Соли жесткости в воде: фильтры и электронные преобразователи

Минеральные примеси в определенном составе и при разумных концентрациях являются полезными для человека. Решающее значение имеют индивидуальные физиологические особенности. Однако соли жесткости в воде воспринимаются, как однозначно негативный фактор. Следует выяснить, какой вред они способны нанести. Уточненные данные пригодятся для рационального выбора средства борьбы с загрязнениями этого типа.

Что такое жесткая вода?

Это понятие чаще всего ассоциируют с наличием в жидкости двухвалентных катионов. На самом деле все аналогичные химические соединения отказывают определенное влияние на уровень жесткости. В ходе реакции с анионами они переходят в твердое состояние, выпадают в осадок.

Так, например, двухвалентный стронций может взаимодействовать с хлоридами. Но соответствующие сочетания встречаются редко, поэтому ими пренебрегают при оценке уровня жесткости. Трехвалентное железо также способно к таким реакциям. Но это вещество не растворяется в грунтовых водах (при типичном водородном показателе рН). Таким образом, оно не способно проникнуть в систему снабжения.

По названным причинам при рассмотрении способов устранения временной жесткости воды учитывают концентрацию ионов только магния и кальция. При этом различают два вида данного параметра. Переменной называют жесткость, которая обусловлена присутствием карбонатов. При повышении температуры эти соединения распадаются с образованием небольшого количества кислоты и твердых осадков (накипи). Средства борьбы именно с этими примесями рассмотрены ниже.

Сульфаты и некоторые другие соединения не трансформируются подобным образом при кипячении. Они образуют так называемую «постоянную» часть жесткости. Их можно отделить с применением мембранных и некоторых других методик. Но целевым назначением, как правило, это не является. Основные проблемы формируют карбонатные составляющие жесткой воды.

Самые популярные марки электронных (электромагнитных) преобразователей солей жесткости, предлагаемых компаниями на территории России:

Электронные преобразователи солей жесткости Calmat и АкваЩит

На фото: 1. Электронный умягчитель воды Calmat | 2. Электромагнитный преобразователь накипи АкваЩит

Какой вред способны нанести соли жесткости в воде?

Для получения официально признанных данных надо обратиться к материалам ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения). В соответствии с результатами проведенных исследований установлена только косвенная связь с заболеваниями сосудов, сердца. Таким образом, на международном уровне не установлены ограничения по предельно допустимого уровния солей жесткости в воде. Однако есть диапазоны, соответствующие стандартам воды для питья (приведена концентрация в мг на литр):

  • магний – от 10 до 30;
  • кальций – от 20 до 80.

При рассмотрении отечественных норм можно получить следующие данные:

Параметр

Единица измерения

Нормативные документы

СанПиН 2.1.4.1074-01 (питьевая вода)

СанПиН 2.1.4.1116-02 (бутилированная вода)

Магний

мг/литр

50

5-65

Кальций

мг/литр

-

25-130

Жесткость

Градусы (°Ж), мг-экв/ литр

7

1,5-7

Приведенные нормативы для жесткости питьевой воды основаны на предельных допусках по вкусовым ощущениям, что само по себе является показателем сомнительной точности. По кальциевым солям человек способен ощутить порог от 2 мг-экв/литр. По магниевым компонентам – менее того. Некоторые люди не испытывают неприятных вкусов при уровне жесткости 9-11 мг-экв/литр.

Как ни странно, но гораздо более жесткие нормы установлены по отношению к технологическому оборудованию. В отечественных стандартах рекомендуется применять воду для питания промышленных котлов с жесткостью менее 0,1 мг-экв/литр. По бытовой технике точные нормативы не установлены.

В следующей таблице приведены сведения по диапазонам уровня солей жесткости для разных стран:

Жесткость, мг-экв/л

0,-1,5

1,5-1,6

1,6-2,4

2,4-3,0

3,0-3,6

3,6-4,0

4,0-6,0

6,0-8,0

8,0-9,0

9,0-12,0

Более 12

Отечественные нормы

Мягкая

Средняя жесткость

Жесткая

Очень жесткая

Германия (DIN 19643)

Мягкая

Средняя жесткость

Достаточная жесткость

Жесткая

Очень жесткая

США (U.S. Environmental Protection Agency)

Мягкая

Умеренно жесткая

Жесткая

Очень жесткая

Приведенная информация позволяет седлать несколько выводов. Несмотря на отсутствие официальных запретов надо понимать, что нерастворимые химические соединения способны засорять сосуды, печень, почки. Высокая концентрация солей жесткости провоцирует раздражение слизистых оболочек желудка, аллергические реакции. Эти примеси способны стать причиной заболеваний.

При использовании моющих средств образуются шлаки. Соли жесткости в воде смывают тонкий слой жировых отложений с волос. Образованные микроскопические твердые частицы закупоривают поры кожных покровов. Чтобы устранить негативные последствия таких процессов приходится регулярно применять увлажняющие лосьоны, другие косметические и лечебные средства.

Достаточно странным является отсутствие точных норм по отношению к бытовой технике. Эти котлы работают при высоких температурах, подвергаются теме же рискам, что и промышленные установки. Состояние крупных протоков проверяют визуально, с помощью эндоскопов и другого специального оборудования. В миниатюрном теплообменнике выполнить аналогичные операции гораздо сложнее.

Накипь из-за жесткости

Накипь откладывается в разных частях систем отопления и горячего водоснабжения. Специалисты утверждают, что при образовании 1-2 мм накипи на 10-15% снижается эффективность стандартного радиатора. В действительности при определенной пористости слоя теплопроводность еще хуже. Накипь на ТЭНе препятствует сохранению температуры, предусмотренной проектом. Если ее не очищать, соответствующий корпус будет разрушен.

Здесь отмечены только прямые угрозы здоровью человека, работоспособности оборудования. Однако есть также косвенные и сопутствующие проблемы, заслуживающие внимания.

Первая из них обусловлена целевым предназначением и особенностями применения отопительной техники. Котел для коттеджа, другого автономного объекта, должен выполнять свои функции бесперебойно. Особенно важно подержание температуры выше 0°C в зимний период. При сильном морозе, если оборудование выйдет из строя замерзнут и лопнут трубы соответствующих инженерных систем. С учетом их скрытой прокладки в бетонной стяжке, можно констатировать чрезмерные затраты в ходе восстановительного ремонта.

Отложения накипи трудно удалить из внутренних протоков в утюгах, котлах, кофе машинах, другой технике. Механические способы удаления солей жесткости из воды для этого не подходят. В ходе применения реагентных методик используют кислоты. Эти химические соединения разъедают металл, портят декоративные поверхности. При попадании в атмосферу комнаты они способны причинить вред здоровью членов семьи, домашним животным и растениям.

Методики удаления и очистки воды от солей жесткости

Перечисленные аргументы убеждают в необходимости принятия мер по удалению солей жесткости из воды комплексонами, а также борьбе с накипью. Ниже перечислены основные способы, которые применяют на практике:

  • Соли жесткости в воде образуют осадок при кипячении. Эту особенность используют для снижения жесткости воды. Без дополнительных объяснений понятно, что в обычных домашних условиях с помощью этого метода большое количество жидкости обработать не получится.
  • Следующий вариант, реагентная очистка воды от солей жесткости, также предпочитают применять для решения промышленных задач. Перевести соли в нерастворимый осадок можно гашеной известью. Но для правильного выполнения технологии нужен тщательный контроль химической реакции, точное дозирование реагентов. Следует также определить способ удаления образованных механических примесей.
  • Ионный обмен (катионирование) подходит для бытовых установок. Специальная засыпка впитывает, насыщает воду безопасными ионами натрия.
  • В электродиализе (промышленная технология) тоже используют разделение ионов, дополненное мембранными технологиями.
  • Магнитная обработка лишает вредные примеси способности объединяться в крупные частицы. Она же предотвращает прикрепление к поверхностям техники, трубопроводных систем.
  • Подобный результат можно получить после обработки фильтром для очистки воды от солей жесткости с полифосфатами. Эти химические соединения образуют защитные оболочки вокруг мелких частиц.
  • В установках обратного осмоса главную функцию сепаратора выполняет особая мембрана. Через микроскопические отверстия в этой преграде вредные соединения не способны проникнуть.
  • Высокий уровень удаления солей жесткости из воды обеспечивает дистилляция. Но эта технология, как и кипячение, сопряжена с расходом большого количества энергетических ресурсов, времени.

Фильтр для удаления и очистки воды от солей жесткости

Особенности применения электронных преобразователей солей жесткости Термит и Рапресол на практике

В предыдущем разделе были отмечены недостатки отдельных технологий, которые ограничивают сферу применения. Следует подробнее рассмотреть бытовые комплекты оборудования, чтобы выбрать подходящий для определенного пользователя вариант.

Недорого и быстро можно защитить стиральную машину электронный преобразователь солей жесткости Термит и Рапресол. Для небольшого количества жидкости хватит возможностей специального картриджа с ионообменными смолами. Такие сменные элементы устанавливают в кувшинах, одиночных и комплектных проточных фильтрах.

Для защиты квартиры или коттеджа в целом применяют специализированное оборудование:

  • комплекты с засыпками для ионного обмена;
  • электронные преобразователи.

Паспорт электронного преобразователя солей жесткости Рапресол

Паспорт электронного преобразователя солей жесткости Термит

Бытовые наборы обратного осмоса не обладают высокой производительностью. Их применяют для удаления солей жесткости в воде для питья.

Профильные специалисты рекомендуют рассматривать подобные проекты в комплексе, с учетом реального содержания с состава примесей. Это позволит подобрать оптимальный набор оборудования. Так, например, если заранее отделить хлорные соединения и песок, будет продлен срок службы дорогой мембраны в установке обратного осмоса.

Далее проверяют характеристики необходимых инженерных систем. Чтобы выполнить промывку засыпки (30-40 кг) в баке ионного обмена надо обеспечить подачу жидкости со скоростью не менее 0,8 м. куб/час. Следует убедиться в соответствии канализационной системы для проведения таких процедур без помех.

Рапресол

Фильтр для воды от солей жесткости Термит

Меньше всего требований к окружающей среде предъявляют производители современных моделей электронных преобразователей солей жесткости Распресол или Термит. При том, что купить их можно далеко не везде и цены на оборудование достаточно высокое. Эти преобразователи не контактирует непосредственно с водой, что исключает взаимные вредные влияния. Но надо помнить, что эта техника никак не изменяет химический состав жидкости. При необходимости в дополнительной очистке и удалению солей ее дополняют проточными фильтрами, или набором обратного осмоса.