Способы очистки и обезжелезивания воды

Вода, которую нам приходится использовать для бытовых нужд или употреблять в пищу не всегда отвечает тем санитарным нормам, которые необходимы и содержит вредные химические элементы, опасные для жизни человека. Некоторые из них выпадают в осадок, а другие придают воде неприятный мутный цвет.

Методы борьбы с такими недостатками могут быть различными, но для достижения максимального эффекта их используют в совокупности. Давайте разберёмся, что влияет на качество воды, и какое решение может стать наиболее эффективным, чтобы получать чистую воду.

Что такое жесткость воды?

Многим людям приходится постоянно сталкиваться и использовать в быту жёсткую воду и о проблемах такого рода, они могут рассказать на своём примере. Первое, что приходит на ум — это возникновение накипи в электрических чайниках, утюгах и иных водонагревательных приборах. Появление плёнки на поверхностях, неприятный запах от посуды и возникновение проблем с кожей на руках.

Под «жёсткостью воды» понимают уровень растворенных в ней солей, а именно кальция и магния. Совокупное содержание этих элементов и называют общей жёсткостью воды. В природе встречается постоянная и временная жёсткость.

Временная жёсткость,  имеет второе название — карбонатная, в её состав входят гидрокарбонаты кальция и магния. Они могут составлять до 80% от общей жёсткости воды и удаляются при кипячении, выпадая в осадок с выделением углекислого газа.  После кипячения оставшаяся жёсткость называется постоянной, в состав  воды в этом случае входят сульфаты и хлориды.

Применение в обиходе жёсткой воды влечёт за собой обязательное появление проблем, как для здоровья  человеческого организма, так и для оборудования, используемого в доме. Если у человека не сразу заметны проблемы, то бытовая техника быстро выходит из строя и следствием этого является дорогостоящий ремонт.

Несмотря на то, что принято считать не опасным употребление мягкой или жёсткой воды, но проблемы с волосами и кожей на руках вряд ли добавят здорового вида человеку. А также результатом постоянного употребления жёсткой воды является образование камней в мочевом пузыре.

В быту жёсткая вода доставляет немало хлопот  и приводит к дополнительным тратам.  Увеличивается расход на средства для мытья посуды, так как в карбонатной воде пена образуется плохо и трудно вымывается жир. Одежда после стирки теряет свой прежний вид, а ткань становится более грубой. В чайниках известковый налёт не доставляет больших неудобств, его всегда можно удалить, а вот в стиральных и посудомоечных машинах такой налёт оборачивается бедой. Водонагреватели выходят из строя из-за обильного слоя накипи, образующиеся на стенках труб и котлов.

Данные наросты на водонагревательных элементах увеличивают потребление электроэнергии  в среднем на 10%. Из-за жёсткой воды быстро  изнашиваются такие необходимые детали как: клапаны, терморегуляторы, фильтры, датчики, которые показывают неправильные показания. Площадь сечения труб – уменьшается и это приводит к увеличению гидравлического сопротивления. И это далеко не все проблемы, которые связаны с использованием  жёсткой воды.

В настоящее время существуют методы борьбы, в результате которых вода «смягчается». Самый простой способ – кипячение. Определённого смягчения воды можно добиться, если использовать фильтры для воды с несколькими уровнями очистки. Удобно использовать фильтрованную воду для приготовления пищи. Для стиральных машин фильтры ставят сразу на ввод воды, и в машину уже попадает смягчённая вода. Хотя разные способы по-разному влияют на воду, у специалистов нет единого мнения, какой из них является наилучшим.

Способы устранения жесткости воды

Обратный осмос

Данный метод является основным для очистки столовой воды. Здесь применяются синтетические полупроницаемые мембраны, которые способны задерживать химические соединения, за исключением кислорода, воды и углекислого газа. Эффективность такого способа 99,9%, но есть и свои недостатки. Человек привык получать определённые соли магния, натрия и других элементов.  В этом случае вода без солей нуждается в дополнительной минерализации, но другие люди считают, что для утоления жажды достаточно воды с составом H₂O, а иные химические элементы можно получить из пищи и добавок.

Реагентное смягчение воды

В данном случае в воду поступают минералы, их количество вполне безопасно для человека. Совокупность солей кальция и магния выпадают в осадок в виде нерастворимых соединений.

Данный способ вполне оправдан при больших расходах воды, он не связан с решением возникших проблем, таких как:  точная дозировка реагента и фильтрация образовавшегося осадка.

Метод катионирования

В его основе фильтрация воды  с применением ионообменных гранулированных загрузок, в основе которых лежат смолы. В результате данной загрузки полностью поглощаются катионы солей жёсткости – происходит образование солей натрия и водорода.

Со временем катионовый фильтр теряет свои свойства и ослабевает способность смягчать воду, тогда необходима регенерация. В ходе этого процесса фильтр заряжается ионами натрия и водорода, благодаря поваренной соли.

Магнитная очистка

Роль магнитных очистителей в том, чтобы препятствовать образованию накипи и разрушить имеющиеся образования. Внутри данных приборов находится как минимум по три магнита, благодаря которым вода проходит обработку магнитным полем.

В результате воздействия сил взаимного притяжения, молекулы воды могут объединиться в кластеры вокруг различных примесей и микрочастиц.  В жёсткой воде при кипячении  кластеры разрушаются, и образуется новое вещество – карбонат кальция и именно его мы можем увидеть на трубах  и нагревателях в виде осадка.

При воздействии магнитов на холодную воду, в структуре воды на молекулярном уровне происходят колебательные движения и кластеры распадаются. В результате данного распада, освободившиеся частицы образуют новое вещество – карбонат кальция и постепенно к нему присоединяется все больше и больше новых молекул в результате кристаллизации вещества.

В итоге, вместо ожидаемой твёрдой накипи получаются частицы  с другой структурой, они легко удаляются при помощи фильтра, а на нагревательных элементах и трубах  не будет никаких отложений. Потом уже продолжаются иные химические процессы, в результате которых выделенные ионы кальция присоединяются к микрокристаллам, плавающим в воде. Ранее образованная накипь –  разрушается и смывается с труб. Данный способ смягчения воды экологически безопасен, не нуждается в использовании химических реагентов, а магнитное поле не влияет на биологический состав воды.

Очистка воды от железа

Подземные воды довольно часто окрашены в бурый цвет и от них доносится неприятный металлический привкус из-за того, что в составе находится железо. Но не стоит удивляться, железо довольно распространённый химический элемент в природе, но под его воздействием образуется ржавчина и зарастает  накипью трубопровод, уменьшая скорость подачи воды и давление в трубе.

При использовании жёсткой воды накипь на трубах очень сложно вывести.  Избавить воду от железа – это куда более сложная задача, чем просто смягчение воды, потому что железо может быть в разных формах. Оно может быть в растворённом виде, взвешенном или в сочетании с другими химическими элементами. Обычно используется два основных способа избавления от железа.

Первый способ — окисление кислородом воздуха, он будет актуальным там, где уровень PH>6,8 не присутствует марганец и сероводород, но все остальные данные соответствуют норме.

Второй способ.  — окисление воды с помощью введения специальных реагентов, которые по своим свойствам агрессивнее воздуха. Такой способ используется во всех остальных случаях, кроме первого.

Итак, чтобы удалить из воды железо и сероводород необходимо воспользоваться фильтрами, основная функция которых обезжелезивание. Вода очищается в результате окисления железа, которое осаждается на поверхности и удаляется при промывке.

В загородных домах могут использовать метод каталитического окисления, когда железо выпадает в осадок и выводится в канализацию. В качестве фильтра применяются различные природные вещества, в составе которых есть двуокись марганца.