Jak vypočítat celkovou tvrdost?

Tvrdost vody je obsah soli, který závisí na složení, fyzikálních a chemických vlastnostech a na číselném množství nečistot. Překročení tohoto ukazatele je stejně škodlivé pro pití, domácnost a technické tekutiny. Při dodávání horkých, studených, průmyslových vodných roztoků spotřebitelům jsou dodavatelé povinni dodržovat standardizované parametry stanovené zákonem. Jednotlivci, kteří odebírají vodu z osobních studní, se musí samostatně starat o její kvalitu. Čtěte dále, abyste věděli, co je tvrdost vody, jak ji určit, jak se měří a jak uvést kapalinu do normálního stavu pro bezpečné použití.

Tvrdost v pitné vodě

Pojem tvrdost vody označuje množství rozpuštěných a nerozpuštěných solí přítomných v přírodních vodních ložiscích. Voda může být příliš měkká nebo příliš tvrdá. Obě možnosti jsou škodlivé. Nedostatek solí narušuje vodně-alkalickou rovnováhu v těle, nadbytek způsobuje řadu onemocnění důležitých orgánů: srdce, ledvin, kůže a jater. Při nadbytku solí má tekutina hořkou kovovou chuť, může být zakalená, s různými barevnými odstíny.

Pro spotřebitele je velmi důležité dodržování norem tvrdosti pitné vody. Soli mohou způsobit otravu, způsobují žaludeční nevolnost, zežloutnutí kůže a další potíže. Vysoká koncentrace solí tvrdosti negativně ovlivňuje provoz domácích spotřebičů – nečistoty tvoří obtížně čistitelné vodní kámen a kamenné vápenné usazeniny. Kvůli nim se ve vodovodním systému tvoří struska a rychle selhávají domácí/průmyslové spotřebiče, vodovodní potrubí a hydraulická zařízení.

Jaké soli způsobují tvrdost přírodní vody a odkud pocházejí?

Hlavní soli tvrdosti přítomné ve vodě jsou různé sloučeniny:

• dusičnany, chloridy, uhličitany hořečnaté;
• hydrogenuhličitany, sírany, sulfidy vápenaté.

Po přirozeném odpaření nebo po nuceném odpaření vodného roztoku se soli stanou viditelnými a zůstanou v nádobě. Právě oni tvoří usazeniny na dně a stěnách nádobí, konviček a sanitárního vybavení. Podle tvrdosti vody lze snadno určit, která sůl je v ní nejzřetelněji zastoupena. Hořčíkové nečistoty se hůře rozpouštějí a dodávají nápojům hořkou chuť.

Co určuje přítomnost soli tvrdosti ve vodě?

Stupeň tvrdosti pro pitnou vodu je dán druhem a množstvím vodných solí. Ukazatele se v různých oblastech liší. Soli pronikají do vodonosných vrstev a jsou vyplavovány z horninových usazenin: vápenec, sádrovec, dolomit.

Indikátory tvrdosti vody jsou proměnné hodnoty, závisí na různých faktorech:

• procesy probíhající v zemské kůře;
• vrstvy fosilních ložisek, kterými procházejí vodní toky;
• intenzita rozpouštění písčitých hornin;
• střídání ročních období.

Vody ležící blízko povrchu a vody ležící v hloubce mají odlišné parametry. Jsou vyšší tam, kde proud vody prochází vrstvami vápence. Na jaře, s velkým množstvím toků taveniny, když vstupují do vodních útvarů a prosakují do podzemních vrstev vody, množství solí klesá. V zimě je koncentrace vyšší.

Klasifikace vody se solemi tvrdosti

Jaké soli tvrdosti jsou přítomny ve vodě? Existují obecné, trvalé a dočasné tvrdosti:

1. Uhličitanová (dočasná) kapalina – alkalický roztok s pH>8.3 obsahuje hydrogenuhličitany, které se při zahřívání vysrážejí a tvoří vodní kámen.
2. Nekarbonátová (trvalá) kapalina se vyznačuje přítomností aniontů (chloridy, dusičnany, sírany), které se zadržují i ​​při varu kapaliny.
3. Celkové Jo je součtová koncentrace přítomnosti hořčíku a vápníku ve formě iontových sloučenin. Částka se získá sečtením dočasných a konstantních veličin: Zho = Zhk + Zhk.

Při čištění se berou v úvahu všechny typy: Jo, Zhk, Zhk. Maximální přípustná koncentrace pitné vody pro tvrdost (stručně: MPC) je obvykle stanovena pro celkový Jo.

Normy tvrdosti vody

Standardizaci určují normalizační dokumenty: GOST, SanPiN, TU. Přesná data jsou získávána testováním vzorků v akreditovaných laboratořích a hygienických a epidemiologických stanicích. K zaznamenávání laboratorních hodnot se používají mezinárodní jednotky měření tvrdosti vody:

• mol/m 3 – počet molů na metr krychlový kapaliny;
• mg-ekv/l – miligramekvivalenty na krychlový decimetr (na 1 litr);
• °F – stupeň tvrdosti.

Naměřená jednotka tvrdosti vody 1°F se rovná 1 mEq/l a rovná se 1/2 milimolu na litr. Přípustné hodnoty pro ionty vápníku a hořčíku jsou různé: pro Ca2+1°F=20,04, pro Mg2+1°F=12,16 mg/l (pozn. tyto ukazatele jsou vloženy do výpočtového vzorce, viz níže v textu *) .

Struktura vody může být měkká, střední nebo tvrdá. Destilovaná, vařená, dešťová a roztavená voda se považuje za měkkou. Kapalina střední tvrdosti pochází z centralizovaných systémů zásobování vodou. Artézská a pramenitá voda se také liší průměrnými hodnotami. Produkce vody z útvarů slané vody, která vyžaduje odsolování, je klasifikována jako vysoce tvrdá. Tabulka ukazuje koncentrace soli v různých rozměrových jednotkách.

Maximální přípustný obsah solí tvrdosti ve vodě

Úroveň tvrdosti vody	Ukazatel v mEq/l	Ukazatel ve °Zh	Ukazatel v ppm
Příliš měkký	na 1,5	do 1:1,5	0-70
Měkká	1,5-4	1,6-4	71-140
Středně tvrdý	5-8	5-12	141-210
Vysoce tuhá	9-12	13-22	211-320
Super těžké	přes 12	23-34	321-530

Normy tvrdosti pitné vody

SanPiN udává proměnné hodnoty v závislosti na použití vodných roztoků. Tvrdost vody podle GOST je také regulována v závislosti na typu a účelu kapalin:

• Pro běžnou vodovodní vodu se stanovuje koncentrace hořčíku (do 50 mg/l).
• V lahvích se berou v úvahu ukazatele Ca = 25-130 a Mg = 5-65 mg/l.
• U vody používané pro domácí a pitné účely by maximální přípustná koncentrace tvrdosti pitné vody neměla překročit 350 mg/l (7-10 mg-eq/l neboli 1-1,5 gramu na litr).
• U nápojů nejvyšší kategorie je norma Jo = 1,5-7, u první kategorie ne více než 7 mEq/l.
• Podle standardů WHO obsahuje pitná voda 10-30 mg hořčíku a 20-80 mg vápníku na litr.
• Celková tvrdost pro pitnou vodu podle EC není vyšší než 1,2 mEq/l.

Regulační předpisy stanovily nižší limity tvrdosti pitné vody. Normální voda musí obsahovat malé množství solí. Vápník je pro tělo prospěšný, jeho mikroprvky se lépe vstřebávají z nápojů než z potravin. Hmotnostní koncentrace vápníku v pitné vodě by neměla být nižší než 0,12, hořčíku nižší než 0,04, síranů a chloridů nižší než 2 mg/dm 3 . Měkká voda vyplavuje vápník z těla, což způsobuje nepříjemné následky – ničí se kosti a zuby. Příliš tvrdé způsobuje tvorbu kamenů v těle a narušuje fungování vylučovacího systému. Slaná voda má destruktivní vliv na zařízení hydraulického systému, zanáší stěny potrubí usazeninami a zvyšuje náklady na vytápění.

Pokud je ve vodě více solí tvrdosti, než předepisují normy, musí být vyčištěna na přijatelnou úroveň. Štítek ukazuje stupeň koncentrace soli na stupnici tvrdosti s indikátory v ppm.

Stupnice tvrdosti

Koncentrace soli	Hodnota v ppm (v ppm nebo mg/l)
Životu nebezpečný	přes 500
Maximálně přípustné	500
Průměrný ukazatel vod vytěžených z přírodních nádrží	400
Přípustná hodnota vody dodávané z vodovodního řádu	300
Po průchodu uhlíkovými filtry	170
Po čištění systémem reverzní osmózy	0-50

Normy tvrdosti pro procesní vodu

Jaká by měla být tvrdost kotlové vody Norma je stanovena samostatně pro kotle s různými tlaky:

• až 1,4 MPa (14 kgf/cm2) = 15-20;
• 2,4 MPa (24 kgf/cm2) = 10-15;
• 3,9 MPa (40 kgf/cm2) = 4-10 umol/dm3 (ug-ekv/dm3).

První (menší) údaj je uveden pro kotle na kapalná paliva s tepelným tokem nad 350 kW na metr čtvereční. Metr. Druhý (větší) údaj je pro kotle pracující na jiné druhy paliva s tepelným tokem do 350 kW/m2.

GOST pro stanovení tvrdosti vody vám řekne, jaké parametry jsou přijatelné:

• pro elektronickou výrobu,
• pro galvanické pokovování,
• za energii,
• pro lékařské procesy,
• pro doplňovací a doplňkovou vodu pro kotle.

Pitná voda je regulována samostatně podle tvrdosti různých kategorií: destilovaná, síťovaná, tahaná. U solí železa se ukazatele počítají samostatně.

Jak určit tvrdost vody

Pohmatem je velmi obtížné určit, zda je voda tvrdá nebo měkká. Pojem „tuhost“ vznikl proto, že po vyprání tkaniny ztrácejí měkkost, vlněnost nebo hedvábnost a jsou nepříjemně tvrdé na dotek. Tkací nebo pletací vazby, bez ohledu na hustotu, mají porézní strukturu. Do vláken se přidávají soli, díky čemuž jsou věci po vyprání drsnější, tužší a hustší.

Tvrdost vody můžete určit v laboratoři i doma. Přítomnost solí tvrdosti lze určit vizuálně:

• Nápoje mají nepříjemnou hořkou chuť.
• Čaj se vaří déle než obvykle.
• Při tepelné úpravě maso nepříjemně ztvrdne.
• Na stěnách nádobí jsou patrné usazeniny soli.
• Na spotřebičích se tvoří velké množství vodního kamene.
• Na vlasech po umytí a na hřebenu zůstává bělavý zbytek.
• Mýdlo a prášek špatně pění a jejich spotřeba se při praní zvyšuje.

Zvýšená tvrdost pitné vody může způsobit poškození zdraví a tepelných spotřebičů. Bez znalosti přesných ukazatelů koncentrace soli je obtížné vypočítat dávku prostředků proti vodnímu kameni pro mycí a sušící jednotky nebo naprogramovat kávovar na čištění. Zajistit rybám v akváriu pohodlný život nebo vybrat ty správné čisticí filtry je obtížné. Kromě vizuálního posouzení je pro stanovení tvrdosti pitné a průmyslové vody lepší používat přesnější měřicí metody.

Měření tvrdosti vody

Před konzumací, před zaléváním zahrady, před přiváděním vody do potrubí nebo před technickým použitím vody pro výrobní procesy je užitečné zkontrolovat přítomnost solí tvrdosti. Taková kontrola odstraní nároky spotřebitelů vůči vodárenským společnostem a prodlouží životnost drahých průmyslových zařízení.

K měření tvrdosti vody se používají domácí a profesionální přístroje:

1. Lékařské proužky prodávané v lékárnách poskytují dobré výsledky s přesností 1-2°F.
2. Expresní testy pro akvárium umožňují sledovat přívod vody do nádob s vodními obyvateli nebo kontrolovat roztoky určené k zalévání rostlin.
3. Měřič slanosti, spektrální analyzátor, TDS a EC metr ukazují obsah soli a další parametry: elektrickou vodivost, odpor roztoku.

Je užitečné objednat si test v laboratoři, abyste získali přesné výsledky s podpůrnou dokumentací. Nemusíte pak přemýšlet, jak určit tvrdost vody, nemusíte kupovat měřící přístroje ani počítat ukazatele na základě nepřímých parametrů pomocí vzorců.

Jak určit tvrdost vody pomocí vzorce

Tvrdost vody můžete určit pomocí vzorce. Chcete-li určit obecné ukazatele, musíte provést následující výpočet:

[Ca2+]; [Mg 2+ ]—koncentrace iontů vápníku a hořčíku, mEq/dm3;

m(Ca2+); m(Mg 2+ ) – obsah iontů v mg;

E je ekvivalentní hmotnost iontů* (jeho hodnoty již byly uvedeny v textu: Ca 2+ =20,04; Mg 2+ =12,16 mg/lil g/mol).

Vypočtený výsledek se získá v jednotkách: mg-ekv/dm 3.

Dále se vypočítá dočasná nebo trvalá tuhost. Vypočtená hodnota se odečte od Zh a získají se hodnoty všech tří kategorií J.

Uhličitanová FA se vypočítá podle vzorce:

Jak snížit tvrdost pitné vody

Tvrdost pitné vody můžete snížit pomocí domácích metod a pomocí profesionálního vybavení. Ke změkčení sloučenin vody v každodenním životě se používají jednoduché a dostupné metody: vaření, usazování, zmrazování a rozmrazování. Používají se destiláty a domácí filtry.

Dlouhým varem (20-30 minut) můžete odstranit uhličitanovou tvrdost – hydrogenuhličitany se rozkládají, uvolňují oxid uhličitý a usazeniny vodního kamene:

Ca 2+ + 2HCO₃– = CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑(šipky ukazují: ↓ – sediment, ↑ – těkání);

Pro venkovské domy a průmyslové změkčování se používají profesionální úpravny soli:

1. Změkčovací filtry, jejich práce je založena na kationizaci sodíku – nahrazení iontů přítomných solí kationty sodíku.
2. Iontoměničové filtry s vícesložkovými pryskyřicemi (Ekotar, Ekomix) ihned provést odsolení a odželeznění.
3. Reverzní osmóza – nejlepší možností čištění je použití membrán. Při použití je zajištěna přípustná norma tvrdosti vody bez dalších přídavných filtračních systémů.

Na stránkách Diasel si můžete zakoupit libovolné filtry pro odstranění solí tvrdosti z vody. Prodáváme komponenty pro instalace reverzní osmózy, sestavíme pro vás komplexní čistící linky a poskytneme činidla pro snížení úrovně bezpečnosti hlavního životního nápoje. Zaručujeme konzultace v případě jakýchkoliv dotazů, pomoc s montážními pracemi, běžnou a servisní údržbou. S našimi profesionálními instalacemi bude tvrdost vody vždy normální.

Aplikace pro výběr zařízení