Современные технологии помогают удалять вредные примеси без лишних затрат и затруднений. Выяснив, что такое жесткая вода и способы ее умягчения, можно создать благоприятные условия для работы котла отопления и другой техники. Эти знания пригодятся на этапе создания проекта очистки, при покупке функциональных компонентов соответствующего оборудования.
Чем вредна жесткая вода?
Жесткость воды химия определяет, как наличие большого количества солей в исследуемой жидкости. Специфическое название параметр получил по характерному ухудшению мягкости тканей после стирки. Волокна удерживают вредные примеси, поэтому вещи становятся жесткими на ощупь. Это изменение ухудшает потребительские характеристики изделий, усложняет глажку.
Особо опасны такие загрязнения для техники. Кратко можно рассмотреть пошаговое развитие негативной ситуации на примере типового котла отопления:
· растворенные химические соединения свободно проходят через преграду, созданную механическим магистральным фильтром;
· в зоне нагрева соли преобразуются в твердые частицы;
· в теплообменнике и на стенках труб формируется пористый слой накипи;
· эти отложения засоряют технологические протоки, создают локальные зоны перегрева.
В подобных условиях даже качественный котел быстро будет испорчен. Аналогичным образом повреждаются утюги, стиральные машины, другие бытовые приборы. На поверхности посуды и сантехники образуются прочный налет, который значительно усложняет поддержание эстетичного внешнего вида.
Для человека концентрация примесей более 7 мг-экв/литр ощутима на вкус. Кроме ухудшения органолептических показателей воды и пищи вредные примеси ухудшают состояние кожных покровов, провоцируют аллергические реакции. Однако следует не забывать о том, что кальций и магний необходимы организму! По этой причине полное удаление минеральных соединений ухудшает качественные параметры питьевой воды. Перечисленные неприятности объясняют необходимость установки фильтров для очень жесткой воды и специальной обработки жидкости, поступающей в локальную систему водоснабжения.
Перечисляем лучшие способы умягчения воды
Для корректной подготовки проекта надо выяснить, что такое жесткость вода и способы ее умягчения. В процессе изучения установок умягчения воды проверяют эффективность, расходы, удобство пользования. Обязательно следует учитывать исходный состав примесей, средние и максимальные потребности домохозяйства.
Рейтинг лучших способов умягчения воды:
1. Ионообменный;
2. Электромагнитный;
3. Химический.
А теперь подробнее о каждом....
1 место. Ионообменный (ионный)
Ионный способ умягчения воды подразумевает обмен соединений кальция и магния на безвредные соли натрия. Рабочие функции выполняют гранулы из полимерных смол. После насыщения загрузки вредными примесями выполняют очистку и восстановление исходных свойств. Для воспроизведения регенерации применяют насыщенный раствор поваренной соли.
Типовой комплект оборудования состоит из двух емкостей. В основную колонну загружают ионообменные материалы на поддерживающую и фильтрующую подушку из песка. В другой бак засыпают таблетированную соль натрия и заливают воду для подготовки регенерационного раствора. Эту технологию по наименованию действующих реагентов называют Na-катионированием.
Переключение режимов можно выполнять вручную. Однако современный комплект ионообменного фильтра дополняют блоком электронного управления с встроенными клапанами. Включение восстановительного цикла по установленному временному интервалу выполняет таймер. Для более точного воспроизведения алгоритма восстановления применяют счетчик расхода обработанной жидкости.
Ионообменный фильтр за один цикл при работе с типовой загрузкой удаляет вредные примеси при уровне жесткости на входе не более 15 мг-экв/литр. Ионный фильтр устанавливают на расстоянии 1,5-2 м от радиаторов отопления, чтобы исключить перегрев рабочей зоны. Чтобы продлить срок службы загрузки, предварительно удаляют сероводород и другие специфические загрязнения. Органическое железо, например, образует оболочку на гранулах. Такое препятствие блокирует процесс обмена ионами.
2 место. Электромагнитный
Ионный способ умягчения воды устраняет вредные и полезные примеси. Для восстановления качественного состава на завершающем этапе подготовки придется применять минерализатор. Надежное оборудование в хорошем оснащении стоит дорого! Но даже расширенная комплектация не устраняет обязанности владельца выполнять рекомендации производителя по регламентному обслуживанию и регулярным проверкам.
Вместо удаления химических соединений можно сконцентрировать усилия на главной проблеме – появлении накипи и извести. Эту задачу решают с помощью электромагнитной обработки. Сильное переменное поле трансформирует кристаллы таким образом, что частицы утрачивают способность к взаимному соединению и прикреплению к поверхностям. Химический состав жидкости не изменяется.
Для воспроизведения способа применяют генератор высокочастотных колебаний, подключенный к индукционной катушке. Излучающий элемент монтируют на магистральном трубопроводе. Мощные электромагнитные умягчители предотвращают образование накипи, извести и даже ржавчины на дальности до 2000 метров от рабочей зоны при допустимом уровне жесткости до 25 мг-экв/л.
3 место. Половолоконный
Ионообменная установка стоит дорого. Ее эксплуатация сопряжена со сложным обслуживанием и дополнительными затратами на пополнение запаса таблетированной соли. Электромагнитный преобразователь не задерживает вредные примеси. Химический способ обработки подразумевает загрязнение воды рабочими реагентами.
Отмеченные недостатки можно исключить, если выбрать для удаления примесей половолоконный фильтр с уровнем очистки от 0,01 мкм. Качественные изделия этой серии даже в базовом исполнении способны обработать до 1000 литров за час. Мембрану можно промывать многократно для восстановления исходного рабочего состояния. Допустимо комбинированное применение этого устройства с электромагнитным аппаратом для комплексной подготовки воды.
4 место. Химический
В этих технологиях предусмотрена обработка жидкости специальными реагентами. Химические способы умягчения воды применяют с добавлением:
· кальцинированной соды;
· полифосфатных соединений;
· антискалантов.
Для эффективного воспроизведения методик данной категории следует обеспечить нормированное содержание в растворе действующих веществ. В отдельных ситуациях контролируют температуру, мутность, иные параметры.
Известково-содовый способ умягчения воды отличается простотой технологического процесса, низкой стоимостью реагентов. Для активизации необходимой реакции порциями добавляют гашеную известь Ca(OH)2 до тех пор, пока водородный показатель не увеличится до 10 единиц (pH). В этих условиях карбонат кальция выпадает в осадок.
Известковый способ умягчения воды не применяют для финишной подготовки. Добавленные химические соединения увеличивают щелочные показатели до уровня, который превышает санитарные нормы. Допустимо применение данной технологии для защиты отопительного оборудования и при стирке белья.
Аналогичные ограничения следует учесть при работе с полифосфатами. Эти вещества связывают в ходе химической реакции соли кальция и магния. Накипь после такой обработки не образуется. Однако подготовленную воду нельзя использовать для питья.
Недостаток метода – сложность поддержания оптимальной концентрации. Превышение концентрации действующих веществ провоцирует загрязнение вещей при стирке, встроенных фильтров. Полифосфаты вместе с другими загрязнениями закрепляются на поверхности ТЭНов. Такой слой препятствует нормальному теплообмену. При температуре выше +40°C эффективность защиты ухудшается.
Антискаланты – это специализированные реагенты, которые препятствуют образованию накипи. В этой товарной группе производители предлагают смеси органических фосфатов с разными низкомолекулярными полимерными материалами. Такие средства применяют для предотвращения быстрого засорения мембран в системах обратного осмоса.
Какие еще есть современные способы умягчения известковой воды?
Удалить соли кальция и магния можно с применением других технологий. В этом разделе представлены способы, которые подходят для обработки небольшого количества жидкости. Обработанную воду можно использовать для заправки рабочих емкостей парогенератора, утюга, увлажнителя воздуха.
Кипячение
При высокой температуре ускоряется преобразование растворенных солей в накипь. Для кипячения используют подходящую посуду. Следует не забывать о том, что после завершения процедуры надо будет очистить стойкий налет.
Обратный осмос
Для подготовки питьевой воды применяют мембранные технологии. Установка обратного осмоса не пропускает соли жесткости, поэтому выполняет умягчение с эффективностью 100%. Производительность серийный бытовых установок не превышает 9 литров очищенной жидкости за час.
Где скачать реферат по физике на тему «Жесткость воды и способы ее умягчения»?
Технологии, рассмотренные кратко, могут не подойти для решения определенной задачи.
Изучить подробно профессиональные способы умягчения воды можно с помощью тематического реферата. Эти материалы можно скачать на специализированном сайте. Некоторые производители публикуют официальные результаты испытаний, заключения независимых экспертиз.
Выводы и рекомендации
Выяснив, на чем основан катионитовый способ умягчения воды, можно сформулировать характерные недостатки. Чтобы разместить крупный комплект оборудования надо выделить площадь 5-6 м кв. В помещение подводят канализацию. Организуют установленный производителем температурный режим. Для качественного подключения и настройки надо привлекать специалистов. Общая стоимость реализации проекта при такой технологии составит 50-80 тыс. руб.
Отдельно следует учесть эксплуатационные затраты:
· для обработки с производительностью 1,5-2 м куб. м/час надо применить 40-50 кг основной загрузки;
· на одну регенерацию расход поваренной соли (воды) составит 6-8 кг (0,5-06 м куб.);
· через 8-10 лет меняют основную загрузку.
Чтобы сохранить эффективность технологии, устанавливают дополнительное оборудование для предварительной очистки. Качественная подготовка может увеличить инвестиционные затраты на 5-30 тыс. руб.
Мощный электромагнитный преобразователь АкваЩит можно купить в фирменном магазине производителя за 17900 руб. с доставкой по РФ. Дополнительные затраты в этом случае не потребуются. Оборудование монтируют самостоятельно за 10-15 минут. Эта модель работает при жесткости на входе до 21 мг-экв/л при потреблении электричества не более 20 Вт/час. Технология не удаляет примеси, поэтому при необходимости применяют дополнительную обработку.
Полифосфатный фильтр – самое экономичное решение. Простейшие модели в торговых сетях предлагают за 350-450 руб. В отличие от ионообменной или электромагнитной эта технология подходит только для защиты одной локальной рабочей зоны. Отдельные устройства ставят перед стиральной (посудомоечной) машиной, котлом отопления. В процессе эксплуатации надо контролировать и своевременно пополнять загрузку. Способ не подходит для подготовки питьевой воды.
Кипячение и обратный осмос применяют для умягчения 1-10 литров жидкости. Если необходима комплексная защита объекта, применяют электромагнитное преобразование либо ионный обмен.