкваФрешСистемс»
Прайс-лист на комплектующие и оборудование для очистки воды