Водаэкспресс
Жесткость воды

Статьи

18.02.2014

Жесткость воды

Жёсткость воды — это совокупность химических и физических свойств воды, зависящих от содержания в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, в основном, кальция и магния. Чем больше в воде содержание таких солей, тем вода жёстче, чем меньше - мягче.

Жёсткость делят на временную (карбонатную), образованную гидрокарбонатами и постоянную (некарбонатную), вызванную присутствием других солей. Временная жёсткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния (Са(НСО3)2; Mg(НСО3)2). Карбонатная жесткость практически полностью удаляется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью.

Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов Са и Mg (CaSO4,CaCl2,MgSO4,MgCl2). Кипячение не устраняет некарбонатную жесткость.

Применение жёсткой воды инициирует появление осадка (накипи) на стенках. Употребление жёсткой или мягкой воды в основном не сказывается на здоровье человека, однако есть данные о том, что высокая жёсткость влияет на образование мочевых камней, а низкая — незначительно увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Для численного определения жёсткости воды устанавливают концентрацию в ней катионов кальция и магния.

По степени жёсткости разделяют воду:

мягкую (до 2 мг-экв/л),

средней жёсткости (2-10 мг-экв/л),

жёсткую (более 10 мг-экв/л).

Методы устранения жесткости воды.

Ниже приведены основные методы устранения жесткости воды, некоторые из которых применяются и для умягчения питьевой воды.

Обратный осмос. Воду пропускают через полупроницаемые мембраны (обычно, полиамидные). Кроме этого, вместе с солями жёсткости устраняется и много других солей. Эффективность фильтрации достигает 99,9 %. Одними из недостатков этого метода является необходимость предварительной подготовки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану, а также то, что такая вода не рекомендуется для употребления, так как по сути является «мертвой». Для «оживления» такую воду искусственно насыщают минералами.

Электродиализ. Под действием электрического поля из воды устраняются соли. Устранение ионов растворенных элементов происходит за счёт специальных мембран. Результат такой же как и при использовании метода обратного осмоса – устраняются и другие соли, кроме ионов жёсткости.

Термическаяобработка. За счет кипячения воды удаляется только временная (карбонатная) жёсткость.

Реагентное умягчение. В воду добавляют соду или гашеную известь. При этом соли кальция и магния становятся нерастворимыми соединениями и, в следствии этого, выпадают в осадок.

Катионирование. Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдавая ионы натрия или водорода. Эти методы соответственно называются Na-катионирование и Н-катионирование. При правильно подобранной ионообменной загрузке жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом — до 0,01 мг-экв/л.

Лучшим реагентом для устранения общей жесткости воды является ортофосфат натрия Na3PO4:

3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓+ 6NaHCO3

3MgSO4 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓ + 3Na2SO4

Ортофосфаты кальция и магния очень плохо растворимы в воде, поэтому достигается лучшее умягчение воды. В промышленности с помощью ионообменных фильтров заменяют ионы кальция и магния на ионы натрия и калия, получая мягкую воду. Определенное умягчение воды происходит и в бытовых фильтрах для питьевой воды. Отфильтрованная вода дает меньше накипи. Полностью очистить воду можно методом перегонки(дистилляцией)


Возврат к списку

...