Хімічні реагентні методи пом'якшення води. Пом'якшувач води. Заморозка - простий та ефективний спосіб

" і " Хімічні реагентні методи пом'якшення води " розділу " Вода " і підрозділу " " ми торкнулися тему боротьби з солями твердості і накипом. хімічний, екстрасенсорний.А також торкнулися такі реагентні способи пом'якшення води, як іонний обмін і дозування антискалантів (антинакіпеутворювачів).

Екстрасенсорні та фізичні способи пом'якшення води не до кінця вивчені та зрозумілі. Ймовірно, тому дуже часто екстрасенсорний спосіб боротьби із жорсткою водою плутають із фізичним способом боротьби. І, відповідно, втрачають гроші, час та віру в людей. Як на придбання екстрасенсорних прибамбасів, так і на ремонт обладнання, яке вони не захистили від накипу. До речі, для хорошого розуміннястатті рекомендуємо спочатку вивчити матеріали статей "Жорстка вода" і "", де даються основні визначення, що використовуються в цій статті (як пом'якшення води, накип, жорсткість, солі жорсткості і т.д.)

Екстрасенсорні способи пом'якшення води.

Отже, екстрасенсорні засоби легко сплутати з фізичними. Приблизно так, як ефект ганцфельд з магією. Так, наприклад, обробка води магнітним полем. Це і якісний спосібборотьби з накипом, і марний екстрасенсорний спосіб очищення та структуризації води.

Відрізняються фізичний і екстрасенсорний способи дуже просто — якщо річ коштує невеликі гроші (у середньому до 100 у. структурує, прискорить зростання рослин та волосся, зніме псування тощо), то це екстрасенсорний спосіб очищення води. Докладно на екстрасенсорних способах ми зупинятися не будемо, вони описані в різних джерелах (наприклад, тут), оскільки користь від них — хіба сота частина від обіцяного.

До речі, у Останнім часомз'явилася тенденція щодо подорожчання подібних пом'якшуючих структуризаторів. Так що можна нарватися на підробку дуже дорогу, яка заявлена ​​як захист від накипу. Однак, зазвичай прилади, які дійсно можуть фізично допомогти з накипом, не мають додаткових функцій, що структурують.

Отже, якщо хочеться зайнятися екстрасенсорною структуризацією, потрібно придбати спеціальний прилад. Якщо потрібно пом'якшувати воду фізично, потрібно придбати спеціальний прилад. Та не комплекс. Хоча ... Як кому подобається 🙂 А ми перейдемо до фізичних способів боротьби з накипом.

Як уже говорилося раніше, існують кілька визначень терміну "пом'якшення води", залежно від того, на якому етапі впливає.

  • на етапі боротьби з причинами жорсткості води або
  • на етапі боротьби із наслідками використання жорсткої води.

Попередні способи – іонний обмін – спрямовані на боротьбу із причинами жорсткості води. Тобто або з води видаляються солі кальцію і магнію, що призводить до створення м'якої води.

Фізичні способи пом'якшення води спрямовані на те, щоб упоратися з наслідками жорсткої води – з накипом.

Відповідно, фізичні способи пом'якшення не припускають м'якої води в першому значенні (вода взагалі без солей твердості). Результат роботи фізичного пом'якшення води – це вода, яка зберегла всі свої солі жорсткості, але не шкодить трубам та котлам – тобто не утворює накип. Однак, жорстка вода після фізичної обробки змінює свої властивості і, як наслідок, перестає утворювати накип. Тобто перестає бути жорсткою. І стає м'якою. Звичайно, якби ми займалися науковими дослідженнями, ми б ввели різницю в термінах "м'яка вода", тобто вода, в якій немає солей жорсткості в принципі, і "пом'якшена вода", яка не утворює накипу, але може містити солі жорсткості. Проте це термінологічні нюанси, які нам не цікаві. Нам, власне, фізичні способи пом'якшення води.

Існують такі основні фізичні способи боротьби з накипом:

  1. Обробка води магнітним полем.
  2. Обробка води електричним полем.
  3. Обробка води ультразвуком.
  4. Обробка води за допомогою малоточних струмових імпульсів.
  5. Термічний спосіб пом'якшення (звичайне кип'ятіння води).

І почнемо поступово характеризувати фізичні способи боротьби із жорсткою водою. Можливо, все відразу в одній статті ми не охопимо, але серія статей точно буде включати характеристики кожного зі способів. Почнемо з обробки води магнітним полем, оскільки цей вид фізичної боротьби з накипом найчастіше плутають з екстрасенсорним пом'якшенням води.

Обробка води магнітним полем – складне та суперечливе питання. Не вдаючись у деталі, можна сказати, що ефективне фізичне пом'якшення води за допомогою магнітного поля можливе лише тоді, коли вдається одночасно враховувати безліч факторів. Це:

  1. напруженість магнітного поля,
  2. швидкість потоку води,
  3. склад води:
    • іонний (включаючи наявність іонів заліза та алюмінію, що погіршують фізичну обробку води),
    • молекулярний (включаючи великі органічні молекули, що мають здатність утворювати комплекси),
    • механічні домішки (включаючи іржу),
    • співвідношення пара- та діамагнітних компонентів,
    • розчиненого кисню та інших газів,
    • наявність нерівноважних систем та ін.
  4. температура води при обробці та після,
  5. тривалість обробки,
  6. атмосферний тиск,
  7. тиск води,
  8. і т.д.

Всі ці та багато інших факторів впливають на ефективність магнітної обробки води. Так, незначна зміна складу води має компенсуватися змінами зазначених параметрів (наприклад, швидкість води та інтенсивність магнітного поля). Всі зміни повинні відстежуватися і на них потрібно реагувати негайно, оскільки ефективність фізичного пом'якшення води за допомогою магнітного поля змінюватиметься у невідомий бік.

Але це можливо, і магнітна обробка води успішно застосовується у багатьох котельнях. В першу чергу це відбувається тому, що в котельнях дотримується сталість більшості з перерахованих факторів - і потоку води, і складу води, температури води, і тиску і т.д.

Однак це практично неможливо повторити в домашніх умовах. І коли у вас з'являється бажання купити магнітик на трубу, щоб врятувати свій будинок від накипу, то дуже багато разів подумайте, і насамперед обдумайте, чи зможете ви організувати не тільки сталість описаних вище показників, але й знайти їх оптимальне поєднання шляхом експериментів.

Якщо ні, то обробка води за допомогою магнітного поля у вигляді магнітиків - це не для вас, і ви нічого не отримаєте, крім втрати грошей на покупку магнітика і на ремонт обладнання і труб. Інакше це можна сказати так: можливість, що вам допоможе натрубний магнітик становить менше 10%. Тобто, в домашніх умовах постійне магнітне поле наближається до екстрасенсорного пом'якшення води.

Для того, щоб компенсувати мінливість параметрів води під час фізичної обробки, використовуються більше сучасні методифізичного пом'якшення - наприклад, за допомогою електронного пом'якшувача води.

Таким чином, не плутайте екстрасенсорні способи пом'якшення води, фізичне пом'якшення обмеженої області дії та сучасні фізичні способи пом'якшення води.

Про які йтиметься у продовженні.

Комусь словосполучення «жорстка вода» здасться літературним оксюмороном, але є багато людей, знайомих із цією якістю води не з чуток. Як визначити ступінь жорсткості і навіщо пом'якшувати воду – розповімо у цій статті.

Жорстка вода – причина утворення відкладень солей, каменів у нирках, серцево-судинних захворювань. 80% хвороб людина випиває із водою. 90% аварій водонагрівачів та іншої техніки, що працює з водою, викликані високою жорсткістю.

У чому суть процесу пом'якшення води?

Жорсткість води - це сукупність її фізичних та хімічних властивостей, пов'язаних із вмістом розчинених солей лужноземельних металів Насамперед до солей жорсткості відносяться кальцій та магній. В природного середовищавони регулюють різні хімічні процеси. На жорсткість води переважно впливає її родовище. Річки та озера поповнюються з підземних джерел, що протікають у вапнякових пластах, і збагачують воду, що проходить через них, солями жорсткості. В поверхневих водахміститься значно менше кальцію і магнію, ніж у глибинних. Свого максимуму жорсткість води в природних джерелах досягає взимку, а мінімуму - навесні, завдяки снігу, що тане.

Існує три види жорсткості води:

  • Загальна. Це сумарна концентрація іонів магнію та кальцію.
  • Карбонатна. Її друга назва - тимчасова, тому що показники залежать від вмісту у воді карбонатів та гідрокарбонатів кальцію та магнію, які практично повністю усуваються при кип'ятінні.
  • Некарбонатна, навпаки, є постійною величиною, тому що вона обумовлена ​​наявністю магнієвих та кальцієвих солей, на які зміна температури ніяк не впливає.

У системі СІ жорсткість води вимірюється в молях на кубічний метр -моль/м³, але на практиці також використовуються міліграм-еквіваленти на літр -мг-екв/л. За нормами СанПіНу жорсткість питної води має бути не більше 7 мг-екв/л. Необхідна жорсткість води для виробництва пива -до 4 мг-екв/л, безалкогольних напоїв -0,7 мг-екв/л.

Надмірно жорстка вода - одна з причин утворення каменів у нирках, оскільки гідрокарбонати кальцію та магнію ускладнюють роботу шлунка та кишечника. Так звані відкладення солей у суглобах також можуть бути результатом вживання твердої води. Солі жорсткості, що містяться в ній, активно взаємодіють з милом, шампунями, бальзамами та іншими подібними засобами, утворюючи осад і знижуючи їх ефективність. Через руйнування природного жирового захисту пори на шкірі людини забиваються новоутвореннями, ускладнюючи її дихання. Це може призвести до сухості, акне, лупи, а також ламкості та випадання волосся. На приготування їжі жорстка вода теж впливає не найкращим чином, руйнуючи інгредієнти, що містяться в інгредієнтах. корисні речовини.

Жорстка вода відчутно скорочує термін служби побутової техніки: посудомийних машин, бойлери, чайники і т.д. Через кристалізацію солі утворюється накип, який згодом призводить до корозії та поломки. Як і у випадку з шампунями, при пранні в твердій воді частина «сил» порошку спрямовується на нейтралізацію її ефекту, але тут, крім банального перевитрати миючих засобів, збільшуються шанси отримати білизну з плямами чи розлученнями. Вони теж виникають через накип, утворений на «нутрощі» пральної машинки.

У межах міста жорстку воду зараз майже не зустріти, а ось у приватних секторах і сільської місцевостіситуація інша. Зазвичай їх жителі користуються водою з колодязя або артезіанської свердловини, в які надходять насичені кальцієм та магнієм грунтові води. До того ж разом із солями жорсткості туди можуть потрапити й інші. шкідливі речовини. Для цього достатньо сильного дощуі що знаходиться в окрузі сміттєзвалища.

Як неважко зрозуміти, пом'якшення води - Це зниження концентрації солей жорсткості. Найпростіший варіант даного процесу – термічний (він же – просте кип'ятіння). Як вже сказано вище, при даному процесі гідрокарбонат кальцію розпадається на нерозчинний карбонат кальцію, що випадає в осад, та вуглекислий газ. Концентрація сульфату кальцію також дещо зменшується. Цей спосібвважається найпростішим, проте його продуктивність залишає бажати кращого. Є ще хімічний метод, коли у воду додаються реактиви, що перетворюють розчинні сполуки на нерозчинні. Головний мінус у тому, що пити таку рідину все одно не можна. Інші методи вимагають спеціального устаткування.

Устаткування для пом'якшення води

Крім нальоту на нагрівальних елементахпобутової техніки і розлучень на випраній білизні, ознакою жорсткої води є мило і порошки, що погано піняться, тверде навіть після тривалого варіння м'ясо, відсутність звичного аромату у чаю і кави, а також гіркуватий смак самої води. Крім цього жорсткість води можна визначити за спеціальними тест-смужками або вимірювальному електропровідності рідини приладу TDS-метру. Однак перш ніж купувати фільтр для пом'якшення води, рекомендується відправити її на дослідження до лабораторії, щоб фахівці поставили найбільш точний діагноз. Наприклад, проточний фільтрдля пом'якшення води буде актуальним лише для рідини без критичного вмісту заліза, а в тяжких випадкахкраще використовувати магістральний.

У яких установках відбувається пом'якшення води? Фахівці виділяють такі категорії фільтрів:

  • Мембранні.Відсівають до 98% домішок, роблячи воду фактично дистильованою. Однак, щоб якість їх роботи не знижувалась, необхідно підтримувати у водопроводі тиск не менше 3–4 атмосфер. Такий пристрій коштує досить дорого, але термін служби у нього великий.
  • Поліфосфатні.Є колбою з кристалами поліфосфатної солі. Вода, що проходить через них, насичується поліфосфатом натрію. Зазвичай кріпляться перед побутовим обладнанням. Поліфосфатні фільтри коштують недорого, але раз на півроку їх потрібно міняти. Пити пом'якшену з їхньою допомогою воду не рекомендується.
  • Магнітні.Завдяки їм на воду впливає постійне магнітне поле, яке змінює структуру солей твердості. Молекули перестають з'єднуватися при нагріванні і не утворюють осад, а також руйнують вже наявний накип. Концентрація солей при цьому залишається незмінною, так що такі пристрої в основному підходять для труб і насосного обладнання. Залежно від різновиду магнітні фільтри можуть працювати від 5 до 25 років, при цьому не потребуючи обслуговування.
  • Електромагнітні.Працюють на основі випромінювання електромагнітних хвиль необхідної частоти. Вимагають підключення до мережі, але багато енергії не витрачають. Сумісні з будь-якими іншими системами пом'якшення води. Надлишок солей при цьому видаляється через відстійник у каналізацію. Так само як і магнітні, додатково руйнують накип, але стоять на порядок дорожче.
  • Іонообмінні фільтри для пом'якшення води.Їх явний плюс - висока продуктивність та довговічність фільтруючого елемента. Є фільтром колонного або кабінетного типу, всередині якого знаходиться іонообмінна смола. Як і у випадку з магнітними фільтрами, очищати за їх допомогою можна лише холодну воду. Процес фільтрації полягає у заміні іонів кальцію та магнію на іони натрію, які не шкодять людському організму та побутовій техніці.

Незважаючи на те, що після іонообмінного методу пом'якшення воду можна пити, він вважається реагентним, інші відносяться до категорії безреагентних.

Знезалізнити - не означає пом'якшити

Поняття "жорстка вода" - не синонім "залізної води". Прісна водатакож містить залізо, яке потрапляє в колодязі і свердловини з кам'яних порід, що руйнуються, а в труби - з старіючих і корозії чавунних і сталевих водопроводів. Визначити на око перенасичену залізом воду неважко - вона має характерний металевий запах і жовтувато-каламутний відтінок. За таких показників білі речі після прання теж стають жовтими, а на сантехніці з'являються коричневі плями.

В нашій країні допустима кількістьзаліза у воді має перевищувати 0,3 мг-экв/л. Норма загального споживання заліза для дорослої людини – 25 міліграм на добу.

"Передозування" може призвести до сечокам'яної хвороби, кишкових розладів, хвороб жовчного міхура та проблем із зубами, а також до дерматитів та розвитку алергії. Тому немає жодного сенсу купувати пристрої пом'якшення води, нехтуючи при цьому обладнанням для знезалізнення. Воно теж буває різним, як хімічним, коли залізо руйнують реагенти, і механічним, коли залізо розпадається з допомогою аерації, коагуляції та описаного вище іонообмінного методу. Більше того, існують установки «два в одному», що працюють одночасно і на пом'якшення води, і на її знезалізнення. Вони однаково економлять місце в будинку, бюджет власника та його час.


Технології стрімко розвиваються, і, можливо, колись вся вода на Землі буде виключно чистою. Але поки цього не сталося, наявність системи фільтрації води – нагальна потреба, адже від неї залежить здоров'я. При цьому витрачати великі гроші на неефективне обладнання зовсім не хочеться, тому до вибору фільтра для знезалізнення та пом'якшення води слід ретельно підійти.

Жорстку воду відрізняє високий вміст мінералів – найчастіше це магній та кальцій. Вони утворюють відкладення, які згодом засмічують каналізацію, залишають наліт на кахлі, не дають милу нормально пінитися. Загрози для життя та здоров'я не несе, але певні незручності все-таки завдає. У цій статті ми розкриємо суть поняття жорсткої води та розповімо про засоби її пом'якшення.

Жорсткою називають воду, яка містить велика кількістьсолей кальцію та магнію. Додатково в ній можуть бути виявлені силікати, фосфати, хлориди та інші токсичні сполуки. Деякі їх при кип'ятінні повністю розкладаються, інші здатні зберігатися у постійному вигляді протягом багато часу.

Чим шкідлива жорстка вода для здоров'я та для побутової техніки

Накип у чайнику, характерний осад на стінках пральних машин та інших побутових приладів, що втратила початкову яскравість кольору одяг після прання – доставляє сучасній людинічимало незручностей, тому він прагне її пом'якшити. Не подобається така рідина і шкірі, волоссю, внутрішнім органам– особливо страждають нирки та печінка.

Підвищена жорсткість води знижує смакові якостіі засвоюваність їжі може викликати розвиток сечокам'яної хвороби, проблеми з печінкою, навіть серцем. Але вона ніяк не пов'язана з наявністю в організмі глистів.

Оптимальна жорсткість води, як визначити жорсткість води в домашніх умовах

Перед тим, як приступати до проведення заходів, спрямованих на пом'якшення занадто жорсткої води, самостійно визначте вміст солей та рівень жорсткості рідини. Зробити це можна у спеціальних службах, а потім звірити із поточними нормами. Чи не хочете нікуди звертатися? В такому випадку вас повинен насторожити накип на внутрішніх деталях побутової техніки, мала кількість піни у мила, сухість шкіри та волосся. Смак може змінюватись, але це не обов'язкова умова.

Як пом'якшити жорстку воду в домашніх умовах: 8 вірних способів

Основні способи пом'якшення твердої води:

  1. Кип'ятіння з подальшим відстоюванням.
  2. Додавання до пральну машинусоди чи вапна. Більш сучасна альтернатива – спеціальний порошок.
  3. Пом'якшення аміаком - врахуйте тільки, що у продажу представлені концентровані нерозведені засоби (читайте інструкцію!).
  4. Застосування фільтра-глечика від Аквафор.
  5. Встановлення вугільного побутового фільтрана кран чи водогін.
  6. Установка системи очищення Аквафор – вона замінює іони магнію та кальцію на іони натрію.
  7. Монтаж на вході трубопроводу спеціального механічного приладу, що очищає.
  8. Застосування магнітного пом'якшувача.

Вода для побутових потреб

Ефективно нейтралізує солі кальцинована та харчова сода – очищену даним способом воду можна застосовувати з питною метою. Харчова содаповністю нешкідлива, шкіру не сушить, тому її додають у воду для вмивання. Кальцинований різновид більш агресивний і дає яскраво виражений відбілюючий ефект, тому може використовуватися для прання одягу.

Як пом'якшити жорстку воду в домашніх умовах зі свердловини чи колодязя

Для пом'якшення води зі свердловин та колодязів застосовуються ті ж методи, що використовуються для пом'якшення звичайної водопровідної рідини:

  • термічний (кип'ятіння);
  • реагентний – з додаванням хімічних речовин різного походження, які при взаємодії із солями жорсткості пов'язують їх;
  • із застосуванням фільтрів (магнітні, мембранні, іонообмінні, електромагнітні);
  • народними методами.

Кожен варіант має свої особливості, переваги та недоліки. При виборі орієнтуйтесь на поточні показники жорсткості, доступний бюджет та бажану швидкість обробки води.

Способи очищення та пом'якшення води будинку

Якщо ви хочете не тільки пом'якшити, але й очистити воду, використовуйте будь-який з наступних варіантів:

  • фільтр-глечик;
  • іонообмінний фільтр;
  • мембранний фільтр;
  • магнітний фільтр-пом'якшувач;
  • електромагнітнохвильовий спосіб.

Також використовуються народні методи- відстоювання, насичення кремнієм, часткове заморожування, змішування, додавання відвару лляного насіння, трави або торфу.

Фільтри та їх різновиди

У продажу можна зустріти такі види фільтрів:


Що краще: звичайне пом'якшення чи повна фільтрація води?

Фільтр пом'якшення не завжди дає потрібні результати – у ряді випадків потрібна повна фільтрація. Система очищення видаляє елементи кальцію та деяких солей (частково), у той час як повна фільтрація дозволяє позбавлятися всіх хімічних домішок і змінювати металевий склад, видалити солі. У цьому вона може супроводжуватися пом'якшенням, мінералізацією. Якщо все зробити правильно водопровідна водабуде мати гарний запах та приємний смак.

Магнітний фільтр або спеціальні солі: вибираємо альтернативу

Спеціальні солі дають непоганий ефект, але не забувайте про дозування для кожної речовини. Також вам доведеться забезпечувати їхню постійну наявність та відповідні умови для зберігання – а це зайве місце, додаткові витрати та клопіт. При цьому застосовувати пом'якшену за допомогою реагентів воду для приготування їжі та пиття можна не завжди.

Що являє собою магнітний фільтр? Пристрій із двох потужних магнітів, які створюють сильне поле- Воно притягує металеві частинки. Вода при проходженні через такий елемент стає м'якшою. Хімічні препарати не застосовуються, але вплив зарядженої магнітним полем води на організм людини також поки що не вивчений.

Як пом'якшити воду підвищеної твердості в акваріумі в домашніх умовах?

Обов'язкового пом'якшення потребує вода в акваріумі. У домашніх умовах знизити жорсткість можна такими способами:

  1. Прокип'ятити, охолодити та залити в акваріум.
  2. Продистилювати, але пам'ятайте, що дефіцит корисних мікроелементів шкідливий не тільки для людини, а й для рибок.
  3. - Перелийте воду в ємність і поставте в морозилку. Коли половина рідини замерзне, вилийте ту частину, яка не замерзла, а лід витягніть із холодильника та розтопіть. Така рідина є ідеальною для рибок.
  4. Очистити воду із застосуванням фільтра зворотного осмосу– він встановлюється у кімнаті та підключається до водопроводу безпосередньо.

Найефективніший і найдорожчий спосіб – зворотний осмос. Його є сенс використовувати для акваріумів великого обсягу.

Корисно знати

  • Пом'якшення води призводить до помітної економіїмиючих засобів, тому що в м'якій вони краще піняться. Йдеться не тільки про мило, а й про пральний порошк, зубну пасту, ін.
  • Споживання електрики теж може скоротитися, оскільки прати та прибирати ви будете рідше.
  • Життя побутових приладів та водопровідних трубм'яка вода теж помітно продовжить.
  • При цьому застосування будь-якого способу пом'якшення вимагає певних вкладень, які завжди окупаються.

Як пом'якшити тверду воду. Способи, поради, шкода та користь, різні методи, особливості та допустимі показники

Всі ми чули про шкоду твердої води – не тільки для кухонної технікиі опалювального обладнання, але й людського організму. Проте мало хто знає, що її жорсткість буває різною за «походженням», і до того ж не є абсолютним злом. Тому сьогодні ми розглянемо, як можна зробити найефективнішим пом'якшення води для пиття та побутових потреб, щоб отримати від неї максимум користі.

Особливості твердої води

Вода стає жорсткою від розчинених солей – сполук кальцію та/або магнію (катіони останнього зустрічаються набагато рідше). Є й інші елементи, присутність яких може позначитися кінцевих показниках жорсткості, наприклад, марганець, стронцій, барій. Але їхній вплив настільки незначний, що його просто не беруть до уваги.

Загальний показник жорсткості прийнято розділяти відповідно до складу солей:

  1. Карбонатна або тимчасова жорсткість визначає вміст у воді гідрокарбонатів Ca і Mg при рівні рН, що перевищує 8,3 одиниці. З нею можна легко впоратись тривалим кип'ятінням – через годину солі просто розпадуться під дією високої температуриі випадуть в осад.
  2. Некарбонатна жорсткість зветься постійною, оскільки її так просто не позбутися. Її визначає вміст стабільних солей різних кислот, які не розпадаються і повинні видалятися іншими способами, наприклад зворотним осмосом.

У сумі ці два показники таки дають загальну жорсткість, хоча окремо обчислювати їх складно і дорого. Зазвичай визначення фактичної величини вмісту солей використовують спеціальні реагенти чи смужки-індикатори.

Але про те, що у вашій системі жорстка вода можна дізнатися і без лабораторних досліджень. У процесі використання вона завдає чимало проблем, які просто неможливо не помічати:

  • Білі сліди на випраних речах;
  • Слабке піноутворення миючих засобів, і як наслідок – їхня неефективність;
  • Накип на стінках чайника (а уявіть, що відбувається з ТЕНами бойлерів, пральних та посудомийних машин);
  • Наліт на змішувачі і мийці, що постійно з'являється.


Людському організму жорстка вода теж завдає чималої шкоди. Відчуття сухості шкіри після контакту з таким середовищем – не що інше як змивання ліпідної захисної плівки з її поверхні. А вживання цієї води всередину без попереднього пом'якшення здатне спровокувати сечокам'яну хворобу.

Але це не означає, що пом'якшення води має бути тотальним, навіть якщо вона застосовується для пиття та приготування їжі. Абсолютно позбавлена ​​солей рідина призводить до дефіциту іонів кальцію та магнію в організмі, що негативно відбивається на роботі серцево-судинної системи. Шкода та користь жорсткості питної води – один із медичних парадоксів. Але дозволяється він просто – дотриманням міри.

З погляду лікарів, вживання занадто жорсткої, як і надмірно м'якої води, є неприпустимим. Тут слід дотримуватися золотої середини.

«Перум'якшена» вода здатна завдати шкоди і сталевим трубамводопровідних та опалювальних систем- Через неї вони більшою мірою піддаються корозійного зносуі служать менше, ніж трубопроводи, що транспортують тверді середовища.

Народні способи пом'якшення

З проблемами жорсткої води стикалися й наші бабусі, а про шкоду її вживання вони здогадувалися. Тому простих і доступних способівпом'якшення у скарбничці народної мудрості вистачає. Наведемо найпопулярніші з них.


Кип'ятіння (причому не в електрочайнику, а на плиті, оскільки досягти потрібного ефектурозпаду солей жорсткості можна лише за тривалого нагріванні). Після цього рідини потрібно дати добу відстоятись, і лише потім обережно її злити, не змучуючи осад на дні.

Виморожування – більш щадний спосіб, який дозволить хоча б частково зберегти у воді корисні речовини та не зіпсувати смаку. Прозору ємність з водою потрібно відправити в морозильну камеруі слідкувати за її замерзанням. Щойно 75-80% загального обсягу перетвориться на лід, посудину дістають і зливають рідкий залишок – у ньому сконцентровані солі, які дають високу жорсткість.

Відстоювання. Вам потрібно просто налити воду в будь-яку ємність і прибрати подалі від сонячного проміння на 3-6 днів. Після цього потрібно обережно злити верхні шари, не потривоживши осад. Для пиття така вода не підійде, але для використання в побуті цілком.

Додавання кремнію або шунгіту - мінералів, що буквально вбирають у себе солі жорсткості. Наші прадіди обкладали кремнієвою пластушкою колодязі для пом'якшення води, що зберігається в них. Нам же доступний простіший спосіб: потрібно лише опустити стерильні камені кремнію або шунгіти в ємність з питною водою. Природні абсорбенти вберуть солі і через 2-3 дні, хоча багато хто рекомендує збільшувати цей термін до тижня.

Омилення – один із способів підготовки води для прання. Потрібно буде натерти 15-20 г господарського або туалетного мила та розвести його в 0,5 л води до повного розчинення та появи піни. Цієї кількості вистачить на відро рідини, після чого потрібно все відстояти хоча б ніч – мило вступить у реакцію із солями та відправить їх у осад. Вранці розчин акуратно переливають в іншу ємність і додають до нього борну кислоту(2-3 ст. л).


Сучасні методи

Для нас, сучасних людей, є і більше прості способияк пом'якшити жорстку воду Для цього достатньо купити та врізати в систему подачі фільтри пом'якшення з іонообмінними смолами. Вони є здвоєні резервуари і працюють за таким принципом:

  1. Жорстка вода потрапляє у відсік зі смолою, яка «витягує» з неї іони кальцію, магнію та інших лужноземельних елементів.
  2. Збіднена рідина перетікає в другий резервуар зі звичайною кухонною сіллю, де збагачується іонами натрію - набагато кориснішими для організму.
  3. Залишки зі «шкідливими» елементами видаляються разом із стоками.

На виході отримуємо безпечну та смачну пом'якшену воду нормалізованої жорсткості. Її можна використовувати як для побутових потреб, так і для пиття чи приготування їжі.

В різних країнахдіють норми жорсткості. У нас максимальні показники для питної води встановлені на рівні 7 мг-екв/л, для технічної – не більше ніж 9 мг-екв/л.


Ефект пом'якшення одержують і після прогонки води через систему зворотного осмосу. Вона діє зовсім інакше: продавлює рідину крізь спеціальну мембрану з дуже дрібними порами (розміром 0,0001 мікрона) та затримує домішки на молекулярному рівні. Таким чином, вода звільняється не тільки від солей, а й від бактерій та інших сторонніх елементів, перетворюючись практично на дистилят.

На жаль, постійне вживання в їжу приносить більше шкоди, ніж користі. Тому після очищення та пом'якшення таку воду бажано пропускати через систему мінералізаторів, які збагатять її безпечними речовинами та відновлять оптимальну жорсткість. Втім, для побутових потреб вона цілком придатна.

Також для захисту техніки від жорсткої води використовують різні добавки:

  • Харчову, кальциновану соду;
  • Лимонну кислоту;
  • Оцет;
  • Будь-який пом'якшувач води на основі поліфосфатів (Calgon, Еоніт, Sodasan та ін.).

Федеральний державний освітній заклад вищої професійної освіти

«СИБІРСЬКИЙ ФЕДЕРАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

Політехнічний інститут

Реферат

Методи освітлення та пом'якшення води.

Використання інгібітору ІОМС.

Керівник ________________ Яковенко А.А

Студент ТЕ 06 - 03 ________________ Мінаєва Д.С

Красноярськ 2009

Методи освітлення води.

Під освітленням води розуміють виділення з неї завислих речовин за безперервного руху води через спеціальні споруди (відстійники, освітлювачі) з малими швидкостями. При малих швидкостях руху води зважені речовини, що містяться в ній, питома вага яких більша питомої вагиводи, під впливом сили тяжкості осаджуються, утворюючи у відстійнику осад.

Технологічні схеми обробки води визначаються в кожному конкретному випадку залежно від вимог і включають наступні етапи роботи:

    технологічні дослідження та попередні лабораторні випробування застосовуваних реагентів;

    підбір та розрахунок обладнання для дозування та змішування реагентів;

    вибір обладнання для тонкошарового освітлення та ущільнення суспензії;

    вибір та розрахунок швидких фільтрів із зернистим завантаженням, як напірного, так і відкритого типу;

    вибір технології та обладнання для зневоднення шламу з подальшою утилізацією;

    вибір обладнання для знезараження шляхом дозування розчину хлорреагенту (гіпохлорит натрію) та контролю якості обробленої води.

Залежно від напрямку руху води відстійники поділяють на горизонтальні, вертикальні та радіальні.

Горизонтальний відстійник (рис. 1) є резервуаром прямокутного перерізу, поздовжня (довша) вісь якого спрямована по руху води. Вода, що освітлюється, по трубі 1 направляється в розподільний жолоб 2, що має ряд отворів, що служать для більш рівномірного розподілу потоку води по перерізу відстійника. Швидкість руху води у цих отворах має перевищувати 0,4 м/сек. Освітлена вода надходить в інший жолоб 3 і з нього трубою 4 відводиться на фільтри. Осілі частинки (шлам) накопичуються на дні, який повинен мати ухил, обернений до руху води.

Час відстоювання для горизонтальних відстійників приймають зазвичай для коагульованої суміші трохи більше 4 год. Горизонтальні відстійники для освітлення великих кількостей води можуть розділятися за висотою кілька паралельно включених відділень (поверхів). Переваги поверхових відстійників (пропозиція проф. П. І. Піскунова) - мала площа забудови та менша витрата бетону. Такий відстійник побудований однією з найбільших очисних станцій Радянського Союзу.

Рис. 1. Схема горизонтального відстійника: 1 – лоток; 2 – приймальна камера; 3 – приймальний жолоб; 4 – на фільтр; 5 - для видалення осаду

Рис. 2. Схема вертикального відстійника 1 – центральна труба; 2-лоток; 3-відвідна труба; 4 - трубопровід для видалення осаду

Вертикальні відстійники (рис. 2) є круглий у плані, іноді квадратний, резервуар з конічним днищем і центральною трубою, в яку подається освітлювана вода з камери пластівці освіти.

По виході з центральної труби у відстійник вода рухається вгору з малою швидкістю і зливається вже освітленим через борт концентрично розташованого жолоба, звідки відводиться на фільтр. Осад, що випадає на дно відстійника, періодично видаляється.

Швидкість протікання води у центральній трубі приймається від 30 до 75 мм/сек. Час відстоювання води у відстійнику Т = 2 год. Швидкість висхідного руху води становить 0,5-0,6 мм/сек.

Діаметр відстійника повинен перевищувати 12 м, а відношення діаметра до висоти відстійника зазвичай приймають трохи більше 1,5.

Радіальні відстійники є круглі резервуари з малоконічним дном. Вода надходить у центральну трубу і з неї прямує у радіальному напрямку до збірного лотка по периферії відстійника. Відстійники мають невелику глибину, осад видаляють механізованим способом без порушення відстойника. Радіальні відстійники споруджують діаметром від 10 л* і більше за глибини від 1,5-2,5 ж (біля стінки відстійника) до З-5 м (у центрі).

Вибір типу відстійника залежить від добової продуктивності станції, загальної її компоновки, рельєфу місцевості, характеру ґрунтів тощо. Горизонтальні відстійники застосовують при продуктивності станції понад 30 000 м3/добу як у разі коагулювання води, так і без нього.

Радіальні відстійники доцільні за великих витрат води (більше 40 000 м3/сут). Перевагою цих відстійників проти прямокутними горизонтальними є механізоване видалення осаду без припинення роботи отстойника. Їх застосовують при великій каламутності річкової води (з коагулювання і без нього) в основному для освітлення виробничої води.

Освітлювачі зі зваженим осадом. Процес освітлення протікає значно інтенсивніше, якщо освітлювана вода після коагулювання пропускається через масу раніше утвореного осаду, що підтримується у зваженому стані струмом

Рис. 3. Освітлювачі: а - первісної конструкції; б – коридорного типу: 1 – розподільні труби; 2 - жолоби із затопленими отворами; 3 - робоча частина освітлювача; 4-захисна зона; 5 – лоток відведення; 6 - труба для підсмоктування осаду; 7 - осадоприймальні вікна; 8-ущільнювач осаду; 9 - труби для скидання осаду) 10 - труба для відведення освітленої води

Такі освітлювачі дають більш високий ефект освітлення води, ніж у звичайних відстійниках, що пояснюється швидшим укрупненням та затримкою суспензії при проходженні коагульованої води через зважений осад.

Застосування освітлювача зі зваженим залишком дає можливість порівняно із звичайним відстійником знизити витрату коагулянту, зменшити розміри споруд та отримати більш високий ефект освітлення води.

Освітлювач початкової конструкції являє собою циліндричний резервуар зі шламоущільнювачем у центральній його частині (рис. 3, а). Тут вода з реагентом надходить у повітровідділювач, потім проходить вниз у дірчасті розподільні труби 1, а далі в отвори дірчастого дна 2.

Вода, проходячи через шар завислого осаду 3, виходить у зону освітлення 4 і переливається у відвідні жолоби. У шламонакопичувач 5 надходить надлишок зваженого осаду, звідки його періодично видаляють каналізацію.

Освітлювач коридорного типу (див. рис. 3 б) являє собою прямокутний резервуар. Коагульована вода надходить у освітлювач по трубі 1 і через дірчасті труби 2 розподіляється в нижній (робочій) частині 3 освітлювача. Швидкість руху води в робочій частині повинна бути такою, щоб пластівці коагулянту перебували у зваженому стані. Цей шар сприяє затриманню завислих частинок. Ступінь освітлення води при цьому значно вищий, ніж у звичайному відстійнику.

Над робочою частиною знаходиться захисна зона 4 де зваженого шару немає. Освітлена вода відводиться лотком 5 та трубами 10 для подальшої обробки. Надмірна кількість осаду за допомогою відсмоктування в трубу 6 відводиться через вікна 7 осадоущільнювач 8, де осад ущільнюється і періодично скидається в каналізацію по трубах 9.

Висхідна швидкість потоку в робочій частині освітлювача приймають рівною 1-1,2 мм/сек.

Методи пом'якшення води.

Усунення з води солей жорсткості, тобто пом'якшення її, необхідно проводити для живлення котелень, причому жорсткість води для котлів середнього та низького тиску повинна бути не більше 0,3 мг.екв/л. Пом'якшувати воду потрібно також для таких виробництв, як текстильне, паперове, хімічне, де вода повинна мати жорсткість трохи більше 0,7-1,0 мг.екв/л. Пом'якшення води для господарсько-питних цілей також є доцільним, особливо у випадку, якщо вона перевищує 7 мг.екв/л.

Застосовують такі основні методи пом'якшення води:

1) реагентний метод.- шляхом введення реагентів, що сприяють утворенню малорозчинних сполук кальцію та магнію та випадання їх в осад;

2) катіонітовий метод, при якому пом'якшувальна вода фільтрується через речовини, що володіють здатністю обмінювати катіони (натрію або водню), що містяться в них, на катіони кальцію і магнію, розчинених у воді солей. В результаті обміну затримуються іони кальцію та магнію і утворюються натрієві солі, що не надають воді жорсткості;

3) термічний метод, що полягає у нагріванні води до температури вище 100 °, при цьому майже повністю видаляються солі карбонатної жорсткості.

Часто методи пом'якшення застосовують комбіновано. Наприклад, частина солей жорсткості видаляють реагентним способом, а частину, що залишилася - за допомогою катіонного обміну.

З реагентних методів содово-вапняний спосіб пом'якшення є найпоширенішим. Сутність його зводиться до одержання замість розчинених у воді солей Са Mg нерозчинних солейСаС0 3 і Mg(OH) 2 випадають в осад.

Обидва реагенти - соду Na 2 C0 3 і вапно Са(ОН) 2 -вводять у воду, що пом'якшується, одночасно або по черзі.

Солі карбонатної, тимчасової жорсткості видаляють вапном, не карбонатної, постійної жорсткості – содою. Хімічні реакціїпри видаленні карбонатної жорсткості протікають наступним чином:

Са (НС0 3) 2 + Са (ОН) 2 = 2 СаС0 3 + 2Н2 0.

У цьому карбонат кальцію СаС03 випадає осад. При видаленні бікарбонату магнію Mg(HC0 3) 2 реакція йде так:

Mg (НСОа)2 + 2Са (ВІН) 2 = Mg (ВІН) 2 + 2СаС0 3 + 2Н 2 0.

Гідрат окису магнію Mg(OH) 2 коагулює та випадає в осад. Для усунення некарбонатної жорсткості в воду, що пом'якшується, вводять Na 2 C0 3 . Хімічні реакції при видаленні некарбонатної жорсткості:

Na 2 C0 8 + CaS0 4 = CaCO 8 +Na 2 S0 4;

Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaC0 3 + 2NaCl.

В результаті реакції утворюється вуглекислий кальцій, який випадає в осад.

Для глибокого пом'якшення застосовують такі допоміжні заходи, як підігрівання води, що обробляється приблизно до 90, при цьому залишкова жорсткість може бути доведена до 0,2- 0,4 мг.екв/л.

Без підігріву обробка води проводиться великими надлишковими дозами вапна з подальшим видаленням цих надлишків шляхом продування води вуглекислотою. Останній процес називається рекарбонізацією.

На рис. 4 представлена ​​схема реагентної водопом'якшувальної установки, до складу якої входять пристрій для приготування та дозування розчинів реагентів, змішувачі, камери реакції, освітлювачі, фільтри.

Для пом'якшення води, що поступово поступається, що надходить безперервно, застосовують ті ж дозатори розчинів соди і вапна, що і при коагулювання. Якщо ж витрата води, що пом'якшується, має коливання, застосовують так звані пропорційні дозатори.

Рис. 4. Схема реагентного пом'якшення води: 1 -камера реакцій (вихровий реактор); 2 – освітлювач; 3 – кварцовий фільтр; 4-змішувач; 5, 6 та 7 - дозатори розчинів реагентів; 8, 9 та 10 - баки для розчинення коагулянтів та соди для приготування вапняного молока; 11 – бак; 12 – насос; 13 - повітровідділювач.

Содово-вапняний спосіб придатний для пом'якшення води з будь-яким співвідношенням карбонатної та некарбонатної жорсткості.

Недоліки содово-вапняного способу пом'якшення полягають у наступному: 1) вода не пом'якшується повністю; 2) установки для пом'якшення громіздки; 3) необхідне ретельне дозування соди і вапна, чого важко досягти через непостійність складу пом'якшувальної води та реагентів.

Катіонітовий спосіб пом'якшення заснований на здатності речовин, званих катеонітами, обмінювати катіони натрію Na+ або водню Н+, що містяться в них, на катіони кальцію або магнію, розчинених у воді. Відповідно до цього розрізняють натрій-катіонітовий та водень-натрій: катіонітовий методи пом'якшення води.

За допомогою катіонітів вода пом'якшується на установці, що складається з декількох металевих напірних резервуарів, завантажених катіонітом (мал. 5).

Необроблена вода надходить у фільтр трубами А, Б і В; випуск пом'якшеної води відбувається по трубі Г. При роботі фільтра засувки 2 і 5 відкриті, а інші (1, 3, 4 і 6) закриті. Перед регенерацією фільтр промивають.

Для промивання фільтра вода з бака Д подається по трубі Е і проходить по дрена знизу вгору. Тривалість промивання 20-30 хв., інтенсивність 4-6 л/сек на 1 м2. Промивна вода з фільтрів відводиться по трубах, Б, Ж, причому засувки 4 і 3 відкриті, а інші закриті.

Регенеруючий розчин катіоніту при регенерації подається по трубі, проходить фільтр зверху вниз і скидається по трубі. У цьому випадку засувки 1 та 6 відкриті, інші (2-5) закриті; тривалість регенерації близько 30-60 хв, а відмивання від регенеруючого розчину 40-60 хв.

Рис. 5. Схема катіонітової водозм'якшувальної установки

Переваги катіонітового способу полягають у наступному: 1) вода пом'якшується майже повністю; 2) дозувати потрібно лише розчин кухонної соліабо сірчаної кислоти; 3) фільтри виготовляють заводським способом. До недоліків цього способу слід віднести необхідність попереднього освітлення води, так як колоїдні та органічні речовини обволікають зерна катіонітів і зменшують їх обмінну здатність.

Реагенти, що застосовуються при обробці води, вводять у воду в наступних місцях:

а) хлор (при попередньому хлоруванні) - у всмоктувальні трубопроводи насосної станції першого підйому або водоводи, що подають воду на станцію очищення;

б) коагулянт - у трубопровід перед змішувачем або змішувач;

в) вапно для підлужування при коагулювання - одночасно з коагулянтом;

г) активоване вугілля для видалення запахів та присмаків у воді до 5 мг/л перед фільтрами. При великих дозах вугілля слід вводити на насосній станції першого підйому або одночасно з коагулянтом у змішувач водоочисної станції, але не раніше ніж через 10 хв після введення хлору;

д) хлор та аміак для знезараження води вводять до очисних спорудта у фільтровану воду. За наявності у воді фенолів аміак слід вводити як за попереднього, так і за остаточного хлорування.

Розчин коагулянту готують у розчинних баках; звідки його слід випускати чи перекачувати у видаткові баки. Для подачі у воду заданої кількості розчину коагулянту слід передбачати встановлення дозаторів.

При використанні автоматичних дозаторів, що ґрунтуються на принципі зміни електропровідності води залежно від домішок, вапно для підлужування слід вводити після відбору коагульованої води, що йде до дозатора.

До спеціальних видів очищення та обробки води відносяться: опріснення, знесолення, знезалізнення, видалення з води розчинених газів та стабілізація.

Механізм дії інгібіторів ІОМС.

При нагріванні води в процесі роботи системи опалення відбувається термічний розпад присутніх у ній гідрокарбонат-іонів з утворенням карбонат-іонів. Карбонат-іони, взаємодіючи з присутніми надлишком іонами кальцію, утворюють зародки кристалів карбонату кальцію. На поверхні зародків осідають все нові карбонат-іони та іони кальцію, внаслідок чого утворюються кристали карбонату кальцію, в якому часто присутній карбонат магнію у вигляді твердого розчину заміщення. Осідаючи на стінках теплотехнічного обладнання, ці кристали зростаються, утворюючи накип (рис. 6, а).

Основним компонентом, що забезпечує протинакипну активність всіх інгібіторів, що розглядаються, є органофосфонати - солі органічних фосфонових кислот. При введенні органофосфонатів у воду, що містить іони кальцію, магнію та інших металів, вони утворюють дуже міцні хімічні сполуки - комплекси. (До багатьох сучасних інгібіторів органофосфонати входять уже у вигляді комплексів з перехідними металами, головним чином з цинком.) Оскільки в одному літрі природної або технічної води міститься 1020–1021 іонів кальцію та магнію, а органофосфонати вводять у кількості лише 1018–101 молекул на літр води, всі молекули органофосфонатів утворюють комплекси з іонами металів, а комплексони як у воді відсутні. Комплекси органофосфонатів адсорбуються (облягаються) на поверхні зародків кристалів карбонату кальцію, перешкоджаючи подальшій кристалізації карбонату кальцію. Тому при введенні у воду 1-10 г/м3 органофосфонатів накип не утворюється навіть при нагріванні дуже твердої води (рис. 6, б).

Комплекси органофосфонатів здатні адсорбуватися як на поверхні зародків кристалів, а й у металевих поверхнях. Тонка плівка, що утворюється, ускладнює доступ кисню до поверхні металу, внаслідок чого швидкість корозії металу знижується. Однак найбільш ефективний захист металу від корозії забезпечують інгібітори на основі комплексів органічних фосфонових кислот з цинком та деякими іншими металами, які були розроблені та впроваджені у практику професором Ю.І. Кузнєцовим. У приповерхневому шарі металу ці сполуки здатні розпадатися з утворенням нерозчинних сполук гідроксиду цинку, а також комплексів складної структури, в яких бере участь багато атомів цинку та заліза. Внаслідок цього утворюється тонка, щільна, міцно зчеплена з металом плівка, що захищає метал від корозії. Ступінь захисту металу від корозії під час використання таких інгібіторів може досягати 98%.

Сучасні препарати на основі органофосфонатів не тільки інгібують солевідкладення та корозію, але й поступово руйнують застарілі відкладення накипу та продуктів корозії. Це пояснюється утворенням у порах накипу поверхневих адсорбційних шарів органофосфонатів, структура та властивості (наприклад, коефіцієнт температурного розширення) яких від структури кристалів накипу. Коливання і градієнти температури, що виникають при експлуатації системи опалення, призводять до розклинювання кристалічних зростків накипу. В результаті накип руйнується, перетворюючись на тонку суспензію, що легко видаляється з системи. Тому при введенні препаратів, що містять органофосфонати, системи опалення з великою кількістю застарілих відкладень накипу і продуктів корозії, необхідно регулярно спускати відстій з фільтрів і грязевиків, встановлених в нижніх точках системи. Спуск відстою слід проводити, залежно від кількості відкладень, 1-2 рази на добу, з розрахунку підживлення системи чистою, обробленою інгібітором, водою в кількості 0,25-1% водного обсягу системи за годину. Необхідно відзначити, що при підвищенні концентрації інгібітору понад 10-20 г/м3 накип руйнується з утворенням грубих суспензій, здатних забити вузькі місця системи опалення. Тому передозування інгібітору в цьому випадку загрожує засміченням системи. Найбільш ефективне та безпечне очищення систем опалення від застарілих відкладень накипу та продуктів корозії досягається при використанні препаратів, що містять поверхнево-активні речовини, наприклад, композиції «ККФ».

а) б)

Рис. 6. Розріз внутрішньоквартального 89 мм трубопроводу гарячого водопостачання:

а - через два роки роботи на воді жорсткістю 8-12 мг-екв/дм3;

б – через шість місяців після початку обробки води інгібітором ІОМС-1.

Завантаження...
Top