В данной статье я расскажу о том, что такое жесткость, какая она бывает и как с ней бороться. Также напишу про наиболее эффективные приборы, имеющиеся на рынке.
Итак, что такое жесткость? Жесткость воды обусловлена растворенными в ней солями, содержащими катионы кальция Ca(2+) и магния Mg(2+). Чем выше их содержание, тем более жёсткой будет вода. Берутся они из почвы в процессе движения воды под землёй. Все, что может раствориться переходит в раствор и в таком виде попадает к нам в скважины или реки. Там, где под слоем почвы расположены карстовые породы (привет некоторым регионам), вода всегда жёсткая.
Общая жесткость воды складывается из временной и постоянной.
Временную жесткость составляют растворимые в воде соли гидрокарбонат магния Mg(HCO3)2 и гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2. По другому ее называют карбонатной жёсткостью. Именно она ответственна за осаждение желтоватой накипи на стенках чайника, посудомоечной машины, на ТЭНах стиральной машины и образовании налета на смесителях. Если эти соли растворимы, то почему откладывается накипь при кипячении воды? Все просто! При нагревании эти соли разлагаются с выделением углекислого газа и образованием новых солей, формулы которых: CaCO3 и MgCO3. А они нерастворимы. Как же быть со смесителями, там ведь нет нагревания. В случае смесителей протекают другие процессы. После прекращения подачи воды на ободке гусака остается капля, которая сохнет на воздухе. Вода испаряется, а соли остаются и начинает расти кристалл накипи.
На вопрос как избавится от уже выпавшей накипи ответ также прост: использовать простейшую бытовую химию, а именно - кислоты. Подойдут уксусная (но она достаточно сильно пахнет) и лимонная. Для увеличения срока службы стиральной машины или пмм можно раз в несколько месяцев прогонять холостую стирку с 5-10 граммами лимонной кислоты. Она достаточно слабая, чтобы не навредить металлу, но достаточно сильная, чтобы растворить выпавшие карбонаты по тривиальной химической реакции.
Теперь немного о постоянной жесткости. Ее дают растворимые в воде сульфаты, хлориды, кислые фосфаты, нитраты кальция и магния. И проблема постоянной жесткости в том, что ее не удалить кипячением. Один из способов, это реакция с фосфатом натрия. Он связывает ионы кальция и магния в нерастворимые в воде соли, которые выпадают в осадок. Но, в таком случае, нужно знать точную дозировку, чтобы вода не стала обогащенной растворимым фосфатом натрия. Устранить постоянную жесткость, впрочем, как и временную, можно при помощи ионообменных смол. Это тот самый ионообменник в трехступенчатых фильтрах. Суть проста: в результате реакции обмена ионы кальция и магния из раствора необратимо связываются с определенными функциональными группами, находящимися в смоле. Смола - это полимер, в данном случае выступает как носитель, по другому - матрица. И на нее, как на основу, "пришивают" в результате определенных химических реакций кислотные функциональные группы (сульфо-группы, фосфатные группы). Когда все группы оказываются связанными, то фильтр, обычно, меняют. Но не все знают, что его можно регенерировать. Правда, мало кто умеет это делать. Сильные кислоты способны, условно говоря, очистить ионообменник от кальция и магния. Но нужно обязательно промыть регенерированный фильтр 2-3 литрами дистиллированной воды, убедиться в отсутствии кислоты и только потом использовать. Короче говоря, способ надежный, но при неправильном применении очень опасный! НЕ занимайтесь этим сами.
А что же делать, если вода дома жесткая? Существуют несколько надежных и рабочих способов очистки. Я их все опишу. Если чего-то не будет в списке - значит этот способ нерабочий или бесполезный.
1 способ - использовать "кувшин" (или подобные)
Всем известный кувшин с картриджем, который нужно периодически менять. Состав его нехитрый: ионообменные смолы, активированный уголь и другие наполнители, толку от которых нет. Про ионообменные смолы я уже писал, а активированный уголь призван связывать органические вещества, растворенный в воде хлор и проч. Картриджи дешевые, но нужно помнить, что их ресурс, на деле, может оказаться куда меньше, чем заявлен. На сколько сказать не могу, потому что все зависит от порядочности производителя. Но наши исследования на некоторых из них показали, что иногда срок службы составляет пару недель, от заявленных двух месяцев (или около 50 л).
2 способ - системы фильтров
Тоже широко известный метод очистки воды - трехступенчатая фильтрация. На деле, значение имеет, опять же, ионообменник. Если только водопроводная система в вашем населенном пункте не доведена до критического состояния. Тогда - да, фильтр тонкой очистки нужен, но скорее даже 3 способ. В загородных домах не обойтись без такого устройства, особенно со специальными картриджами для связывания ионов железа. Но, я слышал, что в некоторых городах все еще может подаваться ржавая вода. Так что этот способ один из наиболее адекватных.
3 способ - обратноосмотические системы
Наиболее эффективный способ очистки воды. Позволяет полностью избавить воду от малейших примесей. Эффективность такова, что на выходе получается абсолютная вода, т.е. без всяких растворенных веществ. Принцип работы таков: поры мембраны способны пропускать только молекулы воды под давлением, все другие молекулы, ионы тяжелых металлов и, тем более, бактерии, просто физически не пройдут. Для того, чтобы люди не пили дистиллированную воду в конце происходит минерализация солями до определенного уровня. Она настраиваемая. Ресурс системы - до износа предфильтров, мембраны или минерализатора. Мембрану меняют раз в 4-5 лет. Чаще меняют предфильтры или обслуживают минерализатор. Рекомендуется в местах, где качество воды оставляет желать лучшего.
Вышеописанные способы являются реально рабочими. Остальное - спекуляции и введение в заблуждение. В следующей статье я напишу про загрязнение водопроводной воды и разберу технологию водоподготовки в населенных пунктах.
Спасибо за внимание.
Ваш, к.х.н., м.н.с.