Жесткость воды - актуальная проблема для многих регионов. Отложения солей на бытовых приборах и трубах, плохое качество стирки, сухость кожи после водных процедур - с этим сталкивались многие. Но что же такое жесткая вода? Каковы причины и последствия повышенной жесткости? И главное - как избавиться от нежелательных эффектов жесткой воды простыми и доступными способами? Обо всем этом - в нашей статье.
Определение жесткости воды
Жесткость воды - это совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворенных солей щелочноземельных металлов, главным образом, кальция, магния и железа.
Эти соли в народе называют "солями жесткости" . Их наличие в воде объясняет такие неприятные эффекты, как:
- образование накипи на нагревательных элементах и трубах
- плохое пенообразование мыла при мытье
- сухость кожи после водных процедур
Для численной оценки жесткости обычно указывают концентрацию в воде катионов (положительно заряженных ионов) кальция Ca2+ и магния Mg2+. Жесткость измеряют в мг-экв/л или в градусах жесткости (1°Ж = 1 мг-экв/л).
Виды жесткости
Различают два основных вида жесткости:
- Временная (карбонатная) жесткость
- Постоянная (некарбонатная) жесткость
Временную жесткость можно устранить кипячением воды, при котором гидрокарбонаты кальция и магния переходят в нерастворимые карбонаты этих металлов и выпадают в осадок (образуется накипь).
Постоянную жесткость таким способом удалить нельзя. Для ее снижения применяют другие методы, о которых речь пойдет ниже.
Причины повышенной жесткости
Основная причина повышенной жесткости природных вод - растворение горных пород, содержащих соединения кальция и магния (известняки, доломиты и др.). Через такие породы проходят подземные и грунтовые воды, насыщаясь ионами жесткости.
Жесткость воды может существенно различаться в разных регионах в зависимости от геологии:
- Поверхностные воды обычно мягче подземных
- Во время дождей и паводков жесткость снижается из-за разбавления мягкими осадками
- Летом из-за испарения жесткость возрастает
Таким образом, сезонные колебания характерны главным образом для поверхностных источников воды. Подземные воды отличаются относительно постоянной жесткостью в течение года.
Последствия использования жесткой воды
Повышенная жесткость воды имеет ряд негативных последствий:
- Ускоренное образование накипи в трубах и бытовых приборах, что сокращает срок их службы и повышает энергозатраты.
- Накипь засоряет каналы теплообменников, ухудшая теплопередачу и приводя к перерасходу энергии.
- Плохое качество стирки из-за взаимодействия Ca и Mg с ПАВами.
- Увеличение расхода моющих средств для получения того же эффекта.
- Сухость кожи, раздражение слизистых.
Как видно, последствия жесткости сказываются в основном на работе бытовой техники и качестве стирки, а также вызывают неприятные ощущения при водных процедурах. Хотя с медицинской точки зрения жесткая вода не опасна при умеренном потреблении.
| Жесткость воды | Характеристика |
| 0-2 °Ж | Очень мягкая |
| 2-4 °Ж | Мягкая |
| 4-8 °Ж | Средняя |
| 8-12 °Ж | Довольно жесткая |
| >12 °Ж | Очень жесткая |
Для питьевой воды оптимальной считается жесткость в пределах 4-8°Ж. Такая вода безопасна для здоровья и не вызывает бытовых проблем с отложениями накипи и засором труб.
Жесткость воды выше 8-10°Ж уже требует принятия мер для ее умягчения, о которых поговорим далее.
Способы снижения жесткости воды
Существует несколько основных способов борьбы с избыточной жесткостью воды:
- Кипячение (удаление временной жесткости)
- Использование специальных фильтров-умягчителей
- Применение реагентов-преобразователей жесткости
- Установка более сложных станций водоподготовки
Рассмотрим эти методы подробнее.
Кипячение позволяет избавиться от временной жесткости за счет осаждения гидрокарбонатов. Однако на постоянную жесткость это не действует. Поэтому данный способ хорош для вод с невысокой долей постоянной жесткости.
Бытовые фильтры-умягчители используют ионообменные смолы или электромагнитную обработку воды. Эффективны, компактны, просты в использовании. Минус - требуют регулярной замены картриджей или регенерации смол.
Добавление в воду реагентов типа гексаметафосфата натрия образует малорастворимые соединения Ca и Mg, удаляемые фильтрованием. Эффект зависит от дозы реагента. Требует последующей фильтрации.
Станции водоподготовки могут полностью удалять любую жесткость методами ионного обмена или обратного осмоса. Эффективны, но дороги в установке и обслуживании.
Таким образом, выбор оптимального метода зависит от исходной жесткости воды, требований к конечному результату и финансовых возможностей. Комбинация нескольких подходов часто дает наилучший результат.
Другие способы борьбы с жесткостью воды
Помимо перечисленных выше основных методов, существуют и другие подходы для борьбы с избыточной жесткостью воды.
Ультразвуковая обработка
Под воздействием ультразвука происходит разрушение кристаллической решетки солей жесткости с образованием центров кристаллизации. В результате образующаяся накипь не прилипает к поверхностям и легко смывается потоком воды.
Такой метод позволяет предотвратить отложение солей жесткости, но не уменьшает общую жесткость воды. Применяется для защиты труб и нагревательных приборов.
Магнитная обработка
В основе метода лежит изменение структуры воды под действием магнитного поля. Это препятствует образованию кристаллических решеток солей жесткости.
Эффект во многом схож с ультразвуковым методом. Не уменьшает жесткость как таковую, но меняет свойства накипи, делая ее легкоудаляемой.
Применение поверхностно-активных веществ
Некоторые ПАВы, например, триполифосфат натрия, образуют с ионами жесткости прочные комплексы, предотвращающие выпадение в осадок. Этот метод часто используется в составе моющих средств для защиты умывальников, ванн и душевых кабин от образования отложений.
Сезонная регулировка жесткости
Можно использовать комбинацию разных методов в течение года. Например, зимой и летом применять станцию умягчения воды, а во время дождей и паводков, когда жесткость снижается естественным образом - отключать установку для экономии.
Установка смесителей
Еще один вариант - использование смесителя исходной жесткой и умягченной воды для получения оптимальной жесткости. Это позволяет снизить нагрузку на системы водоподготовки и сократить расходы.
Подходящая комбинация перечисленных методов позволяет эффективно бороться с избыточной жесткостью воды для разных практических нужд.
