Умягчитель воды из скважины

Умягчение воды из скважины: зачем умягчять воду, а также способы умягчения воды

Что интересного вы узнаете из содержания этой статьи: 

1. Зачем умягчать воду

2. Способы умягчения воды

2.1  Метод кипячения

2.2  Метод ионного обмена

2.3  Метод обратного осмоса

2.4  Реагентный метод

3. Сравнение способов умягчения

Изначально именно скважинная вода считалась самой чистой и лишенной каких-либо примесей. Но данный факт уже давно не актуален. Скважинная вода, даже если она артезианская, точно так же, как и любая другая, подвержена загрязнениям. Появляются они в процессе прохождения грунтовых вод между слоями земли. Увеличивать концентрацию вредных веществ могут множество факторов. Одним из таких является обработка пестицидами Впитываясь в землю вредные вещества проникают довольно глубоко, оказываясь на пути прохождения грунтовых вод. Наличие загрязненных наземных источников тоже является еще одной причиной. В итоге, вода из скважины по составу может быть в десятки раз вреднее, чем из-под крана. В ней могут содержаться не только соли кальция и магния, но и множество других примесей, включая органические загрязнения. По большей части вода из скважины используется в поселках или загородных домах и применяется для приготовления пищи, полива, питья. Необходимо точно подобрать метод умягчения, при этом не сделав воду слишком мягкой.

1. Зачем умягчать воду

Итак, как уже выяснили, скважинная вода нередко несет в себе множество вредных элементов. Одним из таких являются соли жесткости. Их наличие в воде определить довольно легко. Самый простой способ – вскипятить воду и на дне останется накипь. Чем больше концентрация солей жесткости в воде, тем больше ущерба она может нанести. Если употреблять такую воду в пищу, то страдает организм. Соли откладываются в суставах и сосудах. Могут образовываться наросты на костной ткани. Для бытовых приборов наличие накипи ведет к неминуемой поломке. Дело в том, что соли жесткости образуют налет, который облепляет нагревательный элемент, снижая теплопроводимость. Это касается чайников, стиральных и посудомоечных машин. При этом происходит повышенное потребление электроэнергии. Для труб соли жесткости тоже опасны. Они оседают на стенках, забивая их. В итоге все бытовые приборы и сантехника подлежит замене. Удаление накипи подручными средствами в данном случае неэффективно. Она плотно облепляет стенки и нагревательный элемент и её сложно удалить не используя химические вещества и не повредив механически. В промышленном сегменте жесткая вода вообще не разрешена к использованию. Любая вода должна строго подчиняться нормам СанПин. Например, в некоторых сферах производства даже минимальная концентрация солей жесткости недопустима.  Мало того, что может нанестись вред продукции, так еще пострадает оборудование. А в промышленности его замена будет стоить очень дорого. При этом может полностью остановится производство. Поэтому чтобы избежать подобных проблем воду умягчают. Для этого существует несколько способов.

Рис. 1 Последствие жесткой воды в отопительных системах

2. Способы умягчения воды

Некоторые методы умягчения походят только для промышленного производства. Другие ориентированы на бытовой сектор. В любом случае, не последнюю роль играет исходный химический состав воды и назначение системы. У каждого метода есть плюсы и минусы. Важно еще на первом этапе выбора метода определиться с требованиями и отталкиваясь от этой информации учитывать все нюансы умягчения. Выбранный метод должен эффективно справлять с поставленной задачей. Бесперебойная работа системы также является одним из ключевых факторов при выборе способа умягчения.

2.1  Метод кипячения

Один из самых первых методов устранения солей жесткости, который известен каждому. На сегодняшний день, когда существуют современные установки водоподготовки, он уже кажется архаичным. Однако, в некоторых ситуациях именно кипячение помогает избавится от солей жесткости и получить пригодную для использования воду. Из недостатков способа можно выделить то, что он убирает только временную жесткость воды. И подходит при очистке небольшого количества воды. Суть метода в кипячении. При нагреве воды до определенного градуса соли кальция выпадают в осадок, образуя хлопья накипи. В больших масштабах метод крайне неуместен, потому что при такой производительности нагрев воды должен происходить постоянно. А это не только потеря времени, но и электроэнергии. Кипячение применяется в походах и при необходимости очистить небольшой объем воды. На больших производствах такой метод неэффективен, ввиду высокой производительности.

Рис. 2 Метод кипячения

2.2  Метод ионного обмена

Данный метод подходит как для быта, так и для промышленности. Бытовые системы умягчения на основе ионного обмена более компакты и просты в использовании. Основным очищающим элементом служит ионная смола. Она наполнена ионами натрия. При прохождении воды через фильтр происходит замещение солей жесткости на ионы натрия, который абсолютно безвреден. Со временем, смола забивается ионами кальция и магния и её необходимо очищать. Для этого используется солевой раствор. Фильтр промывается солевым концентратом и вновь насыщается натрием. Раствор сливается в дренаж, предварительно пройдя очистку. Так как при домашнем использовании устанавливать такую систему с баком для раствора и системой утилизации не совсем рационально, ионную смолу поместили в картридж. Поэтому при необходимости регенерации фильтр просто меняется. В промышленном производстве всё осталось по-старому. Система регенерации даёт возможность продлить срок службы фильтра. При необходимости можно установить датчики для контроля за системой и автоматической регенерацией. Но данная конструкция довольна дорогая. И если бытовая комплектация еще более менее доступна, промышленные установки совсем не дешевые.

Рис. 3 Фильтр умягчитель методом ионного обмена.

2.3  Метод обратного осмоса

Метод обратного осмоса основан на мембранном очищении. Для этого используются специальные мембранные фильтры, которые состоят из множества мелких ячеек. И они задерживают соли кальция и магния. Вода под давлением подается на фильтр при этом происходит разделение потока на две части. Одна из которых очищается и проходит дальше, а вторая промывает фильтр и уходит в дренаж. Мембрана очень чувствительна к внешним воздействиям и химическим элементам. Поэтому необходима установка первичной фильтрации, которая задержит крупные частицы загрязнений и микроэлементов. Метод довольно популярный для бытового и промышленного использования. Потому что вода после мембранной очистки полностью очищается от солей жесткости, не теряя вкусовых качеств. Но значительное преимущество метода в широком диапазоне температур при умягчении, при этом вода не теряет свои свойства. Однако, довольно много воды уходит в дренаж, что делает метод неэффективным при большой производительности. Для увеличения объема умягченной воды устанавливают несколько мембран. Также при необходимости модернизации систему всегда можно дополнить любыми комплектующими.

Рис. 4 Система обратного осмоса "Вагнер-250"

2.4  Реагентный метод

Еще один способ сделать воду мягкой – использовать химические вещества. При взаимодействии реагентов с ионами кальция и магния происходит химическая реакция и выпадает осадок. Для полного очищения рекомендуется установка дополнительных фильтров, которые уберут накипь. Как правило, применяют загрузку. Такой метод больше подходит для промышленного производства, так как использование химических веществ должно быть строго дозировано, исходя из объёма и производительности системы. К тому же существует вероятность остатка реагентов в воде, что недопустимо в бытовом использовании. К тому же требуется правильная утилизация воды, уходящей в дренаж. Использовать реагенты стоит аккуратно, так как при умягчении они могут создавать дополнительные продукты распада. Чтобы избежать подобных ситуаций используется дозатор для химии и фильтр для финишной очистки, который задержит оставшиеся вредные элементы и появившийся осадок.

Рис. 5 Схема напорная реагентного обезжелезивания

3. Сравнение способов умягчения

У каждого метода есть свои плюсы и минусы. Для очистки воды из скважины следует учитывать некоторые нюансы. В первую очередь берется химический анализ воды и на основе этих данных подбирается метод. Также важно место использования системы умягчения. Будет это промышленная сфера или бытовой сегмент. Также на выбор влияет частота использования системы умягчения. Если рассматривать загородный участок, который используется только в летнее время, можно не устанавливать масштабную систему умягчения воды. Самый простой способ – это применение химикатов. Они способны удалять не только соли кальция и магния, но и другие примеси. Однако, для этого требуется установка специальных дозаторов и точный расчет количества реагентов. При несоблюдении этих нюансов вода состав воды может значительно поменяться. При этом стоит учитывать расходы на реагенты и установку финишного фильтра для полной очистки от оставшихся элементов реакции.

Система умягчения на основе обратного осмоса довольно универсальна и распространена. Вода после мембранной очистки становится мягкой и лишенной вообще каких-либо микроэлементов. При этом необходимо устанавливать дополнительные фильтры для предварительной очистки. Потому что мембрана удаляет даже самые мелкие загрязнения и наличие крупных частиц значительно сократит срок её службы. Для доведения состава воды до оптимального состояния так же устанавливаются дополнительны элементы фильтрации. Производительность системы небольшая.

Метод ионного умягчения позволяет быстро убрать соли жесткости без остатка. Принцип замещения довольно быстро справляется с возложенными задачами. Возможность регенерации огромное преимущество данного метода. Однако, солевой раствор, используемы для промывки фильтра, требует дополнительной очистки перед утилизацией. Во-первых, он сам по себе слишком насыщен солью. Во-вторых в нем присутствует большая концентрация ионов кальция и магния.

И, наконец, кипячение. Относительно быстрый способ умягчить воду, но подходит только небольшого количества воды. В связи с большими затратами времени и энергии. К тому же оставшаяся накипь сложно убирается.

Рассмотрев преимущества и недостатки методов умягчения можно сделать выбор, учитывая некоторые нюансы. Вода должна строго соответствовать регламенту. Жесткая вода не подходит для использования. Но и слишком мягкая не приносит пользы. Как же выбрать золотую середину. Для начала необходимо отталкиваться от исходного анализа воды. Учитывая эти данные подбирается система и метод. Рассчитывается необходимость дополнительных комплектующих. Это может быть насосная станция, при маленьком давлении воды. Или дозаторы при использовании реагентного метода. Так же учитывается необходимость автоматизации системы. С одной стороны такая возможность избавит от наблюдения за системой умягчения и будет сама рассчитывать время на промывку или регенерацию фильтра. С другой стороны для бытового использования такая нагрузка была бы лишней. Кроме этого учитывается производительность системы. Самая высокая у реагентного метода, самая низкая у систем обратного осмоса. Если выбран способ ионного умягчения следует продумать утилизацию концентрата после регенерации.

Таблица1. Системы умягчения

Исходя из указанных данных можно подобрать именно тот метод, который больше всего удовлетворяет запросам. Стоит учесть, что любую систему можно модернизировать путем установки дополнительных элементов и комплектующих. Также стоит учитывать производительность системы и соотнести потребление исходной воды с получаемой. Если разница большая, а потери должны быть минимальны, лучше попробовать другой метод умягчения. Кроме того вода, получаемая на выходе, должна не только быть очищенной от солей кальция и мания, но и соответствовать регламенту. Для бытового умягчения важна габаритность системы. Компактные установки в этом случае будут более приемлемы.

Умягчение воды. Расчет периода между регенерациями солью.