Жесткость воды

Жесткость воды - это важный параметр, который измеряют, чтобы определить содержание различных минеральных соединений в воде. Жесткость воды обычно обусловлена присутствием кальция и магния, которые растворяются в воде из природных источников, таких как скважины или реки. Значение жесткости воды имеет большое значение для приготовления пищи, поскольку оно может показать, сколько дополнительного мыла или моющего средства необходимо добавить для получения достаточно пенящейся смеси.

Это показатель, который относится к содержанию в воде растворенных кальциевых и магниевых соединений. В жесткой воде именно эти соединения могут привести к образованию известкового камня в котлах и накипи на техническим оборудовании.

Согласно стандартам, для питья вода должна иметь определенный уровень жесткости, измеряемый в единицах dh. По правилу, нормальной считается величины от 7 до 8,5 dh. Если показатель выше, это может вызывать проблемы не только в быту, при стирке белья (например, меньше пены) или при использовании хозяйственное оборудование, но и влиять на здоровье: избыток кальция в воде связан с образованием камней в почках, а также может влиять на структуру костей и работу сердца.

Содержание:

• Сущность
• Виды
• Классификация
• Причины образования
• Способы умягчения
• Использование
• Измерение жесткости воды

Сущность

Жесткость воды - это параметр, который характеризует количество растворенных в воде солей металлов, главным образом карбонатов, ионов магния и кальция. Часто жесткость воды связана с присутствием отложений накипи на поверхности металлов и других материалов, что может повлиять на работу оборудования и процессы производства. Вопросы жесткости воды могут возникнуть как при выборе методов водоподготовки и установке оборудования, так и при анализе воды на месте производства.

Максимальная жесткость воды измеряется в ppm (частях на миллион) и обычно содержит несколько моль солей на литр воды. Жесткость воды может быть щелочной или карбонатной в зависимости от того, какие ионы действуют на воду. Некоторые металлы, такие как стронций, могут быть заметны в воде только при определенной жесткости.

В различных странах принято различать жесткость воды по разным пунктам. Например, в США жесткость воды измеряется в гранах на галлон, а в Европе - в миллиграммах на литр. Основными методами определения жесткости воды являются анализ в лаборатории и измерение на месте.

При выборе методов водоподготовки и установке оборудования следует учитывать не только жесткость воды, но и другие параметры, такие как содержание кислорода, микроорганизмов и прочих загрязнений. Для заказа бутилированной воды можно воспользоваться заявкой на сайте компании, при этом следует учитывать политику конфиденциальности и действующие нормы безопасности.

Жесткость воды может быть связана с образованием накипи и налета на поверхности материалов, что может быть сложно удалить. Для этого можно использовать специальные средства по уходу за поверхностью. Лучше всего выбрать средства, которые соответствуют химической составу воды и не повреждают материалы.

Воду стали называть жесткой из-за большого содержания солей магния (Mg) и кальция (Ca): гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Исстари женщины стирали белье в реке, после чего ткани теряли мягкость.

Высокая жесткость воды имеет некоторые недостатки для водоснабжения и приготовления пищи. Например, она может привести к образованию накипи на нагревательных элементах и поверхностях посудомоечных и стиральных машин. Кроме того, при использовании жесткой воды, мыло и моющие средства менее эффективны, поскольку они взаимодействуют с ионами кальция и магния, образуя осадок. Также, приготовление пищи в жесткой воде может приводить к негативному влиянию на вкус и запах пищи.

Виды

• Карбонатная с гидрокарбонатами кальция Са(НСО3)2 и магния Mg(НСО3)2 является временной благодаря кипячению воды.
• Некарбонатная с солями: CaSO4, Ca(Cl)2, MgSO4, Mg(Cl)2, которые не выпадают в осадок во время кипячения, поэтому жесткость является постоянной.
• Общая с суммарной жесткостью разных ионов кальция и магния.

Классификация

Госстандарт России установил единицу измерения градусы (1°Ж) — миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л или мэкв/л).

Если жесткость до 1,5 мг-экв/л, то вода очень мягкая

от 1,5 до 4 мг-экв/л - мягкая вода

от 4 до 8 мг -экв/л - вода средней жесткости

от 8 до 12 мг -экв/л- жесткая вода

более 12 мг-экв/л - очень жесткая вода.

В СанПиН 2.1.4.1074-01 указаны гигиенические требования питьевой воды, жесткость не должна превышать 7 мг -экв/л.





Причины образования

Причины образования жесткой воды обусловлены вымыванием солей из пластов горных пород: известняка, гипса, доломита, которые залегают на пути подземных природных источников. Параметры жесткости могут меняться в зависимости от того, какие полезные ископаемые распространены в данной местности, насколько хорошо они растворимы в воде и других факторов.

Способы умягчения

Для устранения жесткости воды существуют различные методы очистки, включая использование ионных обменных смол, фильтров, мембран и добавление специальных химических веществ. Например, водопроводная вода может быть очищена с помощью специальных картриджей или порошковых добавок, которые помогут уменьшить жесткость воды до приемлемого уровня. Очистка воды также может быть осуществлена с использованием систем обратного осмоса или других технологий, которые эффективно удаляют минеральные примеси.

1. Термическая обработка: нагревание воды до 70-80 °С или кипячение позволяет почти полностью устранить временную жесткость.

Самый привычный способ получить мягкую воду в домашних условиях- вскипятить ее. Еще постоянную жёсткость воды снижают благодаря ее замораживанию. Нужно правильно сделать лед. Благодаря этому методу, когда вода заморожена на 90% жидкость размораживают для того, чтобы соли просто остались в незамороженной жидкости.

2. Химическая обработка.

• Карбонатный тип можно устранить добавлением Ca(OH)2.
• Карбонатная жесткость устраняется известью, а некарбонатная — содой.
• Полифосфат натрия Na5P3O10 связывает ионы Ca2+ и Mg2+ благодаря образованию растворимых в воде хелатных комплексных соединений.

3. Ионный обмен осуществляется с помощью ионитов — твердых веществ, имеющих подвижные ионы, которые способны замещаться ионами внешней среды. Причем обмен катионов происходит на катионы, или анионов на анионы.

Применение ионообменных смол — катионитов на основе синтетических полимеров. Их состав можно выразить общей формулой Na2R. Пропуская воду ионы кальция и магния переходят в катионит, замещая натрий. В процессе равновесия ионного обмена, катионит перестает работать. Его регенерируют, погружая в раствор NaCl или Na2SO4.

4. Физические методы устранения жесткости основаны на выведении ионов кальция и магния под действием:

• электрического поля — электродиализ;
• магнитного поля;
• магнитно-ионизирующего излучения;
• ультразвуковых волн;
• обратного осмоса;
• электромагнитных волн определенной частоты.

Использование

Влияние воды из-под крана считают вредным на организм и здоровье человека. Многие утверждают, что из-за употребления жесткой воды наблюдается появление заболеваний, например, мочекаменная болезнь. Однако официально эта информация не подтверждена. Известно про неблагоприятное влияние жесткой воды на вкусовые качества, которые отличаются из-за наличия или отсутствия в ней различных элементов:

• повышенное содержание солей магния, особенно сульфатов, может давать ощущение горьковатого вкуса;
• соли железа и марганца образуют выраженный неприятный привкус, а при кипячении бурый цвет;
• хлориды определяют соленость.

Из-за мытья жесткой водой быстро сушатся волосы и кожа. Но использовать слишком мягкую воду не рекомендовано, за исключением полива, например, комнатных растений. А чтобы укрепить сердечно-сосудистую систему, организму нужны ионы кальция и магния. Самая оптимальная вода для оборудования и бытовых нужд - со средней степенью. Жесткая вода из-за образующихся отложений плохо влияет на состояние труб бытовых приборов и другой техники, например, стиральной машины, поэтому в промышленных целях и дома не используют. Ее обязательно нужно умягчать. Смягчают жесткость с помощью умягчителей. Для умягчения воды применяют ионообменные фильтры. Специалисты провели исследование, используя специальные фильтры и дополнительные технологии. В результате очистки водопроводной воды количество вредных примесей становится несколько меньше нормы.

Измерение жесткости воды

Для определения уровня жесткости воды можно использовать специальные полоски, которые продаются в магазине. Принцип их работы прост: полоска погружается в образец воды, а далее проходит реакция с реагентами, которые содержатся на полоске. Результат сравнивается с таблицей, которая идет в комплекте. Если уровень жесткости выше допустимой нормы, необходимо добавлять реагенты или использовать специальные станции для очистки воды.

Также существует тест на электропроводность, который дает более точный результат. Основном, он используется на производственных предприятиях или службы, которые занимаются подбором воды для питья. При этом, производители водных фильтров всегда указывают, какую величину жесткости воды их продукт способен смягчить.

В некоторых случаях, вода, прошедшая обработку, может быть даже близко к дистиллированную, но такая вода не всегда безопасна для питья на регулярной основе, так как в ней могут содержаться нерастворимые вещества, например, нитраты.

Однако текущая задача большинства экспертов и служб по очистке воды – это обеспечение того, чтобы вода была не только чистой, но и полезной для здоровья. Так, например, вода с оптимальным уровнем жесткости благотворно влияет на состояние внутренней системы человека, в том числе и на состояние костей у детей.