Из содержания этой статьи вы узнаете:
1. Для чего необходимо умягчение.
3. Сравнение способов умягчения воды.
1. Для чего необходимо умягчение.
Вечный вопрос о необходимости очищении и умягчении воды актуален и по сей день. Одни считают, что вода обязательно должна быть мягкой. Иначе перенасыщение минералами приведёт к проблемам со здоровьем и обязательной поломке бытовой техники. Другие придерживаются мнения, что при смягчении уничтожается слишком много веществ, которые полезны для организма. Поэтому не следует подвергать её очистке. Но, несмотря на противоречивые мнения, следует заметить, что мягкая вода гораздо лучше усваивается организмом и более приемлемая в использовании. При этом полное уничтожение солей жёсткости действительно нежелательно. Определённое количество кальция поступает к нам именно с водой. Но перенасыщение минералами на самом деле приносит вред. В первую очередь страдают приборы, связанные с водой. Например, чайники, стиральная и посудомоечная машина. Наличие солей жесткости можно определить наличием накипи на приборах. Для промышленности использование жёсткой воды вообще не приемлемо. Особенно если в процессе производства используется метод нагрева. В результате естественной химической реакции соли жесткости выпадают в осадок и оседают на оборудовании и в трубах. Это приводит к их выводу из строя и неработоспособности. Замена всех элементов обойдётся недешево. Да и в бытовом плане замена сантехники требует вложений, То же самое касается бытовых приборов. Возвращаясь опять к промышленному производству следует учесть, что вода там используется не только в технических целях. В пищевой и сельскохозяйственной промышленности водой обрабатывают продукты. В медицинской сфере вода необходима для производства лекарственных веществ. В косметической – для изготовления косметики. При этом к воде применяются жёсткие требования, в которых концентрация солей жёсткости регламентирована. Для каждой сферы применяется свой способ умягчения воды.
Рис. 1 Накипь солей жесткости на Тэне в стиральной машине
Некоторые методы умягчения подходят как для промышленности, так и для бытового применения. Различия лишь в сложности и компактности системы. Есть несколько основных способов.
Главное преимущество метода в отсутствии химических веществ при умягчении. Часто используется для очищения от солей жёсткости воды из водопровода. В основном применяют способ обратного осмоса. Суть очистки состоит в использовании специальных мембран. Их поверхность состоит из многочисленных отверстий, которые способны пропускать только водные молекулы. Проталкивается вода с помощью давления. Именно оно не даёт очищенному водному потоку пройти через мембрану обратно. С помощью данного метода вода очищается от любых примесей, в том числе и от солей жёсткости. На выходе подаётся абсолютно чистая. Систему можно использовать как в быту, так и в промышленных масштабах. Разница состоит только в габаритах, настройках системы и количестве фильтров. Для домашнего использования подойдет стандартная комплектация без дополнительных элементов. Для промышленности требуется расширенная комплектация из-за большой производительности. У этого метода, как и любого другого, есть свои преимущества и недостатки. Мембрана – очень чувствительна к примесям. Из-за её уникальной способности задерживать ионы кальция, она подвержена загрязнению. Поэтому при установке необходимо предусмотреть промывку фильтрующего элемента. Желательно автоматизировать.
 |
 |
Рис. 2 Бытовая и промышленная система обратного осмоса "Вагнер"
Еще один метод, который давно применяют – термический. Суть его в обычном кипячении. При нагревании воды до 80 градусов, молекулы кальция и магния распадаются и выпадают в осадок. Такой способ не всегда удобен. Для кипячения необходима ёмкость и, если в быту это может быть чайник, в промышленности нужны большие баки. Осадок в виде накипи не убирается. Плюс затраты на подачу электроэнергии.
Данный способ назван химическим или реагентным, потому что для его применения используются реагенты. На сегодняшний день существует большое разнообразие химических веществ, которые могут использоваться для умягчения. Это могут быть различные фосфаты и химически изготовленные растворы. Используют их совместно с системой дозации. Данный прибор устанавливается сразу в трубу или в место подачи воды. Дозаторы оснащены специальным блоком управления. На нём перед первым использованием вбиваются настройки. Когда, как и сколько реагентов необходимо добавлять в воду. Расчёт, естественно, делается предварительно. Количество используемых химических веществ зависит от изначального состава воды и концентрации в ней солей жесткости. Для домашнего использования такой метод вряд ли окажется удобным. Ведь применение химических средств требует определенной утилизации, которую не всегда возможно создать в быту. К тому же, это всё же, химикаты. Несмотря на гарантии производителя в безопасности применяемых средств, они не так безопасны. При умягчении могут образовывать дополнительные или остаточные соединения, которые недопустимы для питьевой воды. В промышленности больше возможностей для установки таких систем. Умягчение воды может быть совмещено с предочисткой и быть не единственным этапом в системе водоочищения. Как и в случае с мембранным методом требуется периодическая промывка систем фильтрации. Так как в методе используются химические вещества, промывка фильтра зачастую нуждается в агрессивных средствах.
Рис. 3 Комплекс пропорционального дозирования
Так же к химическому способу умягчения можно отнести ионообменный способ. Такой метод универсальный и применяется как в быту, так и на производстве. Суть способа в использовании ионной смолы. Это специальные гранулы, которые при контакте с водой распадаются, прикрепляя к себе ионы кальция и магния. Взамен освобождается натрий. Уникальность метода в его неприхотливости. Перед применением необязательно окислять среду или проводить какие-либо еще манипуляции. Ионозамещение один из самых простых методов очистки. Для бытового использования в установках размещены картриджи с ионной смолой или её заменителем. В промышленном секторе устанавливают колбу, наполненную веществом. Со временем свойства ионной смолы ослабевают. Гранулы забиваются солями жёсткости и уже не могут произвести умягчение. В этом случае картридж просто меняется. В промышленности в систему водоочистки вмонтированы датчики, которые периодически дают сигнал о промывке фильтра. Он не заменяется, а просто регенерирует при промывании солевым раствором. Частицы воздействуют друг на друга механически и таким образом выталкиваются ионы кальция и магния. А состав ионной смолы насыщается и может использоваться дальше.
Рис. 4 Ионный способ умягчения воды
Без использования химических веществ воду можно умягчить с помощью магнита, а точнее его поля. Прибор должен иметь большую мощность и быть постоянным. При воздействии поля на жёсткую воду, соли в ней изменяют форму, становясь острыми. И взаимодействуют с накипью. Это один из самых первых способов умягчения. Используется уже довольно редко. Для такого метода необходимы определенный условия температуры воды, скорости потока. Для модернизации метода его совместили с электрическим током. Но из-за постоянного расхода электричества он не оправдал ожидания. Его использование довольно затратно. Из более новых технологий умягчения – использование каталитических загрузок. Это специальные вещества, через которые проходит вода, оставляя соли жесткости в загрузке. Со временем происходит истощение вещества и требуется его пополнение. Время замены индивидуально, зависит от производительности системы и концентрации солей в ней. Еще один способ – импульсный. На воду импульсами воздействуют низковольтным током, что разрушает структуру солей жёсткости. Систем, использующих данный метод очень много и для любых производств.
Рис. 5 Система безреагентного обезжелезивания воды
3. Сравнение способов умягчения воды.
При сравнении методов можно выделить основные недостатки и преимущества каждого из них. При физическом методе главным плюсом является отсутствие химических элементов при умягчении. Кипячение – самый простой способ. Его преимущества в простоте использования, без установки каких-либо специальных систем. Не используются реагенты и не требует вложений. Но, естественно, есть и отрицательные стороны. Во-первых, удаляется только временная жёсткость воды. Во-вторых, образование накипи. В-третьих, расход электроэнергии на нагрев ёмкости. Как ни крути, а минусов у термического способа обработки гораздо больше. И наряду с современными методами он существенно проигрывает. Метод обратного осмоса самый распространённый. Для домашнего использования конструкция системы малогабаритна и вполне может поместиться под раковиной. Из плюсов метода можно выделить универсальность, качество умягчения и простота монтажа. Мембранный метод позволяет получить мягкую воду без применения реагентов. Из недостатков - это обязательная установка дополнительных элементов: фильтр первичной очистки и финишный. Первый необходим для удаления механических загрязнений, а последний для наполнения воды полезными микроэлементами. Да, применение этого метода позволит быстро и качественно умягчить воду, но потребуются дополнительные расходы.
Химический способ чаще используется в промышленности. Использование реагентов позволяет умягчить воду за короткий промежуток времени. Использование насоса дозатора позволяет применять столько химических веществ, сколько необходимо. Если рассматривать ионный метод, то его применение универсально. Ионная смола расходуется в минимальных количествах и позволяет умягчить воду в больших количествах. Простота в использовании тоже является преимуществом. Из недостатков способа – использование реагентов. Это химические вещества, которые требуют специальной утилизации. Поэтому в основном такой метод применяется на производствах. При использовании химикатов надо точно рассчитать дозировку, в противном случае реагенты могут оставлять часть соединений в воде. Кроме того, при умягчении могут создаваться дополнительные соединения, которые не отвечают нормам по составу воды. При использовании химикатов все фильтрующие элементы подлежат обязательной промывке. Расходы на химию могут быть и дешевые, и дорогие. Тут зависит от используемых веществ и их расхода. Ионная метод довольно дорогой в применении. Дело даже не в ионной смоле, а в стоимости самой установке и монтаже. На больших производствах дополнительной статьёй расходов будет соль. Именно солевым раствором регенерируют фильтр.
Безреагентный способ считается самым экологическим и безопасным. Во-первых, не применяются химикаты. Следовательно, не надо создавать специальные условия утилизации. Во-вторых, не требует специальных условий для умягчения. Может применяться как в быту, так и на производстве. Но минусы тоже присутствуют. Несмотря на свою экологичность не все виды жесткости удаляются без химических элементов. Кроме того, при очень высокой концентрации солей кальция и магния таким методом не удастся достаточно умягчить воду. Придется комбинировать методы или просто выбрать другой.
Разнообразие методов и систем позволяет подобрать наиболее удобный и выгодный для себя вариант. Умягчение воды обязательно для любых целей как в быту, так и в промышленности. Умягчая воду, мы сохраняем своё здоровье, продляем срок службы оборудованию, экономим на финансовых расходах. Перед выбором метода умягчения проводится химический анализ воды на выявление концентрации солей жёсткости. Естественно, при высоких концентрациях обычный метод кипячения будет бесполезен. Или при минимальных дозах не надо устанавливать системы с применением реагентов. Кроме исходного состава воды играет роль назначение метода. Для чего будет использоваться вода. Для технических целей менее строгие нормы, чем для питьевой. Технические условия так же являются важным фактором. В каком месте будет проходить умягчение. Когда дело касается бытового обслуживания, применяются более щадящие методы и компактные установки. Высокая производительность ни к чему, да и дополнительные элементы в составе системы тоже. В то время как для промышленности требуются более масштабные методы, учитывая большое потребление воды ежедневно. Учитывая все факторы можно подобрать способ умягчения, который подойдет лучше всего и будет эффективен в использовании.
Ниже представленно видео по сборке умягчителя воды
