Снижение жесткости воды: способы и методы снижения жесткости в загородном доме

Описание проблемы

Специалисты разделяют понятие жесткости воды следующим образом:

• Карбонатные компоненты создают временную жесткость. При кипячении воды соли магния, кальция и некоторых других веществ преобразуются из растворенного в твердое состояние.
• Некоторые химические соединения не выпадают в осадок после подобной обработки. Они определяют параметры постоянной жесткости.

Для решения поставленной задачи надо рассмотреть именно карбонатную жесткость. Твердые микроскопические частицы, образующиеся при нагреве, соединяются в единую пористую структуру. Они присоединяются к стенкам труб и наружным поверхностям нагревательных элементов. Именно такие процессы постепенно нарушают работоспособность техники, инженерных систем в целом.

Снижение жесткости воды с помощью нагрева (кипячения)

Суть первого метода понятна из общего описания временной жесткости. Самые опасные составляющие, соли кальция и магния, образуют накипь уже при +40°C. Этот процесс слишком медленный, поэтому применяют нагрев или кипячение, температуры около +100°C.

Такие решения используют в корабельных и муниципальных опреснительных установках:

• В первом случае – необходимо обеспечить питьевой водой экипаж в ходе длительного плавания. Оперативная очистка экономически выгоднее по сравнению с перевозкой больших запасов жидкости.
• Второй пример также основан на практической целесообразности. Городские комплексы опреснения применяют, если нет артезианских или других источников. Для экономичной работы используют избыточное тепло атомных электростанций.

Понятно, что в бытовых условиях, снижение жесткости воды таким способом не выгодно. Даже при использовании условно бесплатного источника энергии (солнечных батарей) возникнут дополнительные расходы при механическом удалении твердого налета. Процесс кипячения сопровождается выделением пара, бесполезным нагревом окружающей среды. Следует отметить его избыточную длительность.

Посмотрев данное видео, Вы сможете самостоятельно снизить жесткость воды с помощью подручных средств.

Преимущества и недостатки мембранных фильтров

Эта группа способов и методов основана на принципах обратного осмоса. Суть работы фильтра обратного осмоса в данном случае не важна. Но надо знать о том, что главную функцию выполняет специальная мембрана. В ней созданы микроскопические отверстия, лишь немногим больше молекул воды. Через них не способны проникать соли жесткости, другие крупные химические соединения, биологические объекты.

Уровень очистки в данном случае очень высок. Многие специалисты, занимающиеся вопросами здорового питания, считают его избыточным. По этой причине установки обратного осмоса часто дополняют специальными блоками. Они наполняют жидкость полезными минералами. Также надо отметить следующие недостатки и ограничения данного фильтра для снижения жесткости питьевой воды:

• Производительность стандартного мембранного фильтра с одной мембраной не превышает 20 л/сутки.
• Для сохранения нормальной работоспособности необходимо поддерживать давление в системе от 2, 5 атм. и более.
• Стоимость сменных картриджей и мембран достаточно высока, поэтому лучше купить обычный фильтр от накипи;
• Чтобы такая система работала эффективно продолжительное время, необходимо предварительное задержание механических примесей, соединений хлора.          

Применение реагентного способа снижения жесткости воды

В промышленных комплексах водоподготовки используют едкий натр, иные специальные вещества. Эти коагулянты активизируют процесс образования осадков без кипячения. Для этих же целей добавляют озон, который является сильным окислителем. При решении бытовых задач лучше исключить из списка потенциально опасные варианты. В загородном доме слишком сложно обеспечить надежный контроль, тщательное дозирование действующих реагентов.

Впрочем, есть один способ, который пригодится на практике. Получить нужный результат можно без обязательного реагентного снижения жесткости воды. Достаточно лишить частицы накипи возможности объединяться. Для этого на их поверхности образуют тонкую пленку из полифосфатов.

Соответствующие химические соединения стоят недорого. Их добавляют в стиральные порошки, чтобы защитить ТЭНы в загородных домах от накипи. В форме крупных кристаллов полифосфаты засыпают в небольшие фильтры, которые устанавливают во врезках подающих воду магистралей.

Такие средства надо применять постоянно. Одного рабочего цикла без надежной защиты хватит, чтобы на поверхности нагревательного элемента образовалась накипь. К шероховатому слою быстро будут присоединяться различные загрязнения. Дальность эффективного действия такого реагентного способа снижения жесткости воды ограничено, потому фильтр с наполнителем устанавливают, как можно ближе к оборудованию. Химические соединения этой категории являются условно безопасными. Они способны вызывать аллергические реакции. Воду с ними не используют для питья и приготовления пищи!

Ионообменный способ

Фильтры этой категории применяют для оснащения различных объектов. Его создали специально для снижения жесткости воды, что объясняет хорошие потребительские характеристики:

• Небольшую стоимость реагентов для обычной эксплуатации;
• Длительное сохранение полезных свойств основной засыпки;
• Высокий уровень автоматизации, снижающий нагрузки на пользователя;
• Эффективное устранение вредных примесей при разных уровнях жесткости.

Типовой ионообменный способ снижения жесткости воды в загородном доме работает по следующему алгоритму:

• Здесь основным компонентом являются химически инертные гранулированные ионообменные смолы. Изначально такой наполнитель пропитывают раствором солей натрия.
• При последующем пропускании через смолы жидкости – эти соединения переходят в нее, заменяются ионами магния и кальция.
• Когда засыпка насыщена до определенного уровня, выполняют обратную операцию. Промывка удаляет соли жесткости. Регенерация – насыщает ионами натрия.

Для объективности оценки надо внимательно изучить рабочие процессы, состав оборудования, правила ухода. Чтобы фильтр ионного обмена выполнял свои функции полноценно, необходимо обеспечить определенную температуру и влажность окружающей среды. Во время промывки техника издает шум. По этим причинам, ее устанавливают в отдельном закрывающемся помещении, оснащенном вентиляцией и отоплением.

В состав стандартного набора включают не менее двух основных баков. Это позволяет не отключать систему водоснабжения при регенерации. Также пригодится отдельная емкость для запаса натриевой соли. Чтобы разместить набор, и оставить удобные технологические проходы понадобится свободная площадь от 4 м. кв. и более.

В идеальных условиях любая качественная техника работает безупречно. Но на самом деле хозяин в загородном доме должен учитывать особенности реальной эксплуатации. Сильный ливень, например, способен значительно изменить состав воды в колодце, глубинной скважине. Однако фильтр ионного обмена не оснащена экспресс лабораторией. Она не способна самостоятельно сделать химический анализ, перенастроить алгоритм работы. Несвоевременная регенерация ухудшит производительность, или полностью блокирует ионный обмен.

Для восстановления исходного состояния не применяют обычную пищевую поваренную соль. Используют специальные изделия, в форме крупных таблеток. Они стоят недорого, но занимают много места. На один цикл регенерации расходуется 1-2 кг. натриевых солей. Этот процесс выполняется 2-3 раза в неделю.

Чтобы упростить обязательные процедуры, используют автоматику. Электронный блок с таймером управляет работой электромагнитных клапанов. В некоторые комплекты добавляют датчики температуры, давления, уровней рабочих жидкостей. Большое количество составных компонентов уменьшает общую надежность системы.

В этом случае, как и с полифосфатами, происходит загрязнение жидкости другими примесями. Это ограничивает сферу применения ионообменного способа снижения жесткости воды удовлетворением технических потребностей. Для подготовки питьевой воды понадобится монтаж проточных фильтров, или установки обратного осмоса.

Обработка электромагнитными волнами

Снижение жесткости воды в загородном доме или промышленности можно обеспечить, если погрузить в воду проводящие ток пластины, подключить их к источнику питания. Отрицательно заряженные ионы соединений магния и кальция станут притягиваться к положительному катоду. Подобные инженерные решения применят в установках электролиза. Но в данном случае расход энергетических ресурсов гораздо меньше.

Фильтры этого типа не применят в быту. Как и при кипячении, здесь образуется накипь, которую приходится удалять механическими методами. Эту процедуру нельзя автоматизировать без больших дополнительных затрат.

Однако есть методы, которые способны измельчить крупные частицы накипи. Ее же используют для удаления старых отложений. Это – ультразвук. Если сформировать с помощью генератора достаточно сильные колебания, они произведут нужное воздействие. К сожалению, его нельзя направить исключительно на вредные образования. Мощные ультразвуковые волны отделяют краску и грунтовку, повреждают сварные соединения, пайку.

Многие из перечисленных недостатков можно исключить, если применить магнитное поле. Оно изменяет форму мелких частиц накипи, предотвращает их соединение. Старые образования постепенно разрушаются, но не наносится вред трубам, технологическому оборудованию. При повышении энергетического потенциала силовых линий повреждаются оболочки микроорганизмов. Эту особенность применяют для обеззараживания воды.

При использовании данного метода надо определится с методом формирования поля. Постоянные магниты обладают только одним преимуществом – они выполняют свои функции без подключения к источнику тока. Но даже современные качественные сплавы теряют со временем свои полезные свойства. Соответствующие изделия помещают внутрь жидкости, чтобы увеличить уровень воздействия на соли жесткости. Это создает помехи свободному перемещению потока, поэтому приходится использовать дополнительные насосы.

Если катушку намотать поверх трубы, такие недостатки можно исключить. При выборе электромагнитных установок следует обратить внимание на приборы современного уровня. Так, специализированные аппараты серии АкваЩит, обеспечивают защиту от накипи при потреблении от 5 до 20 Вт в час. Они отличаются повышенной надежностью. Их не надо отключать на протяжении всего срока эксплуатации. Настройка оптимального режима осуществляется автоматически.