Что такое жесткость и щелочность воды каковы отношения между ними

Что такое жёсткость воды и как её определить

Содержание в воде растворимых солей магния и кальция определяет жёсткость воды. Если таких солей много – вода называется жесткой. Такая вода оставляет накипь на посуде, разводы в чае, портит технику и, нередко, пагубно влияет на здоровье людей. Жёсткая вода – загрязнение, с которым следует бороться. К счастью, на практике не так уж сложно обезопасить своё здоровье и технику от пагубного влияния жёсткой воды.

Разберёмся, что нужно знать о жёсткости питьевой воды – какая бывает, от чего вода становится жёсткой и как защитить себя от влияния жёсткой воды.

Какие соли обуславливают жёсткость природной воды, откуда они берутся

Вода в наши краны и колодцы попадает из природных источников. Это профильтрованная землёй и песком речная, озёрная и родниковая вода. По пути до водозабора она растворяет соли, содержащиеся в земле и породах. В основном, это неорганические соли. Наиболее опасные соединения удаляются из воды при подготовке к подаче в краны, но многие неорганические соли так и остаются в воде – такая вода попадает в водопроводную систему. Если речь идёт о частном доме с колодцем или скважиной, то вся очистка воды ложится на плечи жильца.

Состав воды зависит от состава почв и минералов местности, а также времени года и других природных факторов. Общее количество минералов, содержащееся в питьевой воде, называют общей минерализацией воды (TDS). Чаще всего в воде содержатся соли магния и кальция, которые и вызывают жёсткость воды.

От чего зависит присутствие соли жёсткости в воде

В каких регионах вода будет жёсткой? Можно ли это предсказать ещё до покупки квартиры или дома? Жёсткость зависит от того, какие минералы преобладают в почве в месте водозабора и вообще по пути воды от водоёма до крана. К сожалению, верно предсказать качество воды в местности сможет только геолог или специалист сходного профиля. Лучше спросить у соседей, посмотреть на официальные число от Водоканала или самим сделать анализ воды.

От чего зависит, насколько жёсткой будет вода:

• Не зависящих от человека процессов в земной коре;
• Состава полезных ископаемых в местах протекания воды;
• Интенсивности растворения тех или иных горных пород;
• Сезонности.

Состав воды непостоянен и зависит от множества факторов. Например, вода из поверхностных источников постоянно разбавляется осадками, а из земли – меняет своё направление. Чем глубже пролегает водный путь, тем более стабильный состав воды.

Зачем определять жёсткость воды?

Markdown

Определить, что вода жёсткая, совсем несложно. Обычно это видно по накипи в чайнике, белым разводам на посуде и на кране ванной, а также плохому вспениванию моющих средств.
Но также проводят точное, количественное определение уровня жёсткости воды. Что определяет жёсткость воды? Можно ли без вреда для здоровья пить такую воду, можно ли не бояться за нагреватели воды, посуду и работоспособность техники?. Если вы знаете значение жёсткости, то можете рассчитать количество средства для чистки стиральных машин, посудомоечных машин или кофеварки. А можно уменьшить жесткость воды.
### Основные бытовые преимущества мягкой воды:
- Моющие средства лучше пенятся – нужно в 2-3 раза меньше средства для мытья посуды, полов или даже шампуня и геля для душа.
- Грязь с мебели, тканей и обуви смывается значительно быстрее и более полно.
- Посуда моется быстрее – мягкая вода лучше смывает жир.
- Трубы не засоряются изнутри, речь идёт как о водопроводных трубах, так и о трубках водонагревателей, фильтров и т.д.
- Все приборы, которые контактируют с водопроводной водой, прослужат в 3-5 раз дольше.
### Умягчение воды в квартире
или частном доме – отличное вложение, которое в будущем значительно снизит расходы и силы, потраченные на ремонт и замены. Также не рекомендуется постоянно пить жёсткую воду.
### Нормальная по жёсткости вода для человека:
- Уменьшает риск камней в почках.
- Улучшает здоровье сердца и сосудов.
- Улучшает состояние волос и кожи.
- Снижает риск аллергий и гиперчувствительности.
## Шкала жёсткости
Жёсткость измеряется с помощью специальной шкалы, единицы жёсткости воды – моли на кубический метр. В быту встречаются и другие обозначения. Если вы живёте в России, то можете увидеть такие обозначения – 1°Ж – градусы или миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л или мэкв/л).
### Нормы жёсткости для воды
| Обозначение | Нормы жёсткости |
|-------------|------------------|
| 1°Ж | 1 мг-экв/л |
Нормы по водопроводной воде допускают жёсткость вплоть до 7 мг экв/л. К сожалению, нормы не всегда комфортны для обывателя. Так, дискомфорт и снижение сроков работы техники вызывает уже жёсткость воды 4 мг экв/л.
### Нормы жёсткости для питьевой воды
Так выглядит таблица жёсткости воды.

## Единицы измерения жёсткости воды
Единицы измерения жёсткости и сами значения регламентируются различными нормативными документами.
## Нормативы по ГОСТ
- Вода из-под крана: Mg до 50 мг/мл
- Бутилированная вода: Ca 25-130 мг/л и Mg 5-65 мг/л
- Вода для хозяйственных и питьевых целей: Жёсткость не больше 7-10 мг-экв/л
- Напитки: Не более 7 мг-экв/л
## Международные нормативы
- ВОЗ: 10-30 мг Mg и 20-80 мг Ca на литр
- ЕС: Не выше 1,2 мг-экв/л
## Вредность воды без минеральных солей
Вода без минеральных солей вредна для организма. Отсутствие солей кальция в воде вымывает кальций из костей и мышц. Нормативы также устанавливают минимальное значение параметров в воде.
## Минимальные значения
В питьевой воде должно быть:
- Не менее 0,12 мг/дм3 ионов кальция
- Не менее 0,04 мг/дм3 ионов магния
- Не менее 2 мг/дм3 анионов соляной и серной кислот.
## Измерение жёсткости воды в домашних условиях
Измерение жёсткости воды необходимо для контроля её качества. Рассмотрим основные способы измерения.
## Способы измерения
- Тест полоски из зоомагазина
- Лакмусовая полоска
- Комплект для самостоятельного анализа воды
## Жёсткость по формуле
Расчет жёсткости можно провести по формуле, используя содержание ионов и объем воды.
## Определение жёсткости воды в лаборатории
Если самостоятельное измерение жёсткости воды и перевод в мг-экв/л не для вас, можно заказать анализ в лаборатории. Получите развернутый анализ по различным параметрам воды.

Важно знать уровень жесткости воды в вашем доме или на даче. Вы можете провести анализ воды в лаборатории, чтобы узнать все значимые для здоровья показатели. Регулярная проверка качества питьевой воды в лаборатории является обязательным условием безопасной жизни вне города, особенно если у вас есть колодец или скважина.

Анализ воды

Если вы живете в городе, вы можете узнать значение жесткости воды и другие показатели на сайте местного водоканала. Однако перед установкой фильтра все равно рекомендуется провести анализ в проверенной лаборатории.

Как понизить жесткость в питьевой воде

Есть несколько способов понизить жесткость воды. Один из самых простых способов – установить фильтр обратного осмоса. Этот фильтр убирает все загрязнители, обеспечивая дом чистой питьевой водой.

Другой способ – использовать картридж со специальным смягчающим эффектом. Важно регулярно обновлять картридж, чтобы обеспечить эффективную фильтрацию воды.

Способы фильтрации

В быту также используются такие способы как кипячение, отстаивание и использование талой воды. Однако они могут быть трудоемкими и не обеспечивать достаточного качества воды для бытовой техники.

Лучшим способом борьбы с жесткой водой является установка качественной фильтрующей системы. Если у вас есть сомнения в качестве воды в вашем доме, оставьте заявку на нашем сайте для проведения подробного анализа и выбора наиболее подходящего решения.

Жесткость воды

Жесткость воды зависит от уровня концентрации растворенных солей и является важным показателем качества воды. Жесткая вода может вызывать различные проблемы, такие как накипь на бытовой технике и ощущение жесткости после мытья волос.

Нормы жесткости воды

Нормальным считается уровень жесткости воды от 7 до 8,5 dh. Избыток кальция в воде может вызывать проблемы как в быту, так и для здоровья. Поэтому важно контролировать уровень жесткости воды и принимать меры по ее снижению.

В целом, знание уровня жесткости воды и применение соответствующих методов фильтрации может существенно повлиять на ваше здоровье и качество бытовой техники.

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

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.

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:

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:

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.

Жёсткость воды́, совокупность свойств воды, обусловленных наличием в ней растворённых солей двухзарядных катионов, преимущественно кальция и магния. В зависимости от природы сопутствующих катионам Ca2+ и Mg2+ анионов жёсткость воды подразделяют на временную и постоянную. Временная жёсткость воды обусловлена присутствием в воде растворимых гидрокарбонатов Ca и Mg (т. н. карбонатная жёсткость воды) и устраняется кипячением воды. Постоянная (некарбонатная) жёсткость воды обусловлена наличием хлоридов, сульфатов, силикатов, нитратов и фосфатов Ca и Mg; кипячением не устраняется.

Общая жёсткость воды складывается из временной и постоянной жёсткости. Количественно общая жёсткость воды выражается в градусах жёсткости (различаются для разных стран). Принятый в РФ градус жёсткости (°Ж) соответствует концентрации щёлочноземельного элемента, численно равной 1/2 его моля, выраженной в мг/дм3 (г/м3). Жёсткость воды при раздельном количественном определении ионов щёлочноземельных элементов вычисляют по формуле

Различают воду мягкую (до 4 °Ж), средней жёсткости (4–8 °Ж), жёсткую (8–12 °Ж) и очень жёсткую (более 12 °Ж). Верхний предел жёсткой воды в системах водоснабжения составляет, как правило, 7 °Ж. Жёсткость природной воды колеблется в широких пределах (для рек и озёр в тайге и тундре составляет 0,1–0,2 °Ж, морей и океанов – 80–100 °Ж) и в одном и том же источнике изменяется в зависимости от времени года.

Использование жёсткой воды приводит к образованию шлаков и накипи (отложению твёрдых солей) на стенках паровых котлов, в трубах и др., снижает эффективность моющих средств. Высокая жёсткость ухудшает органолептические свойства воды. Длительное употребление мягкой воды, обладающей низким содержанием Ca и Mg, не рекомендуется, т. к. эти макроэлементы необходимы организму и их дефицит может стать причиной различных заболеваний.

Для снижения жёсткости воды (умягчения) применяют кипячение (термоумягчение), внесение в воду специальных реагентов (фосфатов натрия, карбоната натрия, гидроксида кальция и др.) с последующим отделением осадка, используют методы ионного обмена и обратного осмоса, устанавливают специальные фильтры.

Опубликовано 21 июня 2023 г. в 11:41 (GMT+3). Последнее обновление 21 июня 2023 г. в 11:41 (GMT+3).

При проектировании системы умягчения воды жесткость (YD) и щелочность (JD) воды являются двумя общими и важными параметрами. Что они означают? И какая между ними связь?

Твердость (ярд)

Обычно воду, содержащую жесткость, называют жесткой, а воду, в которой удалена жесткость, называют умягченной водой или мягкой водой.

Ионы кальция и магния являются основными катионами в природной воде, которые присутствуют практически во всех природных водах, обычно люди называют суммарное содержание кальциевой и магниевой жесткости в воде “общая жесткость”, где кальциевая жесткость включает: бикарбонат кальция, карбонат кальция, сульфат кальция, хлорид кальция и др.; жесткость магния включает: бикарбонат магния, карбонат магния, сульфат магния, хлорид магния и т. д.

Кроме того, жесткость также можно разделить на две категории карбонатной жесткости и некарбонатной жесткости в зависимости от типа аниона, из которого она состоит.

Концентрация солей, состоящих из ионов кальция и магния и бикарбоната или карбоната в воде, называется карбонатной жесткостью. В карбонатной жесткости природной воды обычно преобладает гидрокарбонатная, поэтому природная вода нейтральна.

Карбонатная жесткость в высокотемпературной воде возникает в последующей реакции разложения и приводит к образованию осадков, если осадки на нагретой поверхности осадки образуют накипь, если осадки в котловой воде образуют шлак, шлак можно удалить путем дренажа котла, но если дренаж несвоевременно, шлак тоже превратится в накипь.

Некарбонатная жесткость относится к воде в дополнение к карбонатным, кальциевым, магниевым ионам и другим анионам (таким как сульфатные, хлоридные ионы, силикатные и т. д.), состоящим из содержания солей.

Содержит некарбонатную жесткость воды в котле, с концентрацией испарения котла, концентрация ионов увеличивается, а сульфат и силикат кальция и другие продукты растворимости и растворимости в воде будут уменьшаться с повышением температуры, когда концентрация продукта ионов больше растворимости продукта выпадет в осадок, а на поверхности нагрева накипь.

Щелочность (JD)

Щелочность – это количество класса веществ, которое указывает на способность воды принимать ионы водорода (Н+).

Щелочность в воде в основном складывается из ОН-, СО32-, НСО3- и других небольших количеств солей слабых кислот. В природной воде,

большая часть щелочи существует в форме HCO3-, и только очень небольшое количество природной воды, если щелочность очень высока, будет иметь небольшое количество CO32-; HCO3- разлагается на CO32- после нагревания воды в кастрюле и далее гидролизуется с образованием OH-. Поэтому большая часть щелочи в котловой воде существует в форме CO32- и OH-.

Если в котел поступает вода, содержащая карбонатную жесткость, то щелочность котловой воды будет снижаться за счет образования карбонатной накипи или шлака;

если умягченная вода используется в качестве питательной воды для котла, щелочность воды в котле будет увеличиваться по мере того, как котел испаряется и концентрируется, потому что умягченная вода только устраняет жесткость и сохраняет щелочность. Поэтому, когда щелочность котловой воды слишком высока, умягчение – требуется щелочная восстановительная обработка.

Связь между жесткостью и щелочностью

Различают три случая жесткости и щелочности природной воды:

Жесткость выше щелочности: в такой воде Ca2+ и Mg2+ сначала образуют карбонатную жесткость с HCO3-, а оставшиеся Ca2+ и Mg2+ образуют некарбонатную жесткость с другими анионами, такими как SO42- и Cl-, большая часть природной воды относится к эта ситуация;

Жесткость, равная щелочности: в такой воде все Ca2+ и Mg2+ образуют карбонатную жесткость с HCO3-, когда нет ни некарбонатной жесткости, ни остаточной щелочности, что редко встречается в природной воде;

Жесткость меньше, чем щелочность: эта вода называется щелочной водой, Ca2+, Mg2+ все с HCO3- образуют карбонатную жесткость, остальные HCO3- с Na+, K+ образуют натриево-калиевую щелочность, также известную как отрицательная жесткость. Некарбонатной жесткости в такой воде в принципе нет, и ее называют отрицательной жесткой или щелочной водой, и только отдельные районы имеют такую ​​природную воду.

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:

Принято классифицировать жесткость воды следующим образом:

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.

В целом, жесткость поверхностных вод меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).

Приемлемость жесткости воды для питьевых нужд зависит от конкретных местных условий. Порог вкуса для иона кальция находится в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния – значительно ниже (в отдельных случаях приемлема вода жесткостью в 10 мг-экв/л). Жесткая вода имеет горьковатый вкус и негативно воздействует на органы пищеварения, органолептические свойства воды отвечают низкому уровню.

Однако мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость и может, в зависимости от значения рН и других параметров влиять на коррозионную активность водоводов (в данном случае повышать их устойчивость и работоспособность). В теплотехнике в некоторых случаях проводят специальную химподготовку воды с целью достижения оптимального и эффективного соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.

Умягчение воды

Умягчением воды называют процесс удаления ионов Ca2+ и Mg2+. Общая жесткость воды определяется суммарной эквивалентной концентрацией ионов кальция и магния.

Для численного выражения жесткости воды в большинстве случаев используют мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр).

По величине жесткости различают воду мягкую (до 2 мг-экв/л), средней жесткости (2–10 мг-экв/л) и жесткую (свыше 10 мг-экв/л).

Вода для промышленных целей (пищевая промышленность, электроэнергетика) проходит очистку от солей жесткости до норм и ГОСТов для данного производства. К примеру, для водочного производства установлена предельная жесткость 0,2 мг-экв/л, для производства соков −0,7 мг-экв/л. Вода же, используемая в электроэнергетике, требует глубокого обессоливания. В таких случаях используют цепочку катионитных и анионитных фильтров с последующей декарбонизацией и полного обессоливания на фильтрах смешанного действия.

В бытовых условиях использование воды повышенной жесткости приводит к зарастанию нагревательных элементов отопительных котлов и бойлеров карбонатами. Вы и сами не раз становились свидетелями этого процесса, очищая накипь в чайнике. По нормам ВОЗ оптимальной жесткостью питьевой воды считается 1–2 мг-экв/л. Средняя жесткость для Москвы и Московской области приблизительно равна 5 мг-экв/л. Следовательно, наша вода нуждается в очистке от солей жесткости, или, другими словами, умягчении воды.

Наиболее простой и экономичный способ очистки от солей жесткости – ионный обмен. Производительность установок определяется их размером и содержанием ионообменной смолы. В качестве регенерирующего агента используют 6–12% раствор хлорида натрия – поваренной соли. При проведении регенерации противотоком значительно улучшается качество регенерации. Регенерация может производиться по истечению времени или после пропуска определенного количества очищенной воды.

Наши специалисты проводят грамотный подбор оборудования для очистки воды и умягчения воды. Из анализа воды определяется содержания солей жесткости, после чего мы сможем предложить Вам именно то оборудование, которое оптимально лучше.

Схема подключения и принцип работы фильтра умягчения

Исходная вода подается на фильтр (1) очистки от механических примесей. Песок, частицы ржавчины и другие крупные нерастворимые частицы удаляются на этой стадии с целью уменьшения риска повреждения клапанов блока управления фильтром умягчения, а также для уменьшения вероятности снижения эффективной емкости ионообменной смолы.

Далее вода направляется на стадию умягчения воды и доочистки от остаточного железа. Фильтр умягчения воды состоит из корпуса (3), заполненного ионообменной смолой, автоматического блока управления и бака-солерастворителя (2).

Умягчение воды на установке осуществляется методом ионного обмена на натрий-катионитной смоле. Частицы ионообменной смолы представляет собой нерастворимые высокомолекулярные соединения в виде шариков диаметром меньше миллиметра. Наличие у молекул смолы функциональных ионогенных групп обуславливает способность последней вступать в реакции обмена с ионами раствора. При фильтровании исходной воды через слой ионообменной смолы происходит замещение ионов кальция и магния, находящихся в воде, на ионы натрия функциональных групп смолы.

В процессе работы фильтра ионнообменная смола постепенно насыщается ионами кальция, магния. Для восстановления способности смолы умягчать воду, смолу необходимо прорегенерировать раствором поваренной соли. Во время регенерации смола отдает в раствор накопленные соли кальция и магния, и забирает из раствора соли натрия, переходя таким образом в исходное рабочее состояние.

Необходимая для приготовления регенерирующего раствора таблетированная поваренная соль находится в баке-солерастворителе

Вода — мощный природный растворитель, который впитывает множество сторонних веществ. Не все из них полезны для организма. Чрезмерное количество нежелательных примесей делает воду жесткой: шампуни и мыло плохо в ней мылятся, после мытья кожа ощущается стянутой, на волосах появляется налет. Такую воду неприятно пить, использовать для приготовления еды, применять в домашнем хозяйстве.

Что такое жесткость воды (определение)

Под термином «жесткость» подразумевают содержание солей распространенных щелочноземельных металлов, преимущественно кальция и магния. Это важный показатель, влияющий на характеристики H2O, с ним приходится считаться.

При простом анализе воды определяют Жобщ, при расширенном исследовании проб рассчитывают содержание кальция, магния и иных элементов.

В чем измеряется жесткость воды

Системные и внесистемные международные единицы измерения:

В РФ применяют единицы измерения: мг-экв/л и °Ж (ГОСТ 31865-2012). 1 мг-экв/л = 1°Ж = 1/2 ммоль = 50.05 ppm, что соответствует содержанию 20 мг Ca2+ и 12 мг Mg2+ в одном литре водного раствора.

Нормы жесткости для питьевой воды в России

Безопасные показатели и предельно допустимая концентрация (ПДК) установлены для общей (суммарной) Жобщ. Для питьевой воды нормативы определяет действующие ГОСТ 31954-2012, ГОСТ 57165-2016 и недавно вступившие в силу СанПиН 1.2.3685-21 и ГОСТ Р 70152 2022:

Отдельно нормируются показатели для расфасованной (бутилированной) воды по СанПиН 2.1.4.1116-02. Для напитков высшей категории Жобщ = 1,5–7°Ж, Ca — 25–80 мг/л, Mg — 5–50 мг/л.

Польза и вред жесткой воды для организма

Оптимальная жесткость питьевой воды — 5°Ж, такая концентрация обеспечит организм достаточным количеством магния (10–30 мг/л) и кальция (20–80 мг/л). Эти цифры совпадают с рекомендациями ВОЗ. Большие отклонения в обе стороны нежелательны и опасны.

Излишки солей, не участвующих в обменных процессах:

Мягкая вода тоже небезопасна: она вымывает из тела микроэлементы и минералы, включая кальций, что делает кости хрупкими и ломкими, вызывая остеопороз.

Как определить жесткость воды в домашних условиях

Не имея приборов, легко узнать о высокой концентрации солей по косвенным признакам их присутствия:

Более точный результат можно получить, используя полоски-индикаторы, которые продаются в аптеке, интернет-магазинах, центрах продажи бытовой техники. К ним прилагается шкала яркости, которая поможет определить концентрацию солей по цвету.

Также в домашних условиях легко измерить жесткость воды с помощью солемера (TDS-тестера). Прибор опускают в воду, удерживают включенным в течение 2 секунд, анализируют показатели в ppm: до 150 — мягкая; в пределах 300 — допустимой жесткости, свыше 500 — опасная.

Как снизить жесткость питьевой воды

«Домашние» методы — долгое отстаивание, длительное кипячение — не решат проблему. Бытовые угольные фильтры быстро засоряются, их приходится часто менять, это хлопотно. Дорогие обратноосмотические установки деминерализуют воду, в ней почти не остается полезных микроэлементов, нужен отдельный блок минерализации.

Многие люди, приверженцы ЗОЖ, перешли на бутилированные напитки. Это разумное решение.

Вода, расфасованная в бутыли разной емкости:

Обогащенная кислородом бутилированная вода гораздо безопаснее той, что централизованно подается в дома со станций водоочистки, но успевает загрязниться, протекая по многокилометровым трубопроводам: она вбирает частицы ржавчины и илистых отложений, которые оседают на стенках труб.

В расфасованной жидкости нет вредоносных примесей, вирусов, болезнетворных бактерий. Хотите получить безупречное сочетание чистоты, вкуса и пользы — заказывайте бутилированную воду для дома и офиса.

Общая, временная, постоянная

Что такое жесткость воды? Казалось бы, все просто: это совокупность свойств, связанных с концентрацией растворенных солей щелочноземельных металлов, в первую очередь, кальция и магния. На самом деле жесткость бывает разной, и от ее типа зависит возможность использования воды для питья и технических целей и необходимые процедуры предварительной подготовки.

Какая бывает жесткость

В стандартных анализах указывают общую жесткость воды, то есть — содержание всех солей, растворенных в воде. Но этот показатель подразделяется на два: постоянную и временную.

Зачем определять временную и постоянную жесткость

Понимание долей карбонатной и некарбонатной жесткости в общем показателе помогает понять:

Сложная система водоочистки может сделать водозабор из ближайшего источника нерентабельным. В зависимости от задач предприятия может оказаться более выгодным обеспечить подвоз питьевой воды или сэкономить на очистке, но заложить в бюджет более частый ремонт оборудования.

Снизить временную жесткость можно:

Чтобы убрать все соли, используют диализ (нанофильтрацию), ионообмен, а для небольших объемов — дистилляцию и вымораживание. Максимальной эффективности удается добиться, сочетая несколько методов.

Как в лаборатории измеряют показатели жесткости воды

Существует несколько методов определения жесткости воды.

Комплексонометрический метод определяет только общую жесткость. Для его применения нужно привести образец к достаточным показателям мутности и цветности, удалить некоторые вещества, привести к допустимым значениям водородный показатель и, наконец, оттитровать в присутствии индикатора. Подготовка пробы в большинстве случаев оказывается крайне трудоемкой, а любая ошибка приводит к погрешностям в измерениях.

Гораздо эффективнее метод масс-спектрометрии, который используется в аккредитованной лаборатории «Веста». Он менее чувствителен к примесям в образце. Метод практически не зависит от человеческого фактора: анализ полностью автоматизирован, а точность измерений гарантирована своевременными поверками и регулярным участием в межлабораторных сличительных испытаниях.

Исследование позволяет точно установить не только уровень общей жесткости, но и вклад в него карбонатов и других солей. Это дает полную картину качества воды в источнике, позволяет более обоснованно подойти к вопросу водоподготовки и получить более предсказуемый результат.

Версия для печати

Мир против ГМО от Monsanto

Американская корпорация Monsanto – мировой лидер по производству и поставкам генно-модифицированных семян.