особенности и способы ее умягчения

Качество водоснабжения – предмет постоянного внимания, обсуждаемый как дома, так и на промышленных предприятиях. Приобретая фильтр «Гейзер» для жесткой воды, необходимо понимать, что минерализация не всегда является исключительно причиной множества проблем.

Самый очевидный пример – морская вода, пить которую не приходит в голову даже при сильной жажде. После морских ванн на теле остается солевой налет. Пляжные полотенца теряют привычную мягкость. Да и сам термин «жесткая» применительно к жидкости возник из-за свойства ткани грубеть после полоскания в море.

Однако присутствие тех же минеральных солей придает воде вкус. С жидкостью в организм человека попадают необходимые микроэлементы. Поэтому выбирать метод и степень умягчения следует осмысленно, исходя из характеристик и способов использования воды.

Характеристики жесткой воды

Жесткость – интегральный показатель содержания в воде солей щелочноземельных металлов, преимущественно кальция и магния. Складывается она из двух составляющих. Постоянная жесткость определяется присутствием солей серной, соляной и азотной кислоты. Временная – складывается из суммы содержания гидрокарбонатов, а также карбонатов Mg и Ca. При уровне pH выше 8,3 либо нагревании эти компоненты образуют накипь на стенках или выпадают в осадок. Поскольку именно гидрокарбонаты определяют вкусовые качества, разница между родниковой и кипяченой водой ощутима при первом же глотке.

Российский СанПиН 2.1.4.1074-01 определяет допустимую величину жесткости при питьевом водоснабжении равной 7 мг-экв/л. Но градации для мягкой и высокоминерализованной воды не установлены однозначно, и существенно отличаются не только в разных странах, но даже в пределах одного государства.

Таблица 1. Классификации жесткости воды в России, Германии, США

В России чаще используется четырехступенчатая классификация жесткости в зависимости от содержания в воде солей (мг-экв/л):

• мягкая – 0-1,5;
• оптимальная – 1,5-2;
• жесткая – 2-5;
• сверхжесткая – 5-7.

При превышении допустимого значения поступающая к потребителю вода считается технической.

Зависимость жесткости от источника водоснабжения

Значение жесткости может существенно варьироваться даже в пределах одного региона. Чаще всего это зависит от типа водозабора. В пресных поверхностных водоемах и реках вода мягче вследствие постоянной подпитки от тающего снега и атмосферных осадков. Для них характерны сезонные колебания, зависящие от режима питания водных объектов.

Подземные воды в большей степени обогащены солями, содержащимися в водоносных горизонтах. Их концентрация мало зависит от времени года и количества осадков. Скважинные водозаборы отличает повышенная жесткость и постоянство химического состава.

Пределы и особенности умягчения

Необходимость удаления избыточных солей даже при пользовании централизованными источниками водоснабжения очевидна. Негативное влияние жесткой воды проявляется уже при концентрациях 3-7 мг-экв/л, которые считаются допустимыми. Это следует учитывать, выбирая фильтр для питьевой воды.

Для бытовой техники и внутридомовых инженерных сетей это чревато рядом серьезных проблем:

• снижением КПД, сокращением срока службы посудомоечных и стиральных машин из-за образования накипи на нагревательных элементах;
• уменьшением пенообразования при применении моющих средств;
• ускоренным износом сантехнических приборов и запорно-регулировочной арматуры из-за известковых отложений;
• сокращением сечения в теплообменниках котлов, водонагревателях и радиаторах автономного отопления;
• поломкой циркуляционных насосов;
• увеличением расхода электроэнергии.

Для человека снижается эффективность гигиенических процедур, обезжиривается и пересыхает кожа, повышается риск развития мочекаменной болезни, растет вероятность заболеваний сосудов и костной системы.

Но и полное обессоливание воды несет определённые проблемы. В частности, в технической сфере жесткость менее 2 мг-экв/л чревата усилением коррозийного воздействия теплоносителя на элементы систем обогрева. Поэтому при использовании умягчителей важно выбивать технологию, которая гарантирует на выходе воду с оптимальной жесткостью.

Методы умягчения

Мягкую воду получают несколькими способами. Наиболее древний из них – термоумягчение, или кипячение. Однако этот метод устраняет лишь временную жесткость, и применяется преимущественно в быту. Гораздо больше востребованы технологии мембранной очистки, ионного обмена и реагентного умягчения. Они отличаются глубиной, селективностью очистки, сферой применения – используются для обработки питьевой или исключительно технической воды.

Ионный обмен

Ионообменное умягчение – классическая технология, при которой жесткость устраняется замещением ионов кальция и магния исходной воды нейтральными катионами натрия. В коттеджных и промышленных системах водоочистки ионообменная установка умягчения воды – обязательный элемент водоподготовки. В качестве загрузки здесь работают катионообменные смолы, которые входят также в состав многокомпонентных смесей Ecotar, применяемых в фильтрах комплексной очистки Aquachief.

В фильтрах-кувшинах для корректировки жесткости служит ионообменный волокнистый материал «Каталон». В бытовых стационарных системах водоочистки умягчение осуществляется при помощи традиционных картриджей с катионообменной смолой (БС), а также инновационного материала «Арагон 2» с интегрированной в полимер ионообменной смолой. Выбор моделей для мягкой, жесткой и сверхжесткой воды позволяет получать из любой исходной жидкости фильтрат с оптимальными характеристиками.

Мембранная очистка

Обратный осмос – самый кардинальный способ изменения характеристик воды, который позволяет получать полностью обессоленное химическое соединение. Метод основан на продавливании жидкости через полупроницаемую мембрану с пористостью 0,0001 мкм. Преграда проницаема лишь для молекул H₂O и некоторых газов.

Технология в чистом виде используется как промышленная водоочистка в ряде производственных процессов, медицине, при переработке стоков. Питьевая вода на последнем этапе обратноосмотической очистки может обогащаться природными минералами для восстановления оптимального солевого баланса. Применение наномембран с размером пор 0,001 микрометра снижает жесткость на 70-80%, но сохраняет естественный баланс минералов. Предпочтение той или иной технологии определяется химическим составом исходной жидкости и областью применения очищенной воды.

Реагентное умягчение

Механизм снижения жесткости основан на свойствах ряда химических веществ вступать в реакцию с солями кальция и магния. В результате образуются нерастворимые карбонаты и сульфаты, выпадающие в осадок. Ранее в качестве реагента применялись гашеная известь или кальцинированная сода. В настоящее время смягчение жесткой воды чаще всего выполняется фильтром с полифосфатной загрузкой.

Этот способ нельзя использовать в линии питьевого водоснабжения, но он весьма эффективен при установке в трубопровод подачи холодной воды к стиральной и посудомоечной машинам. Связывание солей жесткости препятствует появлению накипи на нагревательных элементах, сокращает расход электричества, повышает эффективность работы бытовой техники.

Чтобы не ошибиться с выбором метода умягчения и типом фильтра, проконсультируйтесь с нашими специалистами. Чистая вода с оптимальным минеральным составом – залог здоровья потребителя и долгой работы линий водоснабжения и бытовой техники, поэтому лучше не пренебрегать водоподготовкой.

ЖЕСТКОСТЬ — СВОЙСТВО ПРИРОДНОЙ ВОДЫ

В природе нет совершенно чистой воды. Если она где-нибудь и образуется, то очень не надолго. Вода — отличный растворитель. Соприкасаясь с другими веществами, растворяет их и всюду с ними путешествует, подбирая по дороге новые составные элементы или растворяя одни и выделяя другие. Так, за время длинного пути среди горных пород вода обогащается различными минералами, в частности солями кальция и магния. Именно их содержанием и обусловлено такое ее свойство, как жесткость: чем больше солей кальция и магния в воде, тем она жестче.

Жесткая вода нежелательна для мытья посуды и стирки: посуда тускнеет, а ткани быстрее изнашиваются. Еще больший вред такая вода наносит бытовой технике: стиральным и посудомоечным машинам, электрическим чайникам и кофеваркам. Соли кальция и магния, осаждаясь на нагревательных элементах, образуют твердые известковые отложения. Машине приходится расходовать больше энергии на нагревание воды. Кроме того, эти отложения мешают нормальной работе бытовой техники.

Различают временную и постоянную жесткость. Временная возникает при взаимодействии известняка с дождевой водой. В результате образуются двууглекислые соли кальция и магния — гидрокарбонаты. При кипячении либо испарении воды они выпадают в осадок, образуя накипь на дне чайника или сталактиты и сталагмиты в пещере.

Вода с постоянной жесткостью содержит другие кальциевые, магниевые, натриевые и калиевые соединения. Эти минералы при кипячении не выпадают в осадок, их устраняют умягчением воды. Особенно вредны хлористые и сернокислые соли магния: при высокой температуре они разлагаются и выделяют соляную и серную кислоту.

В нашей стране жесткость воды выражают в миллиграмм-эквивалентах на 1 л (1 мг-экв Ca²⁺=20,04 мг; 1 мг-экв Mg²⁺=12,16 мг). В других странах ее измеряют в градусах жесткости, например, в Германии 1 градус жесткости соответствует содержанию 10 миллиграммов окиси кальция (CaO) в 1 л воды; в Англии жесткость воды измеряют в градусах жесткости, выражающих содержание углекислого кальция (CaCO₃) в гранах (1 гран =0,0648 г) в 1 галлоне (4,546 л) воды; во Франции 1 градус жесткости равен 1 г CaCO₃ в 100 000 г воды. Сравнить различные единицы измерения жесткости воды можно по таблице.

Мягкая вода — до 10 немецких градусов, или до 4 мг-экв/л, полужесткая — от 10 до 20 градусов, или от 4 до 8 мг-экв/л, жесткая — от 20 до 30 градусов, или от 8 до 12 мг-экв/л, очень жесткая — от 30 градусов, или от 12 мг-экв/л и выше.

Допустимый предел жесткости воды, используемой для централизованного водоснабжения, — 7 мг-экв/л.

Точными сведениями о жесткости воды в вашей местности располагают санэпидстанция и «Водоканал» (организация, которая снабжает вас питьевой и технической водой, а также занимается очисткой питьевой и сточных вод и водоотведением). Кроме того, в домашних условиях жесткость воды можно определить с помощью индикаторных полосок Aquadur по прилагаемой цветной шкале или экспресс-тестов, которые продаются, например, в зоомагазинах.

Жесткость воды — важный показатель качества воды

Жесткость водыявляется важным показателем качества воды. Vodalab рассказывает о жесткости воды, ее видах и способах умягчения воды. 

ЖЕСТКОСТЬ  ВОДЫ

Жесткая вода чаще всего ассоциируется с накипью на дне чайника или ощущением мыла на руках после мытья рук, некоторые испытывают ощущение «жестких волос». По этому критерию люди обычно оценивают качество воды. В этой статье мы рассмотрим жесткость со стороны физики и химии, изучим ее свойства, разновидности, влияние на здоровье человека и способы ее устранения жесткости воды.
Вода, содержащая большое количество солей кальция

Эффект жесткой воды

Жесткость воды — это концентрация растворённых в ней солей магния (Mg) и кальция (Ca): гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Проще говоря, жесткой называется вода, содержащая в себе большое количество солей. Почему воду назвали «жесткой»? Женщины в старину стирали вещи на берегу рек и озер, в воде которых содержат кальций, отчего ткань становилась жесткой на ощупь.

Жесткость воды делится на 3 вида:

• Карбонатная, т.е. временная. Она ликвидируется с помощью обычного кипячения воды и обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния Са(НСО3)2; Mg(НСО3)2.
• Некарбонатная, т.е. постоянная. Возникает из-за присутствия других солей, например CaSO4, Ca(Cl)2, MgSO4, Mg(Cl)2. При кипячении воды не устраняется.
• Общая. Представляет собой суммарную концентрацию ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной и некарбонатной жесткости.

Единицы измерения жесткости:

Не существует единой единицы измерения жесткости. В России, в соответствии с Госстандартом, в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3). В Германии — 2.8DH°; во Франции — 5F°; в Америке — 50.05 ppm CaCO3.

Классификация воды по жесткости:

Согласно требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 жесткость питьевой воды должна быть не выше 7 мг-экв/л.

Влияние на здоровье человека:

Как же влияет жесткая вода на наш организм? Медики связывают появление мочекаменной болезни именно с этой особенностью воды. Но на данный момент официального подтверждения этой гипотезе нет. Но мы знаем, что слишком жесткая вода неблагоприятно влияет на органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус. Также жесткая вода сушит нашу кожу и волосы. Однако, полностью переходить на мягкую воду не рекомендуется. Наш организм нуждается в солях кальция и магния для укрепления сердечно-сосудистой системы. А вот комнатные растения лучше поливать мягкой или талой водой.

Способы борьбы с жесткой водой:

Для смягчения жесткости воды специалисты рекомендуют приобрести умягчители, которые являются самыми эффективными в борьбе с солями жидкости. Также существует несколько способов смягчения воды в домашних условиях, самым простым и привычным из которых является кипячение воды.

Для борьбы с постоянной жёсткостью воды используют такой метод, как вымораживание льда. Необходимо просто постепенно замораживать воду. Когда примерно 90% жидкости превратится в лед, нужно разморозить его обратно, а соли останутся в оставшейся незамороженной жидкости.

При выборе степени жесткости воды лучше придерживаться середины. Самым оптимальным является использование воды средней жесткости для приготовления пищи и мягкой воды для гигиенических процедур. А чтобы ваша бытовая техника не страдала от повышенной жесткости, лучше приобрести умягчитель.

Заказать анализ воды на жесткость вы можете на нашем сайтеvodalab. Каждый из представленных на сайте анализов содержит исследование воды на жесткость.

О других загрязнителях воды, таких как железо, мутность и марганец, вы также можете узнать подробнее в нашем блоге.

Жесткость воды — происхождение, виды, единицы измерения

Жесткость воды – это химическое свойство, которое определяет объем имеющихся в жидкости солей магния и кальция. Эта характеристика — одна из главных при определении качества воды. Как узнать жесткость воды? Она выявляется на основе проведенных анализов по определению степени пригодности воды для употребления человеком и использования в бытовых нуждах. Чем выше содержание солей, тем жидкость более жесткая.

Знание этой важной характеристики воды сохранит здоровье, красоту и продлит работу используемой техники.

Классификация воды по жесткости

Официальная международная единица измерения, используемая в системе СИ – моль на метр кубический. В нашей стране жесткость измеряют в градусах жесткости. Но часто эта характеристика выражается в объемной доле или массовым числом.

Чаще всего используется следующая единица: мг-экв./л или миллиэквивалент на литр.

Воду классифицируют на 4 типа:

— Меньше 2 мг-экв./л – мягкая;

— От 2 до 4 мг-экв./л – нормальная;

— От 4 до 6 мг-экв./л – жесткая;

— От 6 мг-экв./л – очень жесткая.

Эта классификация называемая американской.

Влияние жесткой воды на здоровье человека и домашних животных

Какой вред приносит жесткость воды? Чем выше показатель жесткости, тем мощнее вредное воздействие.

1. Жесткая вода содействует возникновению мочекаменной болезни. Соли из воды полностью не выводятся из органов человека.

2. Вода с высоким коэффициентом жесткости сушит кожный покров из-за возникновения «мыльных шлаков». Они не позволяют мылиться моющим средствам, не растворяясь в жесткой воде. Результат – закупоривание пор, вследствие чего возможен зуд, жжение, воспаление кожи.

3. На волосах разрушается жировая пленка, имеющая естественный характер. Волосы выглядят «не живыми», возникает зуд кожи головы, перхоть, возможно чрезмерное выпадение волос.

4. Время приготовления пищи увеличивается.

5. Аналогично жесткая вода действует и на домашних питомцев: появление мочекаменной болезни, проблемы с кожей, шерстью.

Влияние жесткой воды на бытовую технику

1. Наличие солей отрицательно сказывается на отмывании грязи разного происхождения. Расход средств увеличивается.

2. На посуде, сантехнике образуются разводы, твердый налет, плохо отмываемый и способствующий разрушению поверхности предметов.

3. В электроприборах в процессе нагревания соли кристаллизируются (накипь), что способствует ускоренному выходу приборов из строя.

4. Возможно появление пятен, разводов на выстиранных вещах, потускнение цвета, рисунков. Ткань становится неэластичной, грубой.

5. Водопроводные трубы, трубы тепло коммуникаций, крупные приборы общего пользования также страдают от жесткой воды.

Определение жесткости воды

Самый точный метод определения общей жесткости воды – сдать анализы в лабораторию, например в СанЭпидемСтанцию.

Как узнать жесткость воды в домашних условиях? Можно приобрести в магазинах, где продаются кофе-машины или в зоомагазинах специальные тест-полоски. Они опускаются в воду. Цвет реагента, нанесённого на полоску, меняется.

Простой, но не точный метод состоит в следующем. При мытье рук мыло пенится быстро – вода мягкая. Если пенообразование не явное, то вода может быть жесткой.

Для устранения жесткости воды в домашних условиях можно использовать различные фильтры.

Для питья и приготовления пищи самый удобный способ – приобретение бутилированной воды, такой как «Королевская вода», отвечающая всем необходимым для потребления характеристикам.

 

Подробнее про жёсткость воды – Всё самое интересное!

Продолжаем раздел “Вода” и подраздел “Теоретические основы” статьёй Подробнее про жёсткость воды. Подробнее – потому что тема жёсткости воды уже всплывала на нашем интересном и полезном сайте в статье Жёсткая вода. Жёсткость воды вспоминается в первую очередь с накипью и умягчителем воды – прибором, который должен справляться с жёсткой водой и препятствовать образованию накипи.

Подробнее про жёсткость воды мы поговорим про жёсткость воды с точки зрения химии, разновидности жёсткости воды, единицы измерения жёсткости воды (в том числе в разных странах). Рассмотрим, откуда берётся жёсткость воды и как влияет жёсткость на качество воды.

Для начала немного про термины. В статье часто упоминаются слова “катионы” и “анионы”. Катионы и анионы – это положительно и отрицательно заряженные ионы. Ион (др.-греч. ἰόν — идущее) — электрически заряженная частица, образующаяся в результате потери или присоединения одного или нескольких электронов. Соответственно, если потеря – то заряд частицы положительный. Если присоединение – то заряд частицы отрицательный (поскольку электрон имеет однозначно отрицательный заряд).

Жёсткость воды с точки зрения химии

Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са²⁺) и в меньшей степени магния (Mg²⁺). В действительности, все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости) способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na⁺) таким свойством не обладают.

В данной таблице приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и главные анионы, с которыми они обЪединяются.

На практике стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al³⁺) и трехвалентное железо (Fe³⁺) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, “вклад” в жесткость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва²⁺).

Разновидности жесткости воды.

Различают следующие разновидности  жёсткости воды:

Общая жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

Карбонатная жесткость. Определяется наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.

Некарбонатная жесткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).

Единицы измерения жёсткости воды.

В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом. В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м³). На Украине используется как моль/м³, так и мг-экв/л (миллиграмм эквивалент на литр). Численно эти значения совпадают. Кстати, л и дм³ – это одно и тоже, литр и дециметр кубический.

Кроме этого в различных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (d^o, dH), французский градус (f^o), американский градус, ppm CaCO₃.

Соотношение этих единиц жесткости представлено в следующей таблице:

Примечание:

1. Один немецкий градус соответствует 10 мг/дм³ СаО или 17.86 мг/дм³ СаСО_³ в воде.
2. Один французский градус соответствует 10 мг/дм³ СаСО₃ в воде.
3. Один американский градус соответствует 1 мг/дм³ СаСО₃ в воде.

Чтобы не заморачиваться пересчётами вручную, можно создать табличку пересчёта единиц жёсткости. Которую, кстати сказать, вы можете скачать по ссылке Таблица пересчёта единиц измерения жёсткости воды.

Откуда берётся жёсткость воды

Ионы кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺), а также других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Жесткость воды колеблется в широких пределах и существует множество типов классификаций воды по степени ее жесткости. Ниже в таблице приведены целых четыре примера классификации. Две классификации из российских источников – из справочника “Гидрохимические показатели состояния окружающей среды” и учебника для вузов “Водоподготовка”. A две – из иностранных: нормы жесткости немецкого института стандартизации (DIN 19643) и классификация, принятая Агентством по охране окружающей среды США (USEPA) в 1986.

Таблица наглядно иллюстрирует гораздо более “жесткий” подход к проблеме жесткости за границей. И не без причины, о чём – ниже.

Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость, 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, как правило, 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).

Как влияет жёсткость на качество воды

С точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий. Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жесткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения.

Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека.

Вместе с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в распределительной системе водопровода отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0.05-0.1 мг-экв/л).

Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование “мыльных шлаков” в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство “жестких” волос хорошо известное многим). Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры.

Признаком такого негативного воздействия является характерный “скрип” чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство “мылкости” после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановление той защиты кожи, которой нас и так снабдила природа.

Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.

Вот мы и узнали подробнее про жёсткость воды. Осталось определиться со способами борьбы 🙂

По материалам http://dino-trade.ru/index.php/2010-01-21-11-16-24/205-2010-10-31-16-41-39

Калькулятор жесткости воды — Мосводоканал

ГлавнаяНаселению

Одним из наиболее часто задаваемых вопросов жителями города Москвы является вопрос о величине жесткости питьевой воды. Это обусловлено широким распространением в быту посудомоечных и стиральных машин, для которых расчет загрузки моющих средств осуществляется исходя из фактического значения жесткости используемой воды.

Узнать значение жесткости воды по своему адресу вы можете с помощью нашего электронного сервиса «Качество воды в районах Москвы».

В России жесткость измеряют в «градусах жесткости», а мировые производители используют принятые в своих странах единицы измерения. Поэтому для удобства жителей создан «Калькулятор жесткости», с помощью которого можно перевести значения жесткости из одной системы измерения в другую, чтобы правильно настроить свою бытовую технику.

Все, что вы хотели знать про жесткость московской воды

Жесткостью называют совокупность свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей, главным образом, кальция и магния, так называемых «солей жесткости». Общая жесткость складывается из временной и постоянной. Временную жесткость можно устранить кипячением воды, что обусловлено свойством некоторых солей выпадать в осадок, образуя так называемую накипь на бытовых кухонных приборах.

Жесткость воды является характеристикой конкретного источника водоснабжения и не изменяется в процессе подготовки питьевой воды.

Согласно ГОСТ Р 52029-2003 «Вода. Единицы жесткости», единица измерения жесткости – градус жесткости (^оЖ), величина которого соответствует 1 мг-экв./л. По рекомендации Всемирной организации здравоохранения человек получает магний и кальций в достаточном количествах при условии потребления воды жесткостью примерно 5ºЖ.

Московская водопроводная вода не нуждается в дополнительном умягчении, поскольку ее жесткость находится именно в этих пределах. Не стоит забывать, что магний и кальций – два необходимых элемента, поступающих в организм человека из воды.

Нормативные требования и рекомендации

Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды: кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л. Для жесткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается. Московская питьевая вода по данным показателям соответствует рекомендациям ВОЗ.

Российские нормативные документы (СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03) для питьевой воды регламентируют: кальций – норматив не установлен; магний – не более 50 мг/л; жесткость — не более 7°Ж.

Норматив физиологической полноценности бутилированной воды (СанПиН 2.1.4.1116-02): кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.

По содержанию кальция и магния бутилированная вода высшей категории ничем не лучше воды из-под крана!

В целом московская вода централизованной системы питьевого водоснабжения относится к водам средней жесткости и по фактическим значениям соответствует показателю физиологической полноценности, установленного для бутилированных вод высшей категории качества. Вода не содержит вредных для здоровья человека соединений и безопасна для потребления.

Изменяется ли жесткость воды в течение года?

Основной фактор, влияющий на величину жесткости – растворение горных пород, содержащих кальций и магний (известняки, доломиты), при прохождении через них природной воды.

Основой водоснабжения Москвы являются в поверхностные воды — водные ресурсы рек и водохранилищ. Поверхностные воды, в целом, более мягкие, чем подземные, в частности из артезианских источников.

Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая максимума в зимний период. Во всех районах города Москвы ее минимальные и максимальные значения колеблются от 1,9 до 5-5,7 градусов жесткости в зависимости от времени года. Минимальные величины жесткости типичны для периодов половодья или паводка, когда происходит интенсивное поступление в источники водоснабжения мягких талых или дождевых вод.

Можно ли пить жесткую воду?

Не стоит забывать, что магний и кальций – два необходимых элемента для организма человека. А питьевая вода является одним из ценных источников, поскольку обусловливающие жесткость воды соли кальция и магния в значительной мере поступают в наш организм вместе с водой.

Так, с питьем в организм поступает до 10-15% суточной нормы кальция — он, как известно, залог крепких костей и зубов. А магний — ключевой участник более чем 250 химических реакций в теле человека; он входит в состав всех тканей и клеток. При этом организм не может самостоятельно вырабатывать магний — для этого нужна магниесодержащая вода и пища.

Соответственно, вода не может быть абсолютно мягкой, в ней обязательно должны присутствовать соли магния и кальция. Если постоянно пить чересчур мягкую воду, организму очень скоро может потребоваться фармацевтическая поддержка — витамины, препараты.

Дополнительное умягчение московской воды не требуется для питья и приготовления еды!

Нам с Вами, как жителям средней полосы России, природа подарила оптимальный состав солей жесткости воды, которые нужны для нормальной работы нашего организма, в том числе сердечно-сосудистой системы. Этот состав природной воды из рек и водохранилищ – источников водоснабжения Москвы – сохраняется в процессе подготовки питьевой воды на станциях водоподготовки. Бесконтрольное же умягчение такой воды на бытовой установке доочистки может привести к снижению величины жесткости до слишком маленьких величин, что будет медленно, но неуклонно негативно отражаться на здоровье, и в перспективе потребует приема фармацевтических препаратов, содержащих кальций и магний.

Как настроить работу бытовой техники под жесткость воды?

Это тоже один из популярных вопросов жителей города, вызванный широким распространением в быту посудомоечных и стиральных машин, для которых расчет загрузки моющих средств осуществляется исходя из фактического значения жесткости используемой воды.

В России жесткость измеряют в «градусах жесткости», а мировые производители используют принятые в своих странах единицы измерения.

Поэтому для удобства жителей на сайте Мосводоканала и создан «Калькулятор жесткости», с помощью которого можно перевести значения жесткости из одной системы измерения в другую, чтобы правильно настроить свою бытовую технику.

Узнав на сайте Мосводоканала жесткость воды в своем доме с помощью сервиса «Качество воды в районах Москвы», вы вводите этот показатель в «Калькулятор жесткости». Выбрав требуемую единицу измерения, которая указана в инструкции для вашей техники, вы получите в результате расчета калькулятора значение, которое необходимо выставить на шкале бытового прибора для оптимального режима работы той же посудомоечной машины.

Вода — теплофизические свойства

Термодинамические свойства воды:

• Температура кипения (при 101,325 кПа): 99,974 ° C = 211,953 ° F
• Модуль объемной упругости: 2,15 x 10 ⁹ Па или Н / м ²
• Критическая температура: 373,946 ° C = 705,103 ° F
• Критическое давление: 217,7 атм = 220,6 бар = 22,06 МПа (МН / м ² ) = 3200 фунтов на квадратный дюйм (= _{фунт / дюйм ² )}
• Критическая плотность: 0.322 г / см ³ = 0,62478 снаряда / фут ³ = 20,1018 фунта _м / фут ³
• Константа ионизации, pKw (при 25 ° C): 13,995
• Скрытая теплота плавления: 334 кДж / фут кг = 144 БТЕ (IT) / фунт
• Скрытая теплота испарения (при 100 ° C): 40,657 кДж / моль = 2256 кДж / кг = 970 БТЕ (IT) / фунт
• Максимальная плотность (при 4 ^o C ): 999,975 кг / м ³ = 1,9403 снаряда / фут ³ = 8.34519 фунтов _м / галлон (США)
• ^{Температура плавления (при 101,325 кПа): 0 ° C = 32 ° F}
• Молярная масса: 18,01527 г / моль
• pH (при 25 ° C): 6,9976
• Удельная теплоемкость (C _p ) вода (при 15 ° C / 60 ° F): 4,187 кДж / кг · K = 1,001 Btu (IT) / (фунт _м ° F) или ккал / (кг · K)
• лед: 2,108 кДж / кг · K = 0,5035 БТЕ (IT) / (фунт _{м ·} ° F) или ккал / (кг · K)
• Удельная теплоемкость водяного пара: 1.996 кДж / кг · К = 0,4767 БТЕ (IT) / (фунт _м ° F) или ккал / (кг · К)
• Удельный вес (при 4 ^o C): 9,806 кН / м ³ = 62,43 фунта _f / фут ³
• Тепловое расширение от 4 ^o C до 100 ^o C: 4,2×10 ^-2 (Примечание! — объемное температурное расширение воды не зависит от температуры)
  
• Давление тройной точки: 0,00604 атм = 0.00612 бар = 611,657 Па = 0,08871 фунт / кв. Дюйм (= _{фунт / дюйм} / дюйм ² )
• Температура тройной точки: 0,01 ° C = 32,02 ° F

Перейдите по ссылкам ниже, чтобы получить значения для перечисленных свойств жидкости вода при изменяющемся давлении и температуре :

Для каждой темы есть рисунки и таблицы, показывающие изменения свойств в зависимости от температуры. Также доступны калькуляторы для определения свойств при заданных температурах.Все свойства даны как в системе СИ, так и в британской системе мер.

См. Также дополнительную информацию об атмосферном давлении и STP — Стандартная температура и давление и NTP — Нормальная температура и давление,
и Теплофизические свойства следующих компонентов: Ацетон, Ацетилен, Воздух, Аммиак, Аргон, Бензол, Бутан, Двуокись углерода , Окись углерода, этан, этанол, этилен, гелий, водород, сероводород, метан, метанол, азот, кислород, пентан, пропан, толуол и тяжелая вода, D ₂ O.

.

Что такое жесткая вода? Как это может нанести ущерб вашему дому

Что такое жесткая вода? Домовладельцы, которые узнают, что их вода жесткая, могут задаться вопросом, в порядке ли она. Хотя жесткость воды не представляет серьезного риска для здоровья, она, тем не менее, может вызвать различные проблемы в доме.

Вот откуда берется жесткая вода, как ее проверить и что можно сделать, чтобы устранить негативные последствия.

Что такое жесткая вода и откуда она берется?

Жесткая вода содержит большое количество определенных минералов, а именно кальция и магния (для сравнения, в мягкой воде эти элементы отсутствуют).

Если вода в доме поступает из колодца, вероятность того, что она жесткая, более жесткая, потому что грунтовые воды часто естественным образом насыщены минералами, — говорит Стивен Джонсон. , полевой инспектор Benjamin Franklin Plumbing из Эшберна, штат Вирджиния.

В частности, жесткость воды увеличивается, когда она стекает через отложения известняка, богатого кальцием и магнием. Однако высокие уровни жесткости можно также обнаружить в городских системах водоснабжения.

Жесткость воды — обычная проблема: подавляющее 85% U.Согласно данным Геологической службы США, в домах S. есть вода определенной степени жесткости.

Исследования Агентства по охране окружающей среды показывают, что этим шести городам выпала сомнительная честь иметь самую жесткую воду в стране:

• Индианаполис, IN
• Лас-Вегас, NV
• Миннеаполис — Сент. Пол, Миннесота
• Феникс, AZ
• Сан-Антонио, Техас
• Тампа, Флорида

Каковы негативные последствия жесткой воды?

Жесткость воды может отрицательно сказаться на содержании вашего дома, предупреждает Фред Вебстер , президент MillTown Plumbing, Heating, Air Conditioning, and Drain Cleaning, в Челмсфорде, Массачусетс.Эффекты могут включать следующее:

• Засоренные или корродированные трубы: Уровни жесткости воды могут создать серьезные проблемы с вашей водопроводной системой. Накипные отложения из жесткой воды могут накапливаться внутри труб — как налет внутри артерии, ограничивая поток воды, — в конечном итоге вызывая резервное копирование труб, которое необходимо устранить водопроводчику.
• Низкая эффективность водонагревателя: Исследование, проведенное Battelle Memorial Institute, международной научно-технической исследовательской фирмой, показало, что водонагреватели с жесткой водой могут быть на 25% менее эффективными, чем водонагреватели с мягкой водой — потеря энергия, которая, в свою очередь, может увеличить счета за коммунальные услуги в вашем доме.
• Приборы, которые могут работать со сбоями: Жесткая вода, если ее не обработать, может привести к утечкам, неисправности или потреблению большего количества энергии в таких приборах, как холодильники, льдогенераторы, стиральные машины, водонагреватели и посудомоечные машины.
• Пятна от воды: Когда жесткая вода испаряется с поверхности вашей ванны, раковины, крана или унитаза, она может оставлять минеральные вещества в виде известкового налета, водяных пятен и отложений. Хорошие новости? Большинство пятен от жесткой воды растворяются, если протереть пораженный участок ветошью, смоченной белым уксусом.
• Запах и неприятный вкус: «Жесткая вода обычно имеет запах тухлых яиц и металлический привкус», — говорит Вебстер. Однако в большинстве случаев жесткая питьевая вода по-прежнему безопасна, независимо от ее запаха или вкуса.
• Раздражение кожи: Душ с жесткой водой может вызвать сухость кожи, поскольку минеральные отложения «высасывают влагу из вашей кожи», — говорит Вебстер. Минералы, высыхающие на коже, также могут закупоривать поры и вызывать шелушение и зуд.
• Затруднения с использованием мыла и моющих средств при очистке: Мыло не пенится и не образует пену так легко в жесткой воде, и требуется больше мыла для очистки вещей, когда у вас есть проблемы с жесткостью.Кроме того, когда у вас проблемы с качеством воды, мыло образует накипь.

Как проверить жесткость воды

Вы можете купить набор для проверки воды в Интернете или в магазине товаров для дома примерно за 30 долларов, чтобы проверить воду самостоятельно, но многие сантехники предлагают клиентам бесплатное тестирование воды, говорит Вебстер.

«Сантехники либо отправляют кого-нибудь к вам домой, чтобы взять образец воды, либо домовладелец отправляет образец воды, который затем отправляется в лабораторию для тестирования», — говорит Вебстер.«Результаты лабораторных исследований покажут нам, что именно находится в воде».

Есть жесткая вода? Вот что делать

Если вы обнаружите, что в вашем доме жесткая вода, не паникуйте.

«Обычно смягчитель воды решает эту проблему», — говорит Вебстер.

Умягчители воды, которые подключаются к вашей водопроводной сети, могут снизить жесткость воды, удаляя минералы из вашей воды.

Вот как это работает: когда жесткая вода проходит через резервуар для умягчения, отрицательно заряженные магнитные шарики притягивают положительно заряженные частицы кальция и магния, но пропускают воду.

Если у вас достаточно инструментов, вы можете установить систему смягчения воды самостоятельно, купив базовый установочный комплект и устройство примерно за 500 долларов. В противном случае профессиональная установка дома с одной или двумя спальнями стоит от 800 до 1000 долларов. Системы смягчения воды обычно служат около 15 лет.

Если вы покупаете дом с чрезвычайно высоким уровнем жесткости , вам, возможно, придется установить систему фильтрации воды, чтобы решить эту проблему, говорит Джонсон.

Системы фильтрации обычно дороже систем смягчения воды.По данным HomeAdvisor, средний показатель по стране составляет 1683 доллара. Если вы не можете установить систему фильтрации воды для всего дома, также доступны системы меньшего размера, которые подключаются только к одному крану (например, к тому, из которого вы пьете).

,

Мягкая и жесткая вода

«Жесткая вода» — это вода, содержащая некоторое количество растворенных минералов. Жесткость воды зависит от количества растворенных солей кальция и магния, железа и алюминия.

Общую жесткость можно рассчитать как

Общая жесткость в ppm Карбонат =

2,497 ppm Кальций

+ 4,115 ppm Магний

+ 1,792 ppm Железо

822 частей на миллион Марганец

Соли встречаются в различных формах, где обычно бикарбонаты кальция и магния называются «временной жесткостью», а сульфаты и хлориды — «постоянной жесткостью».

Когда жесткая вода нагревается, карбонаты выпадают из раствора, образуя накипь на нагреваемых поверхностях.

Мыло менее эффективно и предотвращает пенообразование в жесткой воде, поскольку оно реагирует с образованием соли кальция или магния из органических кислот мыла.

«Мягкая вода» — это очищенная вода, в которой единственным катионом (положительно заряженным ионом) является натрий.

¹⁾ Геологическая служба США

• 1 мг / л = 1 ppm
• 1 ppm = 0,058 гран / галлон США
• 1 ppm = 0,07 градуса Кларка
• 1 ppm = 0,1 французского градуса

Жесткая вода может быть смягчена, пропустив ее над ионообменной смолой.

• процессы цеолита для домашних умягчителей воды
• процесс кальцинированной соды для более крупных умягчителей воды

.

Жесткая вода

Жесткая вода — это вода с высоким содержанием минералов (в отличие от «мягкой воды»). Минералы жесткой воды в основном состоят из катионов металлов кальция (Ca ²⁺ ) и магния (Mg ²⁺ ), а иногда и других растворенных соединений, таких как бикарбонаты и сульфаты. Кальций обычно попадает в воду в виде карбоната кальция (CaCO ₃ ) в форме известняка и мела или сульфата кальция (CaSO ₄ ) в виде других минеральных отложений.Преобладающим источником магния является доломит (CaMg (CO ₃ ) ₂ ). Жесткая вода, как правило, не вредна.

Самый простой способ определить жесткость воды — это испытание на образование пены / пены: мыло или зубная паста при взбалтывании легко пенится в мягкой воде, но не в жесткой воде. Более точные измерения твердости можно получить путем влажного титрования. Общая жесткость воды (включая ионы Ca ²⁺ и Mg ²⁺ ) читается как доли на миллион или масса / объем (мг / л) карбоната кальция (CaCO ₃ ) в воде.Хотя жесткость воды обычно измеряет только общие концентрации кальция и магния (двух наиболее распространенных ионов двухвалентных металлов), железо, алюминий и марганец также могут присутствовать в повышенных количествах в некоторых географических регионах.

Жесткость

Жесткость воды определяется как наличие многовалентных катионов. Жесткость воды может привести к образованию чешуек и устойчивости к мылу. Его также можно определить как воду, которая не образует пену с мыльными растворами, но дает белый осадок (пену).Пример:
2C ₁₇ H ₃₅ COONa + Ca ⁺⁺ → (C ₁₇ H ₃₅ COO) ₂ Ca + 2Na ⁺

Типы жесткой воды

В 1960-х годах ученый Крис Гилби обнаружил, что жесткую воду можно классифицировать по содержащимся в ней ионам. Также проводится различие между «временной» и «постоянной» жесткой водой.

Временная жесткость

Временная жесткость вызывается комбинацией ионов кальция и ионов бикарбоната в воде.Его можно удалить кипячением воды или добавлением извести (гидроксида кальция). Кипячение способствует образованию карбоната из бикарбоната и осаждению карбоната кальция из раствора, оставляя воду, которая становится более мягкой при охлаждении.

Ниже приведена равновесная реакция при растворении карбоната кальция (CaCO ₃ ) в воде:

CaCO ₃ (с) + H ₂ CO ₃ (водн.) Unicode | ⇋ Ca ²⁺ (водн.) + 2HCO ₃ ^— (водн.)

При нагревании меньше CO ₂ может растворяться в воде (см. Растворимость).Поскольку вокруг недостаточно CO ₂ , реакция не может идти слева направо, и поэтому CaCO ₃ не будет растворяться так быстро. Вместо этого реакция перемещается влево (т.е. продукты превращаются в реагенты) для восстановления равновесия, и образуется твердый CaCO ₃ . Кипячение воды снизит жесткость до тех пор, пока твердый осадок CaCO ₃ будет удален. После охлаждения, если пройдет достаточно времени, вода заберет CO ₂ из воздуха, и реакция снова пойдет слева направо, позволяя CaCO ₃ «повторно раствориться» в воде.

Для получения дополнительной информации о растворимости карбоната кальция в воде и о том, как на нее влияет атмосферный углекислый газ, см. Карбонат кальция.

Постоянная твердость

Постоянная твердость — это твердость (содержание минералов), которую невозможно удалить кипячением. Обычно это вызвано присутствием в воде сульфатов и / или хлоридов кальция и магния, которые становятся более растворимыми при повышении температуры. Несмотря на название, постоянную жесткость можно удалить с помощью смягчителя воды или ионообменной колонки, в которой ионы кальция и магния обмениваются с ионами натрия в колонке.

Жесткая вода вызывает образование накипи — минеральных отложений, образовавшихся после испарения жесткой воды. Это также известно как известковый налет. Накипь может забить трубы, испортить водонагреватели, покрыть внутреннюю поверхность чайников и кофейников и сократить срок службы смывных устройств.

Точно так же нерастворимые остатки соли, которые остаются в волосах после мытья шампунем жесткой водой, делают волосы более грубыми и их труднее распутать. [ [ http: //www.bodyandfitness.ru / Beauty / Health & Beauty / Healthyhair.htm # damage Body And Fitness Healthy Hair Tips ] ]

В промышленных условиях необходимо постоянно контролировать жесткость воды, чтобы избежать дорогостоящих поломок в котлах, градирнях и другом оборудовании. контакт с водой. Твердость контролируется добавлением химикатов и крупномасштабным умягчением цеолитом и ионообменными смолами.

Измерение

Уровень жесткости воды можно измерить, получив набор для проверки бесплатной воды.Они поставляются большинством компаний по умягчению воды. Есть несколько различных шкал, используемых для описания жесткости воды в разных контекстах.

* ммоль / л (миллимоль на литр)
* мг / л эквивалента карбоната кальция
* гран / галлон (галлон)
1 гр / США. gal = 17,11 мг / л
* Частей на миллион масса / объем (ppm «w» / «v» или ppm «m» / «v»)
* Различные устаревшие «градусы»:
** Градусы Кларка (° Кларка) / Английские градусы (° E)
преобразование в мг / л кальция: разделить на 0.175
Один градус Кларка соответствует одному зерну карбоната кальция в одном британском галлоне воды, что эквивалентно 14,28 части карбоната кальция в 1000000 частей воды.
** Deutsche Härte (немецкая жесткость) (° dH)
преобразование в мг / л кальция: разделить на 0,14
Немецкий градус соответствует одной части оксида кальция на 100 000 частей воды.
** Французские градусы (° f) (буква должна быть написана строчными буквами, чтобы избежать путаницы с градусом Фаренгейта — не всегда соблюдается)
преобразование в мг / л кальция: разделить на 0.25
Один градус французского языка соответствует одной части карбоната кальция на 100 000 частей воды.
** Американские градусы
Один американский градус соответствует одной части карбоната кальция в 1000000 частей воды (1 мг / л или 1 ppm)
** Степень общей жесткости (dGH)
Одна степень общей жесткости соответствует 10 мг кальция оксида или оксида магния на литр воды

Поскольку именно точная смесь минералов, растворенных в воде, вместе с pH и температурой воды, определяет поведение жесткости, шкала с одним числом не может адекватно описать жесткость.Описание жесткости примерно соответствует диапазону концентраций минералов:

* Мягкая: 0–20 мг / л как кальций
* Умеренно мягкая: 20–40 мг / л как кальций
* Немного жесткая: 40–60 мг / л как кальций
* Умеренно твердый: 60–80 мг / л в виде кальция
* Жесткий: 80–120 мг / л в виде кальция
* Очень жесткий> 120 мг / л в виде кальция

Индексы

Для описания поведение карбоната кальция в воде, нефти или газовых смесях. [ [ http: // 64.224.111.143 / Technicallibrary / corrdoctors / Modules / NaturalWaters / Frames.htm Коррозия водой ] ]

Индекс насыщенности Ланжелье (LSI)

Индекс насыщенности Ланжелье (иногда Индекс стабильности Ланжелье) является расчетным числом. для прогнозирования устойчивости воды к карбонату кальция. Он указывает, будет ли вода осаждаться, растворяться или находиться в равновесии с карбонатом кальция. Ланжелье разработал метод прогнозирования pH, при котором вода насыщается карбонатом кальция (так называемый pH).LSI выражается как разница между фактическим pH системы и pH насыщения.

LSI = pH — pHs

Если фактический pH воды ниже расчетного pH насыщения, LSI отрицательный, и вода имеет очень ограниченный потенциал масштабирования. Если фактический pH превышает pH, LSI положительный и, будучи перенасыщенным CaCO3, вода имеет тенденцию к образованию накипи. При увеличении положительных значений индекса потенциал масштабирования увеличивается.

Индекс насыщения Ланжелье определяется как:

LSI = pH (измеренный) — pHs

* Для LSI> 0 вода является перенасыщенной и имеет тенденцию осаждать слой накипи CaCO3
* Для LSI = 0 вода насыщена (в равновесии) с CaCO3.Слой окалины из CaCO3 не осаждается и не растворяется.
* Для LSI На практике вода с LSI от -0,5 до +0,5 не будет проявлять улучшенных свойств растворения минералов или образования накипи. Вода с LSI ниже -0,5 имеет тенденцию проявлять заметно повышенную растворяющую способность, в то время как вода с LSI выше +0,5 имеет тенденцию проявлять заметно повышенные свойства образования накипи.

Также стоит отметить, что БИС чувствительна к температуре. LSI становится более положительным при повышении температуры воды.Это имеет особое значение в ситуациях, когда используется колодезная вода. Температура воды, когда она впервые выходит из колодца, часто значительно ниже, чем температура внутри здания, обслуживаемого колодцем, или в лаборатории, где производится измерение LSI.

Индекс стабильности Райзнара (RSI)

Индекс стабильности Райзнара (RSI) использует базу данных измерений толщины накипи в муниципальных системах водоснабжения для прогнозирования влияния химического состава воды.

Индекс насыщения Райзнара (RSI) был разработан на основе эмпирических наблюдений за скоростью коррозии и образованием пленки в стальных магистралях.

Индекс насыщения Райзнара определяется как:

RSI = 2 pH — pH (измеренный)

* Для 6,5 * Для RSI> 8 вода недостаточно насыщена и, следовательно, будет иметь тенденцию растворять любой существующий твердый CaCO3
* Для RSI Масштабный индекс Пукориуса (PSI)

Масштабный индекс Пукориуса (PSI) использует несколько иные параметры для количественной оценки взаимосвязи между состоянием насыщения воды и количеством отложений известкового налета.

Другие индексы

Другие индексы включают Индекс Ларсона-Скольда [ T.Э., Ларсон и Р. В. Скольд, Лабораторные исследования взаимосвязи минерального качества воды с коррозией стали и чугуна, Управление водоснабжения штата Иллинойс, 1958 г., Шампейн, Иллинойс, стр. [43] — 46: илл. ISWS C-71 ], Индекс Стиффа-Дэвиса [ Стифф, мл., Х.А., Дэвис, Л.Е., Метод прогнозирования тенденции нефтяных промысловых вод к отложению карбоната кальция, Pet. Сделка AIME 195; 213 (1952). ] и Индекс Оддо-Томсона [ Оддо, Дж. Э., Томсон, М. Б., Контроль масштабов, прогнозирование и лечение или как компании оценивают проблему масштабирования и что они делают не так, CORROSION / 92, Paper No.34, (Хьюстон, Техас: NACE INTERNATIONAL 1992). ].

Соображения, касающиеся здоровья

Всемирная организация здравоохранения утверждает, что «не существует убедительных доказательств того, что жесткость воды оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье человека». Всемирная организация здравоохранения [ http://www.who.int /water_sanitation_health/dwq/chemicals/en/hardness.pdf Жесткость питьевой воды ], 2003]

Некоторые исследования показали слабую обратную зависимость между жесткостью воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями у мужчин, вплоть до уровня карбоната кальция 170 мг. на литр воды.Всемирная организация здравоохранения проанализировала доказательства и пришла к выводу, что данных недостаточно, чтобы дать рекомендацию относительно уровня жесткости.

В обзоре Франтишка Кожишка, доктора медицины, доктора философии Национальный институт общественного здравоохранения Чешской Республики дает хороший обзор этой темы и, в отличие от ВОЗ, устанавливает некоторые рекомендации для максимального и минимального уровней кальция (40-80 мг / л) и магния (20-30 мг / л). ) в питьевой воде и общей жесткостью, выраженной как сумма концентраций кальция и магния 2–4 ммоль / л.Франтишек Кожишек [ http://www.szu.cz/chzp/voda/pdf/hardness.pdf Значение кальция и магния в питьевой воде ], февраль 2003 г.]

Другие исследования показали слабую корреляцию между здоровьем сердечно-сосудистой системы и жесткость воды. [ [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=7233165&query_hl=8&itool=pubmed_docsum Исследования качества воды и сердечно-сосудистой системы ,1981 — Результаты PubMed] ] [ [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?itool=abstractplus&db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=abstractplus&list_uids=12803370 Сердечно-сосудистая смертность и смертность от кальция и магния … [Eur J Epidemiol. 2003 — Результаты PubMed] ] [ [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?itool=abstractplus&db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=abstractplus&list_uids=9888277 Магний и кальций в питьевой воде и смерти. .. [Эпидемиология.1999 — Результаты PubMed] ]

Очень мягкая вода может вызвать коррозию металлических труб, по которым ее переносят, и в результате вода может содержать повышенные уровни кадмия, меди, свинца и цинка.

Смягчение

Часто бывает желательно смягчить жесткую воду, так как она не образует пену с мылом. Мыло тратится впустую, пытаясь образовать пену, и при этом образуется пена. Жесткую воду можно обрабатывать, чтобы уменьшить эффект накипи и сделать ее более подходящей для стирки и купания.

Процесс

Смягчитель воды, как и кондиционер для тканей, работает по принципу катионного или ионного обмена, при котором ионы минералов жесткости обмениваются на ионы натрия или калия, эффективно снижая концентрацию минералов жесткости до допустимого уровня. и, таким образом, вода становится более мягкой и гладкой. [ [ http://www.howstuffworks.com/question99.htm] Как работает смягчитель воды? ] в Howstuffworks.com ]

Самый экономичный способ смягчить бытовую воду — использовать ионообменный смягчитель воды. В данном устройстве используется хлорид натрия (поваренная соль) для перезарядки шариков из ионообменных смол, которые обменивают ионы минералов жесткости на ионы натрия. Также можно использовать искусственные или натуральные цеолиты. Когда жесткая вода проходит через гранулы и вокруг них, ионы минералов жесткости преимущественно поглощаются, вытесняя ионы натрия. Этот процесс называется ионным обменом. Когда в шарике или цеолите натрия остается низкая концентрация ионов натрия, он истощается и больше не может смягчать воду.Смола пополняется промывкой (часто «обратной» промывкой) соленой водой. Высокая избыточная концентрация ионов натрия изменяет равновесие между ионами в растворе и ионами, удерживаемыми на поверхности смолы, что приводит к замене минеральных ионов жесткости на смоле или цеолите ионами натрия. Полученный раствор соленой воды и минеральных ионов затем смывается, и смола готова для повторного запуска процесса. Этот цикл можно повторять много раз.

Сброс рассольной воды во время этого процесса регенерации был запрещен в некоторых юрисдикциях (особенно в Калифорнии, США) из-за опасений по поводу воздействия сбрасываемого натрия на окружающую среду.

В некоторых промышленных процессах умягчения используется тот же метод, но в гораздо большем масштабе. Эти методы создают огромное количество соленой воды, очистка и утилизация которой требует больших затрат.

Временная жесткость, вызванная ионами гидрокарбоната (или бикарбоната), может быть удалена кипячением. Например, гидрокарбонат кальция, часто присутствующий во временной жесткой воде, кипятят в чайнике, чтобы уменьшить жесткость. В процессе этого на внутренней стороне чайника образуется накипь, известная как «обшивка».Эта чешуя состоит из карбоната кальция.

Ca (HCO ₃ ) ₂ → CaCO ₃ + CO ₂ + H ₂ O

Твердость также можно снизить с помощью обработки кальцинированной извести. Этот процесс, разработанный Томасом Кларком в 1841 году, включает добавление гашеной извести (гидроксид кальция & mdash; Ca (OH) ₂ ) в источник жесткой воды для преобразования гидрокарбонатной жесткости в карбонат, который осаждается и может быть удален путем фильтрация:

Ca (HCO ₃ ) ₂ + Ca (OH) ₂ → 2CaCO ₃ + 2H ₂ O

Добавление карбоната натрия также смягчает постоянно жесткую воду, содержащую сульфат кальция, т.к. ионы кальция образуют карбонат кальция, который выпадает в осадок, и образуется сульфат натрия, который является растворимым.Образовавшийся карбонат кальция опускается на дно. Сульфат натрия не влияет на жесткость воды.

Na ₂ CO ₃ + CaSO ₄ → Na ₂ SO ₄ + CaCO ₃

Воздействие на кожу

После первого опыта с мягкой водой может возникнуть некоторая путаница. Жесткая вода плохо пенится с мылом и оставляет ощущение «не очень чистой». Мягкая вода пенится лучше, чем жесткая, но оставляет на коже ощущение «скользкости» после использования с мылом.Например, один производитель смягчителей воды утверждает, что «ощущение скользкости» после душа в мягкой воде происходит из-за «более чистой кожи» и отсутствия мыльной пены, «вызывающей трение».

Однако химическое объяснение заключается в том, что умягченная вода из-за содержания натрия имеет гораздо меньшую способность соединяться с мыльной пленкой на вашем теле, и поэтому ее намного труднее смыть. [ [ http://www.madsci.org/posts/archives/jul2001/9960

.Ch.r.html Почему нельзя смыть все мыло мягкой водой? ] ] Решения должны использовать меньше мыла или синтетического жидкого мыла для тела.

Региональная информация

Жесткая вода в Австралии

Анализ жесткости воды в крупных городах Австралии, проведенный Австралийской ассоциацией водных ресурсов, показывает диапазон от очень мягкой (Мельбурн) до очень жесткой (Аделаида). Общие уровни жесткости кальция Карбонаты в мг / л составляют:
Канберра: 40 [ [ http: // www.actewagl.com.au/water/quality/hardness.aspx ACTewAGL: Посудомоечные машины и жесткость воды ] ]; Мельбурн: 10–26 [ [ http://www.melbournewater.com.au/content/library/publications/reports/compliance_reports/public_health_compliance_quarter_1_(july-september_2006).pdf Отчет о соответствии требованиям общественного здравоохранения в области водоснабжения в Мельбурне — июль-сентябрь 2006 , ] ];
Сидней: 39,4 — 60,1 [ [ http://www.sydneywater.com.au/WaterQuality/TypicalDrinkingWaterAnalysis Типичный анализ питьевой воды в Сиднее ] ];
Перт: 29 — 226 [ [ http: // www.watercorporation.com.au/_files/DWQ_AR_0506_withAppB.pdf Годовой отчет о качестве питьевой воды в Перте за 2005-06 год ] ];
Брисбен: 100 [ [ http://www.brisbane.qld.gov.au/BCC:BRISWATER::pc=PC_1397 Питьевая вода Брисбена ] ];
Аделаида: 134 — 148 [ [ http://www.environment.sa.gov.au/reporting/human/water/quality_table.html Качество воды Аделаиды ] ];
Хобарт: 5,8 — 34,4 [ [ http: // www.hobartcity.com.au/HCC.3539560:STANDARD::pc=DRINKING_WATER_QUALITY Качество питьевой воды в Хобарте ] ];
Дарвин: 31 [ [ http://www.nt.gov.au/powerwater/docs/water_quality/2005/Water%20Quality.pdf Качество воды Дарвина ] ].

Жесткая вода в Канаде

Провинции прерий (в основном Саскачеван и Манитоба) содержат большое количество кальция и магния, часто в виде доломита, которые легко растворяются в грунтовых водах, содержащих высокие концентрации захваченного углекислого газа из последнего оледенения.В этих частях Канады общая жесткость в мг / л эквивалента карбоната кальция часто превышает 200 мг / л, если грунтовые воды являются единственным источником питьевой воды. Западное побережье, напротив, имеет необычно мягкую воду, происходящую в основном из горных озер, питаемых ледниками и таянием снегов. Вот некоторые типичные значения: Калгари 165 мг / л, Саскатун Виннипег 77 мг / л, [ [ http://winnipeg.ca/waterandwaste/water/testResults/Winnipeg.stm 2006 Результаты теста качества питьевой воды в Виннипеге ] ] Торонто 121 мг / л, [ [ http: // www.toronto.ca/water/faq.htm Город Торонто: Toronto Water — FAQ ] ] Ванкувер [ http://www.gvrd.bc.ca/sewerage/pdf/washsmart.pdf GVRD Wash Smart — Water Факты ]] Charlottetown PEI 140 — 150 мг / л. [ http://www.city.charlottetown.pe.ca/allaire/spectra/system/mediastore/Water_Report_2006.pdf ]

Жесткая вода в Англии и Уэльсе

Информация от британцев [ http: //www.dwi.gov.uk/ Инспекция питьевой воды ] показывает, что питьевая вода в Англии обычно считается «очень жесткой», при этом в большинстве районов Англии, особенно на Востоке, уровень содержания воды в воде превышает 200 мг / л. эквивалент карбоната кальция.Уэльс, Девон, Корнуолл и некоторые районы Северо-Западной Англии — районы с более мягкой водой и колеблются от 0 до 200 мг / л. Факт | дата = февраль 2007 г. . В пивоваренной промышленности Англии и Уэльса воду часто намеренно отверждают гипсом в процессе бертонизации.

Жесткая вода в США

По данным Геологической службы США, 89,3% домов в США имеют жесткую воду. Самые мягкие воды встречаются в регионах Новой Англии, Южной Атлантики, Тихоокеанского Северо-Запада и Гавайев.Умеренно жесткие воды распространены во многих реках регионов Теннесси, Великих озер, Тихоокеанского Северо-Запада и Аляски. Жесткая и очень жесткая вода встречается в некоторых ручьях в большинстве регионов страны. Самые жесткие воды (более 1000 мг / л) находятся в ручьях Техаса, Нью-Мексико, Канзаса, Аризоны и южной Калифорнии. [ Briggs, J.C., and Ficke, J.F .; «Качество рек США, 1975 водный год — на основе Национальной сети учета качества водотоков (NASQAN)»: У.S. Открытый отчет геологической службы 78-200, 436 с. (1977) ]

См. Также

* Умягчитель воды
* Качество воды
* Водоподготовка
* Очистка воды
* Колодец Замзам

Ссылки

Внешние ссылки

* Alcoa Chemical, [ http://www.alcochemical.com/Alco/English/Markets/Water+Treatment/LSI+Calculator.htm Калькулятор индекса насыщенности Ланжелье (LSI) ]

Фонд Викимедиа.2010.

.