Pokud má tekutina vysoký obsah vápenatých nebo hořečnatých solí, pak je považována za tvrdou. Pro zjištění, jak moc je norma překročena, se analyzují fyzikálně-chemické vlastnosti vody. Soli pocházejí z podzemních vod, kde pocházejí z hornin vyplavených prouděním. Tvorba tvrdé vody ve studních je často způsobena přítomností síranů a hydrogenuhličitanů v nich. Kapalina z pozemních nádrží však může mít také zvýšenou tvrdost. Koncentraci solí v něm mohou měnit přírodní faktory: střídání ročních období, vydatné srážky, vystavení slunečnímu záření. Soli se také dostávají do vody z vodovodu, pokud je špatně vyčištěná od nečistot, nebo pokud stav přívodu vody není příliš žádoucí.
Jak můžete zjistit, zda jsou ve vodě soli tvrdosti? O jejich přítomnosti svědčí vodní kámen, který se hromadí na topných tělesech domácích spotřebičů, přítomnost vodního kamene na dřezu a vodovodních bateriích, ale i pocit suché pokožky po osprchování nebo umytí rukou. Potrubí, pračky, myčky a rychlovarné konvice trpí tvrdou vodou.
Jak se liší jedna tvrdá voda od druhé?
Tvrdost vody se liší. Podle požadavků GOST se měří ve stupních. Grudus je půl milimolu na litr vody. Podle typu se tvrdost vody dělí na obecnou, dočasnou a trvalou. Liší se množstvím vápenatých a hořečnatých solí, které obsahují. Liší se také způsoby změkčování.
Obecná tvrdost vody
Záleží na koncentraci iontů soli. Je to součtový výsledek přidání dvou dalších typů tuhosti (dočasná + trvalá = celková). Stupeň koncentrace soli lze vypočítat pomocí analýzy vody. Kapaliny pro různé účely by měly mít různé tvrdosti. Tvrdost pitné vody by neměla přesáhnout sedm stupňů. Nemělo by však být úplně měkké. Minimální hodnota je jeden a půl stupně. Evropské kánony definují standard pro tvrdost vody na 3,5 stupně. Procesní voda je regulována odlišně.
Uhličitanová tvrdost
Toto je jiný název pro dočasnou tvrdost vody. Převládají v něm uhličitany a hydrogenuhličitany. V tomto případě je nadměrná tvrdost odstraněna vroucí vodou. Sloučeniny soli vytvářejí při vystavení teplotě sraženinu. Viditelným efektem reakce je vodní kámen. Uhličitanová tvrdost inhibuje změny acidobazické rovnováhy kapaliny.
Nekarbonátová tvrdost
Tento název se používá k definování konstantní tvrdosti. Na rozdíl od dočasného je nemožné se s tím vyrovnat pomocí varu. Tento indikátor odráží koncentraci solí tvrdosti a kyselin ve vodě. Vypočítají se koncentrace chloridů a síranů. Sloučeniny jsou nerozpustné a také nepodléhají štěpení a tvorbě vodního kamene.
Škody způsobené vodou s nadměrnou tvrdostí
Odborníci nedoporučují používat tvrdou vodu doma ani v práci. V každodenním životě má konzumace takové vody negativní dopad na lidské zdraví. Soli tvrdosti se koncentrují a usazují v cévním systému. Nejvíce jsou k tomu náchylní lidé se zažívacími problémy. Míra vlivu solí tvrdosti na činnost srdce a cév však nebyla vědecky prokázána. I podle toho, jak tvrdá voda ucpává staré potrubí, si však dokážete jasně představit, co se kvůli ní děje s lidským tělem. Ve vodovodním systému tvrdá voda postupně ničí staré i nové potrubí a domácí spotřebiče selhávají Vodní kámen, který se tvoří na topných tělesech, vyžaduje více energie k ohřevu prvků zařízení. V neposlední řadě je třeba změnit technologii. Tvrdá voda vysušuje pokožku a může způsobit alergické reakce. Aby se voda pohodlně používala, musí být změkčena.
Tvrdost vody bedlivě sledují i průmyslové podniky, zejména ty, které souvisejí s teplárenstvím. Parní kotle vlivem solí tvrdosti postupně selhávají a je nutné vyměnit nefunkční zařízení. Čištění vody je důležité i pro potravinářský průmysl. Nahromaděný vodní kámen může zvýšit náklady na energii, způsobit poruchy a v důsledku toho výměnu zařízení a vodovodního potrubí. Abyste tomu zabránili, je třeba zařízení pravidelně čistit a mýt. Během této doby se výroba zastaví, což s sebou nese nové náklady. Speciální filtry dokážou z vody odstranit soli tvrdosti.
Změkčení tvrdé vody
Existují různé metody změkčování tvrdé vody používané pro průmyslové a domácí potřeby. Existují také univerzální možnosti. Chemická analýza kapaliny pomáhá určit volbu metody. Doma samozřejmě můžete vše snížit k varu při teplotě 100 C. Při chemické reakci se soli tvrdosti rozpadají a vysrážejí. Existují však určité nuance: nemůžete vařit všechnu vodu a pak budete muset také umýt nádobu na vodní kámen.
Jako profesionální přístup k čištění vody se navrhuje instalace systému reverzní osmózy. Metoda se používá v každodenním životě i v průmyslu. Voda je zcela vyčištěna průchodem přes filtrační membrány.
Další metodou je činidlo. Do vody se přidávají chemikálie, čistí se a poté kapalina prochází filtry. Nevýhodou metody je přesný výpočet chemikálií. Dělat to ručně v běžném životě je téměř nemožné.
Čištění vody se také provádí elektrodialýzou. S ním na vodu působí elektrické pole. Kationizace je považována za jednu z nejuniverzálnějších metod použitelných v domácnosti i v průmyslu. V důsledku provozu iontových filtrů jsou soli tvrdosti nahrazeny bezpečnými látkami.
Kteroukoli z uvedených metod lze použít doma nebo v práci. Chcete-li to provést, musíte se rozhodnout o měřítku instalace a také o počtu a vlastnostech filtrů.
Typy filtrů
Filtračních vložek je více druhů a je nutné je řadit mezi sebou se zaměřením na kvalitu zdrojové vody. Je důležité znát počáteční tvrdost vody a její hodnoty čas od času kontrolovat, protože se mohou měnit. Mechanické, ultrafialové, reagenční, iontové, membránové, pryskyřičné – to vše jsou typy filtrů, které lze mezi sebou kombinovat. Čisticí prostředky pro domácí použití je nutné pravidelně měnit.
Iontové filtry
Iontové instalace se skládají z krytu s nainstalovaným regulátorem a také z nádrže na roztok. Hlavním prvkem je nádoba obsahující iontovou pryskyřici. Uvnitř baňky voda odděluje ionty pryskyřice a ty zase přitahují vápenaté a hořečnaté soli a na oplátku uvolňují sodík. To znamená, že některé ionty jsou nahrazeny jinými. Postupem času je potřeba pryskyřičnou složku instalace regenerovat a očistit od nečistot. Pokud je nainstalována pryskyřičná patrona, jednoduše se vymění za novou. Filtry průmyslových podniků se promyjí koncentrovaným fyziologickým roztokem. V důsledku praní se z pryskyřice oddělují nečistoty, která je zase přesycena ionty. Četnost čištění filtru je ovlivněna řadou faktorů. Filtry, které čistí vodu s vysokou koncentrací solí, vyžadují častou regeneraci. Filtry se také rychle zašpiní při neustálém filtrování velkého objemu kapaliny. Speciální senzor hlídá úroveň zaplnění filtrační vložky nečistotami. Koncentrovaný solný roztok se solemi tvrdosti, který vzniká po čištění, je také potřeba zpracovat. Agresivní koncentrát je škodlivý pro životní prostředí, proto by neměl skončit v kanalizaci. Z tohoto důvodu výrobní závody dodatečně instalují filtry pro čištění odpadních vod.
Nevýhody systému iontové náhrady jsou značné náklady na instalaci, náklady na nákup obnovovacího řešení – v každodenním životě a ve výrobě – instalace dalších filtračních prvků.
Polyfosfátové filtry
Jako náplň pro tento typ filtru se používá sodná sůl. Nainstalujte na elektrické spotřebiče filtr, který změkčí vodu, která do nich vstupuje. Kapalina z potrubí nejprve vstupuje do baňky, kde se rozpouštějí soli tvrdosti. Vodní kámen se neusazuje na vnitřních površích zařízení díky speciálnímu filmu, který se tvoří. Tento filtr je levný a snadno se používá. Nevýhodou čističe je, že se musí často měnit. Výsledný ochranný film je také citlivý na působení vody, jejíž teplota je vyšší než 55 stupňů – rozpouští se. Polyfosfátové filtrační systémy pro domácnost se instalují do potrubí nebo hadic vhodných pro domácí spotřebiče. Tento typ filtru nelze použít k čištění pitné ani odpadní vody.
systém reverzní osmózy
Tento typ filtrace se nazývá membránová filtrace, protože hlavní částí systému je membrána. Je prezentován ve formě porézní spirály, která umožňuje průchod pouze H2O. Voda je protlačována přes filtr, v pórech se usazují soli tvrdosti. Vypláchněte filtr vysokým tlakem vody. Výstupní kapalina je čistá a změkčená. Můžete nainstalovat jednu membránu nebo sadu několika podobných prvků. V každodenním životě stačí jeden filtrační prvek. Výhody systému reverzní osmózy jsou snadná údržba a oplachování, průchodnost a absence chemikálií během procesu čištění. Nevýhodou je rychlé zanesení membrány. Membrána, před kterou je instalován předfiltr, vyžaduje praní méně často.
Komplexní systém čištění
Multifunkční čisticí komplex poskytuje stejný čisticí výkon jako použití několika filtrů. Instalace využívá vlastnosti univerzální čisticí pryskyřice, která plní iontovou výměnu a sorpční funkce. Po průchodu filtrem voda změkne a odstraní se z ní škodlivé nečistoty. Komplex funguje téměř stejně jako iontový substituční filtr, rozdíl spočívá v typu použitých pryskyřic. Naplněný filtr se regeneruje roztokem.
Jaký filtr si vybrat? Odborná rada
Před výběrem čisticího systému by měla být provedena analýza výchozí kapaliny. Je důležité vzít v úvahu úroveň zatížení systému a také rozsah použití filtru. K čištění pitné vody odborníci doporučují instalaci systému reverzní osmózy nebo iontové instalace. Co ovlivňuje výběr systému úpravy vody:
- výkonnost;
- rozměry;
- cena;
- náklady na instalaci a kazety.
Je důležité si uvědomit: levný filtr nezaručuje kvalitu a náklady na drahý se neomezují pouze na nákup čisticího systému – mohou být vyžadovány dodatečné náklady během jeho instalace nebo údržby. Polyfosfátový filtr má nejmenší funkčnost, ale je to levná varianta. Mezi nevýhody patří nefunkčnost v horké vodě a také častá výměna zátěže.
Iontové a membránové systémy jsou téměř podobné, pokud jde o cenu a úroveň úpravy vody. Systém reverzní osmózy lze instalovat v průmyslových podnicích a v domácím prostředí – liší se pouze velikostí a výkonem.
Hodně říká i značka systému úpravy vody. Velcí výrobci potvrzují kvalitu svých výrobků zárukami a doklady o testování a dodržování norem.
1) Abyste se zbavili dočasné tvrdosti, stačí převařit vodu. Když se voda vaří, hydrogenuhličitany se rozkládají za vzniku sraženiny meziproduktu nebo zásaditého uhličitanu:
a tvrdost vody klesá. Proto se hydrokarbonátová tvrdost nazývá dočasná.
S ionty železa je reakce složitější vzhledem k tomu, že FeCO3 látka nestabilní ve vodě. V přítomnosti kyslíku je konečným produktem reakčního řetězce Fe(OH)3, což je tmavě červený sediment. Čím více železa je tedy ve vodě, tím silnější je barva vodního kamene, který se při varu ukládá na stěnách a dně nádoby.
2) Tvrdou vodu lze také změkčit úpravou vody různými chemikáliemi. Dočasnou (uhličitanovou) tvrdost lze tedy odstranit přidáním hašeného vápna:
Ca 2+ + 2НСО – 3 + Ca2+ + 2OH – = 2CaCO3↓+ 2H2О
Současným přidáním vápna a sody se můžete zbavit uhličitanové i nekarbonátové tvrdosti (metoda vápno-soda). Uhličitanová tvrdost se odstraňuje vápnem (viz výše) a nekarbonátová tvrdost sodou:
3) Obecně platí, že s konstantní tuhostí je obtížnější bojovat. Vařící voda v tomto případě nesnižuje její tvrdost.
Pro boj s konstantní tvrdostí vody se používá metoda, jako je zmrazení ledu. Jen je potřeba vodu postupně zamrazit. Když z původního množství zbude cca 10% tekutiny, je nutné vypustit ne zmrzlou vodu, ale přeměnit led zpět na vodu. Všechny soli, které tvoří tvrdost, zůstávají v nezmrzlé vodě.
4) Dalším způsobem boje proti konstantní tvrdosti je destilace, tzn. odpařování vody s následnou její kondenzací. Protože soli jsou netěkavé sloučeniny, zůstávají a voda se odpařuje.
Abyste se zbavili stálé tvrdosti, můžete například přidat do vody sodu:
5) Známé jsou také způsoby úpravy vody (magnetické a elektromagnetické efekty, přídavek polyfosfátů nebo jiných „činidel proti usazování vodního kamene“), které umožňují dočasně „vázat“ soli tvrdosti a zabraňovat jejich vypadávání ve formě vodního kamene. časové období. Tyto metody však neneutralizují soli tvrdosti chemicky, a proto našly omezené použití při úpravě vody v průmyslové vodě. Jedinou ekonomicky oprávněnou metodou odstraňování solí tvrdosti z vody je použití iontoměničových pryskyřic. Průchodem vody vrstvou speciálního činidla – iontoměničové pryskyřice (iontoměniče) přecházejí ionty vápníku, hořčíku nebo železa do kompozice pryskyřice a ionty H + nebo Na + přecházejí z pryskyřice do roztoku a voda změkne, jeho tvrdost se sníží.
6) Ale metody jako zmrazení a destilace jsou vhodné pouze pro změkčení malého množství vody. Průmysl se zabývá tunami. Proto, aby se v tomto případě eliminovala tuhost, byla přijata moderní metoda eliminace – kationtový. Tato metoda je založena na použití speciálních činidel – katexů, které se plní do filtrů a při průchodu vodou přes ně nahrazují kationty vápníku a hořčíku kationtem sodným. Kationtové výměníky – syntetické iontoměničové pryskyřice a hlinitokřemičitany.
Jejich složení lze konvenčně vyjádřit obecným vzorcem Na2R. Pokud propustíte vodu přes katexy, pak se ionty Na + vymění za ionty Ca 2+ a Mg 2+.
Schematicky lze tyto procesy vyjádřit rovnicí:
Ionty vápníku a hořčíku tak přecházejí z roztoku do katexu a sodíkové ionty z katexu do roztoku a tvrdost je eliminována.
Kationtové měniče jsou obvykle regenerovány – udržovány v roztoku NaCl, za jehož účasti dochází k opačnému procesu:
CaR + 2Na + = Na2R+ Ca2+
Regenerovanou kationtovou pryskyřici lze opět použít ke změkčení nových částí tvrdé vody.
7) Z chemického hlediska lze velmi jednoduše řešit důsledek tvrdosti vody – vodní kámen. Na sůl slabé kyseliny je nutné působit silnější kyselinou. Ten nahradí uhlí, které se, protože je nestabilní, rozkládá na vodu a oxid uhličitý. Složení vodního kamene může zahrnovat křemičitany, sírany a fosforečnany. Ale pokud je uhličitanová „kostra“ zničena, pak tyto sloučeniny nezůstanou na povrchu.
8) Účinným způsobem boje s vysokou tvrdostí je použití automatických změkčovacích filtrů. Jejich práce je založena na procesu iontové výměny, při kterém se „tvrdé“ soli rozpuštěné ve vodě nahrazují „měkkými“, které netvoří pevné usazeniny.
Osmóza
Automatické filtrační změkčovače řady EM
