Добавление бикарбоната натрия NaHCO3 приводит к образованию бикарбоната кальция в растворе: 2 NaHCO3 + CaCl2 = Ca(HCO3)2 + 2NaCl, а образование Ca(HCO3)2 делает жесткость нашей воды временной — теперь ее можно удалить кипячением.
Постоянная и временная жесткость воды
На земле нет более важного вещества для человеческого организма, чем пресная вода. Без нее жизнь не может существовать. Этот ресурс необходим для промышленности, повседневной жизни и сельского хозяйства. Здоровье человека напрямую зависит от состава питьевой воды. По данным ВОЗ, 92% всех заболеваний человека вызваны использованием некачественной воды для питья и бытовых нужд. Качество содержимого источника воды характеризуется рядом различных свойств, среди которых большое значение имеет временная и постоянная жесткость воды. Жесткость воды вредна для здоровья: она вызывает образование камней в почках, высушивает кожу и вызывает зуд и шелушение, замедляет приготовление мясных продуктов. Бытовая техника и водонагревательные системы также страдают от избытка солей из-за жесткости воды: соли образуются во время приготовления пищи, а моющие средства с плохим мылом создают несмываемые отложения.
Что такое карбонатная и не карбонатная жесткость в воде
Жесткость воды — один из важнейших параметров, определяющих качественный состав воды источника. Она отражает концентрацию в водном растворе ионов щелочных карбонатных металлов: Ca 2+, Ba 2+, Sr 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+. Поскольку содержание ионов магния и кальция в подземных водах значительно превышает сумму всех остальных ионов, общая жесткость рассматривается как сумма ионов Ca и Mg в воде. Она состоит из карбонатной жесткости и некарбонатной жесткости воды. Первая зависит от насыщенности водного раствора гидрокарбонатами кальция и магния, вторая — от хлоридных, нитратных, сульфатных, фосфатных и силикатных солей тех же металлов.
Прежде чем вода попадет в кран или колодец, она проходит долгий путь через подземные водоносные горизонты, состоящие из различных пород, богатых кальцием и магнием: известняк, доломит. Минералы взаимодействуют с газами, присутствующими в воде, и обогащают водный раствор щелочноземельными солями. Ветровая эрозия горных пород и биохимические реакции в почвах также способствуют насыщению природных водных слоев элементами, влияющими на жесткость. Чем глубже источник, тем выше общая, временная и постоянная жесткость воды. Жесткость меняется в зависимости от времени года: Зимой она всегда высокая, а при таянии льда достигает самого низкого уровня.
Что это такое и чем обусловлена?
Временная жесткость — это жесткость воды, обусловленная наличием ионов, карбонатов и бикарбонатов, таких как кальций и магний, которые могут выпадать в осадок при нагревании. Она может быть удалена с помощью таких процессов, как кипячение или размягчение извести, а затем отделение воды от образовавшегося осадка.
Временная жесткость очень распространена и является причиной образования карбоната кальция в трубах и приборах.
Поскольку временно жесткая вода почти всегда содержит карбонат кальция (тип CaCO3), временную жесткость называют карбонатной жесткостью.
Жесткая вода вредна для бойлеров, поскольку в ней откладываются соли, снижающие эффективность работы бойлера. Жесткую воду можно пить, но при длительном использовании она может привести ко многим проблемам. Наиболее очевидными являются следующие недостатки:
- растяжение тканей при стирке, одежда выглядит более тускло и становится грубой на ощупь;
- водонагреватели работают на повышенных мощностях, что приводит к увеличению счетов за свет;
- низкое давление воды в водопроводе из-за забитых труб;
- на посуде появляются белые пятна, также появляются пятна на керамике и накипь на смесителях.
Чем отличается от постоянной?
Долгосрочная жесткость имеет сложный характер, поскольку зависит от концентрации карбонатов в зависимости от их реакции с кальцием и магнием.
Предположим, ваша вода имеет общую жесткость 100 частей на миллион до кипячения и общую жесткость 60 частей на миллион после кипячения. Это означает, что ее временная жесткость составляет 40 частей на миллион. Временная жесткость хороша тем, что ее можно легко устранить кипячением или осаждением известью (гидроксидом кальция). Кипячение и добавление извести — два старых метода смягчения воды с временной жесткостью.
Постоянная жесткость, в отличие от временной, не удаляется кипячением. Если ваша вода содержит гипс (т.е. прошла через гипс в почве), она будет содержать кальций и сульфат.
При кипячении гипсовой воды теряется очень мало жесткости, поскольку кальций не осаждается сульфатами.
Умягчение воды с помощью фильтров АКВАФОР
Существуют различные типы фильтров, которые работают по разным принципам и дают разные результаты. Фильтры, которые не смягчают воду, не являются плохими фильтрами, поскольку не для всех применений требуется мягкая вода. Более того, есть районы, которым повезло с водой, и где умягчение не требуется.
Фильтры-кувшины
Из-за крайне низкого содержания ионообменной смолы, главного «борца» с жесткостью, умягчение практически не требуется. А специальные системы умягчения подходят только для воды с относительно низкой степенью жесткости.
Электронный кувшин J.Shmidt 500 является лучшим в линейке умягчителей АКВАФОР и даже получил за него приз на Амстердамском фестивале кофе. Это объясняется тем, что он содержит больше смолы и других «волшебных» ингредиентов фильтра, чем любой другой кувшин.
Магистральные фильтры
Умягчители (или предварительные фильтры) не делают воду мягче. Однако они защищают специальные умягчители и фильтры питьевой воды от засорения крупными частицами. Они также полезны для сантехники и приборов — на них не остается следов ржавчины и они дольше служат.
Предварительным фильтром Viking, например, может быть оснащен двухслойный блок B520 PRO. На сегодняшний день это самый технологичный картридж основной линии в ассортименте AKVAFOR.
Обратноосмотические фильтры
Полностью избавьте воду от солей жесткости и всех вредных примесей, и вы — от проблем с солями. Чтобы вода приобрела привычный вкус, правильный фильтр обратного осмоса добавляет полезный магний и нормализует рН воды.
Серия DWM от АКВАФОР — это новое поколение фильтров обратного осмоса. Они компактны, экономичны и работают даже при низком давлении.
Обратный осмос — лучшая из существующих технологий фильтрации. Важно, чтобы мембрана была защищена от повреждений и чтобы предварительные фильтры регулярно менялись. Если вода в доме ненадежная, лучше установить сетчатые фильтры, чтобы уменьшить количество грубых примесей и нагрузку на мембрану.
Обратный осмос полезен не только для людей, но и для некоторых водных обитателей: аквариумы используют преимущества этой технологии. Животные вообще чувствительны к качеству воды и минеральному составу — собаки, кошки, мыши и другие питомцы нуждаются в чистой воде не меньше, чем их хозяева.
Проточные сорбционные фильтры
Обычные угольные фильтры не подходят для контроля жесткости воды, поскольку уголь не смягчает воду. Их основная функция — очистка от опасных растворенных примесей, таких как хлор и его производные.
Модели абсорбционных фильтров с умягчителем или H-индикатором могут работать только с водой средней жесткости (до 4 мэкв/л).
Как уменьшить жесткость воды из скважины и колодца?
Для умягчения воды в дачном доме систему следует выбирать на основе лабораторного анализа воды из источника. Состав колодезной или скважинной воды невозможно предсказать без анализа, так же как и состав водопроводной воды. Кроме того, он меняется с течением времени. Эти изменения учитываются при проектировании систем АКВАФОР.
Правильный выбор системы не только помогает снизить потребление воды, но и улучшает качество жизни всех домохозяйств. Благодаря мягкой воде:
- Моющих средств расходуется в 3–4 раза меньше;
- Лучше удаляются загрязнения с текстиля и посуды;
- Трубы остаются чистыми изнутри;
- Водонагревательные элементы не обрастают отложениями и служат в 3–5 раз дольше.
Какая вода считается жесткой
Традиционно вода классифицируется на различные типы в зависимости от ее жесткости:
Система аэрации воды может избавить воду от различных примесей и решить ряд важных проблем:
Общепринятых стандартов жесткости воды, пригодной для питья и бытового использования, не существует. Существуют различные стандарты. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), допустимая концентрация солей магния и кальция в питьевой воде составляет 2,5 мг-экв/л. Общих стандартов по жесткости воды не существует. Российские стандарты гласят, что предел жесткости питьевой воды не должен превышать 7. А стандарт, установленный ЕЭС, составляет 2,9 мг-экв/л. Другими словами, уровень жесткости российской питьевой воды в два раза выше, чем стандарт ВОЗ.
Как понять, что вода жесткая
Как определить, что вода в колодце или водопроводе жесткая? Существует несколько признаков, указывающих на высокую жесткость воды:
- Накипь, которая появляется на нагревательных элементах разных бытовых приборов, например, бойлеров для нагрева воды, стиральных и посудомоечных машинок, парогенераторов или отпаривателей, электрических чайников.
- Светлый налет, появляющийся на поверхностях посуды, сантехники в ванной комнате и на кухне.
- Сниженное пенообразование. Пена от мыла, стирального порошка, средства для мытья посуды и другой пенящейся бытовой химии гораздо меньше. Расход перечисленных моющих, гигиенических и чистящих средств заметно увеличивается.
- Неприятный вкус воды в квартире или частном доме. Она может обретать горьковатый привкус, но, во-первых, не все его замечают, во-вторых, изменение вкусовых свойств происходит лишь при высокой концентрации солей жесткости. Для оценки можно сравнить воду из крана с чистой бутилированной.
- Изменение состояния волос и кожи. Появляются сухость и шелушение кожных покровов, трещинки, ломкость волос.
Определить фактическую жесткость воды можно и дома с помощью специальных тестов — тест-полосок. Они оснащены специальными реагентами, которые меняют цвет при контакте с солями жесткости. Однако интерпретация результатов не всегда точна. Другой метод — специальный кондуктометр. Он измеряет электропроводность, которая также зависит от жесткости воды.
Чтобы выявить чрезмерную жесткость и определить правильное количество солей магния и кальция, воду необходимо отправить на анализ в аккредитованную испытательную лабораторию или службу контроля качества. Лаборатория выдаст подробный результат анализа, включающий все важные характеристики, такие как жесткость, кислотность, содержание железа и других химических элементов и соединений, а также наличие органических веществ и бактерий.
Устранение постоянной жесткости воды
Для достижения постоянной (некарбонатной) жесткости требуется более глубокое умягчение воды, поэтому в дополнение к извести используется карбонат натрия.
Для еще более эффективного удаления ионов металлов используется «большое оружие» — фосфат натрия
Na3PO4:CA3 3Ca2+ + 2Na3PO4 → (PO4)2↓ + 6Na+
3Mg2+ + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2= + 6Na+.
Недостатком этого метода умягчения является то, что он требует точного дозирования указанных реагентов. Наиболее широко используемой в промышленности технологией умягчения воды являются ионообменные смолы. Вода пропускается через фильтр, задерживающий ионы металлов (кальция, марганца, железа, магния). Эти «пойманные» частицы заменяются ионами калия, натрия или водорода H+, которые высвобождаются в раствор. Этот метод также эффективен, если вам мешает постоянная жесткость вашей воды.
Выводы: что же лучше?
Какая вода лучше для вас — жесткая или мягкая? Ответ прост: все хорошо в меру. Умеренно жесткая вода, содержащая мало загрязняющих веществ, идеально подходит для ежедневного использования в быту. Правильный баланс — это всегда путь к гармонии.
