Из содержания этой статьи вы узнаете:
1. Для чего нужно умягчать жесткую воду?
2. Современные методы умягчения воды.
2.1 Умягчение воды кипячением.
2.2 Умягчение воды методом ионного обмена.
2.3 Умягчение воды обратным осмосом.
3. Области применения систем умягчения воды.
3.1 Умягчение воды в квартире.
3.2 Умягчение в частных домах.
1. Для чего нужно умягчать жесткую воду?
Вода, независимо от исходного источника, содержит в себе ряд элементов, нежелательных для потребления. Одним из таких являются соли жесткости, молекулы кальция и магния. Именно они виноваты в образовании накипи в бытовых приборах, закупорке труб. Кроме негативного воздействия на оборудование и сантехнику, соли жесткости могут причинить ущерб здоровью человека. Употребление жесткой воды чревато образованием песка и камней в почках, сбоях в работе нервной и иммунной системы, нанесением вреда костной ткани. Кроме внутреннего ущерба организму наносится еще и внешний. Гигиенические процедуры с такой водой делают кожу сухой и стягивают. Конечно, определенное количество этих элементов даже полезно, тем более что получают их как раз из воды. Но при повышенных дозах наносится непоправимый ущерб. При долгом использовании жесткой воды значительно сокращается срок службы бытовых приборов. Соли жесткости скапливаются на нагревательных элементах и образуют накипь, которая снижает теплопроводимость. И если в бытовой сфере замена оборудования, конечно финансово затратная, но не совсем критичная, то в промышленности замена оборудования весьма ощутимые расходы. Кроме замены оборудования придётся останавливать производство, что недопустимо. Наличие солей жесткости во многом зависят от расположения исходного источника воды. Если рядом находится много промышленных предприятий, то, например, грунтовые воды и наземные источники с большой вероятностью будут с превышенным содержанием ионов кальция и магния. Особенно это касается таких городов как Челябинск, Магнитогорск, Миасс, Озерск. Поэтому жёсткая вода требует обязательного умягчения перед использованием.
Рис. 1 Накипь тена в стиральной машине.
2. Современные методы умягчения воды.
Способы умягчения воды постоянно эволюционируют. На сегодняшний день самыми распространёнными и эффективными признаны: химическое умягчение, ионный обмен, мембранный метод и умягчение электромагнитными волнами. Термический способ хоть и является устаревшим, используется во многих областях как самый простой. Для каждой сферы приоритетнее свой метод умягчения, но стоит ориентироваться на все характеристики воды и необходимую производительность.
2.1 Умягчение воды кипячением.
Термический способ умягчения известен уже очень давно и является одним из самых простых и недорогих методов. Суть в нагреве воды, при этом выпадает осадок в виде накипи, а сама водя умягчается. Но при таком способе убирается только временная жесткость. Производительность у такого метода крайне низкая. Если необходима только кружка или кастрюля воды, то это выполнимо. А если речь идёт о промышленном производстве. Постоянно кипятить такие объёмы воды крайне невыгодно. Во-первых, теряется время. Во-вторых, расходы на электроэнергию. В-третьих, необходимы большие ёмкости. Раньше в городах Снежинск и Копейск умягчали воду именно таким способом.
2.2 Умягчение воды методом ионного обмена.
Умягчение ионными установками современный метод, который применяется как на производстве, так и в быту. Фильтрующим элементом является смола. При прохождении потока воды через фильтр происходит ионозамещение. Смола притягивает к себе ионы кальция и магния, а взамен выделяет водород и натрий. У фильтра есть свой срок службы, который зависит от характеристик исходной воды, а именно от концентрации солей жесткости. И от производительности. Если систему использовать реже, следовательно, срок службы смолы увеличивается. Когда приходит время фильтр регенерируют. Для этого используют насыщенный солевой концентрат. При взаимодействии с ионной смолой происходит её очищение и ионы снова заряжаются. Раствор, используемый для регенерации необходимо утилизировать. Для бытового использования данного метода, а именно в квартире, устанавливается картридж с ионной смолой. Он имеет небольшую производительность и не регенерируется. После полного заполнения смолы примесями картридж меняется. Такой вариант был разработан для компактности системы. К тому же концентрат после промывки фильтра подлежит специальной утилизации, что в квартире сделать проблематично. Для загородных домов и промышленности устанавливается специальная колонна, внутри которой находится колба с ионной смолой. В таких системах фильтрации возможна регенерация. В городах Златоуст, Сатка, Чебаркуль очень распространён метод ионного умягчения воды.
Рис. 2 Фильтр умягчитель методом ионного обмена
2.3 Умягчение воды обратным осмосом.
Еще одним современным методом является мембранное умягчение на основе обратного осмоса. Мембрана состоит из множества мелких ячеек, которые задерживают даже самые маленькие ионы примесей. Форма каждой ячейки идет конусом для задержки всех солей жесткости. Принцип работы состоит в подаче потока воды под давлением через мембранный фильтр. При этом все загрязнения остаются в мембране. Промывается она потоком воды. При выборе данного метода следует учитывать, что мембрана очень чувствительна и не переносит химических веществ. Также для этого метода особенно рекомендована установка предварительной очистки в виде механического фильтра, который задержит все крупные частицы загрязнений. Особенно популярен метод в городах Южноуральск, Верхний Уфалей, Кыштым. Мембранный метод позволяет полностью умягчить воду, не теряя при этом производительность.
Рис. 3 Система обратного осмоса "Вагнер"
3. Области применения систем умягчения воды.
Умягчение воды необходимо во всех областях. Вода используется везде, для питья, приготовления пищи, гигиенических процедур, при изготовлении продукции, на тэц, в котельных. А где используется вода, там и необходимо её умягчение. Для каждой сферы предусмотрен свой регламент и нормативы качества воды. Диапазон допустимых концентраций солей жесткости может быть различным, но ненамного. В некоторых сферах, например, котельные, вообще присутствие солей кальция и магния недопустимо.
3.1 Умягчение воды в квартире.
В быту умягчение воды играет важную роль. Употреблять жесткую воду нельзя, стирать и мыть посуду в такой воде невозможно. Губительна для бытовых приборов. При выборе системы умягчения следует выделить для себя несколько нюансов. Ежедневный расход воды, концентрацию солей жесткости, финансовую составляющую. Естественно, устанавливать громоздкое оборудование для умягчения совсем не имеет смысла. Для квартир подойдет компактная система без использования реагентов. Самые простые, но от этого не менее популярные, проточные и электромагнитные фильтры. Проточные фильтры устраняют только самую минимальную концентрацию солей, при этом подлежат частой замене. Электромагнитные умягчители используют магниты. Хорошим выбором будет ионная установка либо обратного осмоса. И в том и в другом случае умягчитель быстро и качественно выполнит свою работу. Обе системы можно автоматизировать для промывки элементов фильтрации. Небольшие затраты при эксплуатации при средней производительности. В Коркино, Трехгорный, Аша, Карталы многие квартиры оборудованы умягчителями данного типа.
Рис. 4. Бытовой обратный осмос
3.2 Умягчение в частных домах.
В частных домах источником воды является скважина или колодец. Ориентируясь на концентрацию солей жесткости подбирается метод умягчения. Самым оптимальным вариантом будет ионная установка. Такой тип подходит как для постоянного использования, так и для периодического. Возможность регенерации фильтра позволит продлить его срок службы. Более бюджетный вариант полифосфатный фильтр, но он подходит только для водоподготовки технической воды. В Еманжилинске в загородных жомах для бытового использования чаще устанавливают ионный умягчитель, ввиду его хорошей производительности.
Рис. 5 Фильтр умягчитель воды эконом класса для частного дома
Умягчение воды в котельных – это важный этап водоподготовки. Наличие солей жесткости может привести к образованию накипи и выходу из строя оборудования, а значит остановить работу котельной. В основном применяются методы обратного осмоса, установки ионного обмена, электродиализ и химическое умягчение. Любой из этих способов устранит соли кальция и магния. В котельных города Усть-Катав используется реагентное умягчение. В городе Бакал установлены ионные умягчители. Выбор любого метода умягчения требует тщательной проработки всех нюансов и выявления наиболее приоритетного варианта.
Рис. 6 Комплексная система очистки на основе обратного осмоса для котельных
Ниже предстваленно видео по сборке умягчителя воды
