Жесткость воды. Способы умягчения воды.

Жёсткость воды совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»). Жесткость воды - определенное свойство воды, которое связывают с растворенными в ней соединениями магния и кальция, то есть наличием в воде катионов этих элементов (при повышении температуры соли этих металлов выпадают в осадок и образуют весьма прочные отложения). Жесткость воды во многом определяет пригодность воды для использования как промышленных, так и в бытовых целях. Возникновением накипи мы «благодарны» именно жесткой воде. Жесткость воды принято исчислять суммой миллимолей ионов кальция и магния на 1 литр воды (ммоль/л). 1 ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разделенной на валентность. Величина 1 ммоль/л говорит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция либо 12,1 б мг/л магния. Для удобства пользуются величиной мг-экв/л, которая соответствует моль/м3. Кроме того, в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус, ppm карбоната кальция. Выделяют 2 типа жесткости воды:
- временная – карбонатная жесткость, обусловлена присутствием на ряду с кальцием, магнием и железом гидрокарбонатных анионов;
- постоянная – некарбонатная жесткость, характеризуется присутствием сульфатных, нитратных и хлоридных анионов, соли кальция и магния которых прекрасно растворяются в воде;
- общая жесткость определяется как суммарная величина наличия солей магния и кальция в воде, то есть суммой карбонатной и некарбонатной жесткости. Принято классифицировать жесткость воды следующим образом:
- мягкая вода – жесткость 3,0 мг-экв/л и более
- средняя жесткость – от 3,0 до 6,0 мг-экв/л
- жесткая вода – свыше 6,0 мг-экв/мл. Причиной жесткости воды является подземные залежи известняков, гипса, доломитов, которые растворяются в подземных водах, а также отчасти, других процессов растворения и выветривания горных пород. Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость воды, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах - десятков граммов на один литр воды. Умягчение воды - это процесс, приводящий к понижению ее жесткости (уменьшение концентрации ионов кальция Са⁺² и магния Mg⁺² в воде). Такая всем известная проблема как накипь образуется из солей кальция и магния под воздействием высоких температур. По статистике, 90% всех аварий с электронагревателями, чайниками, кипятильниками происходит именно из-за накипи. Она существенно сокращает срок службы бытового оборудования. Умягчают воду специальные фильтры. Методы умягчения воды Tермическое умягчение, основанное на нагревании воды, ее дистилляции или вымораживании. Реагентное умягчение, при котором находящиеся в воде ионы Са+2 и Mg+2 связываются различными реагентами в практически нерастворимые соединения. Ионный обмен, основанный на фильтровании умягчаемой воды через специальные материалы, обменивающие входящие в их состав ионы Na+ и Н+ на ионы Са+2 или Mg+2, содержащиеся в воде. Комбинированный метод умягчения, представляющий собой различные сочетания перечисленных способов. Выбор того или иного метода умягчения воды главным образом определяется следующими факторами: глубиной умягчения (предельной величиной остаточной жесткости); качеством исходной воды; экономическими соображениями. Фильтры умягчения водыКонструктивно фильтр умягчения воды (серия RFS) состоит из фильтрующей колонны, автоматического или ручного управляющего механизма и регенерационного бака для соли. Фильтрующие колонны выполнены из стекловолокна, без швов и обеспечивают максимальную коррозийную стойкость. Они более удобны при монтаже и установке, так как значительно легче металлических баков. Выполненный из высокопрочного пластика и бронзы управляющий механизм с регулируемыми рабочими циклами уменьшает проблемы, связанные с изменением давления воды, и обеспечивает возможность простой регулировки. Узел обратной промывки не требует дополнительной регулировки при значительных перепадах давления воды.Такие фильтры способны умягчать воду и одновременно эффективно удалять соединения железа (содержание в исходной воде до 4 мг/л).