Жесткость воды — это концентрация растворенных в ней солей магния и кальция. Грунтовые воды, проходя через известковые породы, вымывают и растворяют в себе минеральные вещества, главным образом, магний и кальций.
Зачастую вода в колодцах и на родниках оказывается более жесткой, чем городская водопроводная вода. Однако и в городской воде встречается повышенная жесткость. Например, в Петродворцовом, Ломоносовском и Красносельском районах Санкт-Петербурга вода, как правило, содержит повышенные концентрации солей жесткости.
Чем плоха жесткая вода?
Жесткая вода наносит большой вред сантехнике и бытовым приборам: стиральным и посудомоечным машинам, чайникам, водонагревателям, счетчикам воды и многому другому. Сильнее всего, как правило, страдает ТЭН водонагревателей и стиральных машин: он буквально обрастает накипью.
Процесс обрастания ТЭНа накипью можно сравнить с обмоткой ТЭНа толстым слоем термостойкой изоленты. При нагреве контактирует с водой и передает ей тепловую энергию уже не металлическая поверхность ТЭНа, а изолента, которая, как и накипь, играет роль некоей теплоизоляции. При этом она не только не позволяет эффективно производить нагрев воды, но и не позволяет высвободить тепловую энергию и передать ее воде. Возьмем, к примеру, электрический накопительный водонагреватель. В электрической цепи такого водонагревателя есть два устройства, которые погружены в воду и отвечают за ее нагрев и автоматическое поддержание температуры — это ТЭН и датчик температуры, погруженный в защитную гильзу. В случае с жесткой водой ТЭН и датчик теплоизолированы солями жесткости, которые не позволяют ТЭНу отдавать тепло воде, а датчику из-за обрастания гильзы — считывать температуру и отключать ТЭН. ТЭН, в свою очередь, не может отдать тепло из-за накипи и сжигает сам себя. Точно такая же участь ожидает и теплообменники на газовых колонках, которые так же, как и ТЭНы, могут обрасти накипью и впоследствии выгореть из-за неправильной работы.
Как бороться с жесткой водой?
Выход простой и очевидный — нужно ставить фильтр. Но при установке фильтра нужно помнить, что для технической воды и питьевой воды необходима разная степень фильтрации: как правило, для бытовых нужд необходимы более мощные фильтры, чем для питьевой воды.
Одним из самых эффективных способов умягчения воды считается метод очистки жесткой воды при помощи катионообменных смол. Принцип его работы прост: перед установкой в фильтр смолу насыщают натрием. При взаимодействии с жесткой водой смола впитывает соли жесткости, а натрий высвобождается. По прошествии времени, когда смола насыщается солями жесткости, она подлежит регенерации — промывке специальным солевым раствором.
Существует три основных вида данных фильтров: магистральные, бытовые фильтры с отдельным краном для питьевой воды и промывные колонны. Об особенностях каждого из них расскажем ниже.
Магистральные фильтры
устанавливаются после счетчиков и предназначены для очистки холодной воды во всей квартире или загородном доме. Также возможен вариант установки данных фильтров непосредственно перед нагревательным оборудованием (водонагреватель, стиральная и посудомоечная машина и др.).
Они состоят из колбы, которые бывают различных типоразмеров (10SL,20SL,10BB,20BB). Каждому типу колб соответствует аналогичного размера картридж, который устанавливается внутрь колбы и фильтрует воду. От размера картриджа зависит его производительность. А ресурс картриджа зависит от суммарного содержания солей жесткости в исходной воде. Например, картридж с умягчающей смолой типоразмера 10BB при жесткости воды до 3 мг-экв/л способен очистить 1000 литров воды с производительностью 5 л/мин. После израсходования ресурса картридж необходимо заменить на новый или произвести его регенерацию (промывку 10% раствором поваренной не йодированной соли).
Бытовые фильтры с отдельным краном
Применяются для доочистки водопроводной воды до уровня питьевой. Устанавливаются, как правило, на кухне под мойку в квартирах и домах с городским водоснабжением. Такие фильтры представляют собой системы с одной или более колбами и картриджами, осуществляющими комплексную очистку воды от различных примесей.
Классическая система включает в себя 3 картриджа и 3 ступени очистки:
1) механическая очистка — очистка от нерастворенных примесей со степенью фильтрации 1, 5 или 10 микрон;
2) комплексная очистка — глубокая очистка воды от ряда примесей и веществ с высокой степенью фильтрации (менее 1 микрона);
3) финишная доочистка — доочистка воды картриджем, содержащим активированный уголь, который удаляет из воды хлор, улучшает вкус и запах воды.
Для избавления от жесткой воды на второй ступени очистки используется картридж с катионобменной смолой типоразмера 10SL. Производительность таких систем составляет до 3 л/мин. Средний ресурс 5000-8000 литров. При этом максимальный ресурс картриджа для умягчения воды насчитывает 6000 л, но при жесткости 5 мг-экв/л он составит всего 150 литров очищенной воды. Картридж можно регенерировать поваренной солью, как и в случае с магистральными фильтрами.
Промывные колонны
Больше подходят для монтажа в загородных домах и на производствах. Принцип умягчения воды в этих установках аналогичен — в них тоже используется ионообменная смола, которую можно регенерировать раствором поваренной соли.
В состав такой установки умягчения входит корпус фильтра (колонна), система управления и контроля (управляющий клапан), нижняя и верхняя распределительная система, солевой бак (фидер) для таблетированной соли, присоединительные фитинги, катионообменная смола и поддерживающий слой гравия.
Система имеет большую производительность и увеличенный ресурс катионообменной смолы. Отличительной чертой колонны является удобство проведения процесса регенерации (промывки) ионообменной смолы после исчерпания ее ресурса: управляющий клапан автоматически производит промывку фильтра по заданной программе и в определенное время. При этом важно следить за уровнем соли в фидере. В некоторых клапанах есть встроенный счетчик, который рассчитывает объем очищенной воды между промывками фильтра. Установка также может быть оборудована клапаном подмешивания исходной воды (байпасным краном), при этом пользователь может самостоятельно регулировать уровень жесткости воды.
Промывные колонны способны очищать воду при производительности 50 000 — 60 000 литров/час. Такой производительности хватит, к примеру, для очистки воды в больших торгово-развлекательных центрах.
Стоит помнить, что выбор той или иной умягчительной установки с катионообменной смолой зависит от многих условий и является индивидуальным для каждого конкретного случая. Чтобы узнать, какую систему выбрать, необходимо провести анализ воды и выявить содержание вредных примесей. Необходимо также не забывать, что от качества монтажа будет зависеть эффективность очистки и период использования фильтра. Поэтому, выбирая фильтр с катионообменной смолой, убедитесь, что сможете получить подробную консультацию квалифицированных специалистов.
Нюансов в выборе умягчительной установки много. Например, немаловажным является наличие или отсутствие в воде железа. Стоит помнить, что пока в воде есть железо, соли жесткости из нее не убрать. Поэтому первым этапом очистки воды является именно ее обезжелезивание, то есть удаление молекул железа.
Одним из вариантов умягчения воды является картридж специального назначения с засыпкой кристаллического полифосфата натрия. Данный картридж применяется только для фильтрации технической воды, то есть применять его для фильтрации воды питьевого назначения категорически запрещено.
Как работает картридж?
Картридж с полифосфатом натрия предотвращает образование накипи на нагревательных элементах бытовых приборов: стиральных машинах, водонагревателях, посудомоечных машинах и т.д. Поток воды, проходя через кристаллы, постепенно растворяет их. При этом на поверхности нагревательных элементов бытовой техники образуется полифосфатная пленка, которая препятствует появлению коррозии, образованию накипи и накоплению отложений.
Полифосфат связывает не только соли жесткости (соединения кальция и магния), но и растворенное железо. Регулярное добавление полифосфата также приводит к постепенному разрыхлению, отслоению и удалению старых отложений накипи. Поэтому, чтобы избежать загрязнения оборудования и системы водоснабжения, следует устанавливать специальные шламоуловители.
А вот в системе отопления запрещается применять воду, которая прошла обработку полифосфатом. Дело в том, что полифосфат теряет свои свойства уже через 3-4 суток, а в отопительной системе вода используется гораздо дольше.
В свою очередь, при горячем водоснабжении вода проточная и не хранится несколько дней. К тому же полифосфат теряет полезные свойства при 80°С, а вода в теплообменнике в системе отопления в среднем имеет температуру 70-90°С. Конструкция полифосфатного фильтра проста: это пластиковая (чаще всего, прозрачная) колба, которая заполнена кристаллами полифосфата натрия. Иногда фильтр также бывает в исполнении колба плюс картридж.
Существует три разновидности фильтров с полифосфатом, которые отличаются производительностью и способом установки.
Первый тип картриджа с полифосфатом натрия — картридж типоразмера 10SL для колбы соответствующего размера. Такой фильтр можно устанавливать на магистраль холодной воды перед стиральной и посудомоечной машиной или водонагревателем. Максимальная производительность такого картриджа составляет до 20 л/мин (в зависимости от жесткости очищаемой воды). Рабочая температура картриджа — от 4 до 40°С.
Второй тип — фильтр типоразмера 5SL. Он представляет собой пластиковую колбу с засыпанными в нее кристаллами. Такой фильтр тоже устанавливается перед стиральными, посудомоечными машинами и водонагревателями, только фильтрует воду с меньшей производительностью (до 6 л/мин), и его ресурс ниже, чем у фильтра с картриджем типоразмера 10SL (до 6 месяцев). Рабочая температура фильтра — до 40°С.
Третий тип — фильтр для защиты стиральных и посудомоечных машин, который устанавливается непосредственно на шланг, подающий воду к устройству. В отличие от первых двух вариантов очистки, вода поступает на данный фильтр через отверстие сверху, проходит через фильтрующий слой и вытекает через нижнее отверстие. Такая конструкция фильтра затрудняет замену засыпки: чтобы заменить кристаллы полифосфата, придется отсоединить фильтр от подающего трубопровода сверху, и только после этого открутить крышку фильтра и засыпать кристаллы. Ресурс и производительность фильтра такая же, как и у фильтра второго типа — до 6 л/мин и до 6 месяцев.
По мере расходования ресурса картриджа кристаллы полифосфата натрия в фильтре растворяются. Рекомендуется менять использованный картридж не реже, чем раз в год для фильтра 10SL, и не реже, чем раз в 6 месяцев для фильтра 5SL , вне зависимости от количества загрузки. Достаточно удалить из картриджа исчерпавшие ресурс кристаллы полифосфата натрия и засыпать новые гранулы в картридж, и тем самым можно сэкономить на покупке отдельного картриджа. Защита от накипи продлит срок службы бытовой техники и упростит уход за ней. Ведь очистка нагревательных элементов — трудоемкая операция, и не во всех случаях она применима. Кроме этого, стирка в мягкой воде снижает расход моющих средств. Важно не забывать, что данный картридж применяется ТОЛЬКО для фильтрации технической воды и не применяется для фильтрации воды питьевого назначения.