какая должна быть жесткость воды для питья

Какая должна быть жесткость воды для питья

Жёсткость воды – совокупность ее химических и физических свойств, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния.

По величине общей жёсткости различают:

С 1 января 2014 года в России введен межгосударственный стандарт ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единица жесткости». По новому ГОСТу жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж). 1 °Ж соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его миллимоля на литр (1 °Ж = 1 мг-экв/л).

По величине общей жёсткости различают воду:

У одного и того же водоисточника жесткость воды может меняться в течение года. Например, весной, в период паводка, жесткость воды, особенно в поверхностных источниках, уменьшается. А жарким летом в связи с повышенным испарением воды с поверхности водоема, а так же из-за редких дождей жесткость воды, наоборот, увеличивается.

В подземных источниках жесткость воды практически не меняется в течение года, и, как правило, очень высокая (до 80-100 мг-экв/л).

Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при пользовании мылом. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т.п. В то же время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб. В этом случае отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная жёсткость.

В различных информационных источниках можно встретить информацию, что жесткая вода способствует образованию камней в мочеполовой системе, а мягкая увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Многие люди отмечают, что умываясь водой с повышенном содержанием солей, кожа лица становится суше. Однако, достоверных клинических исследований о вреде такой воды на организм человека не существует. Поэтому, вероятнее всего, потребление и использование в быту жёсткой или мягкой воды не является опасным для здоровья.

А вот бытовой технике или водопроводной системе жесткая или мягкая вода может нанести существенный вред.

Нередки случаи, кода чайник или стиральная машина выходят из строя в связи с использованием жесткой воды. Жёсткая вода вызывает появление осадка (накипи) на нагревательных элементах бытовых приборов, стенках котлов, в трубах. Особенно часто это наблюдается при использовании для бытовых и хозяйственных нужд подземных водоисточников.

В то же время, использование слишком мягкой воды может привести к коррозии труб, так как, в этом случае отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная жёсткость.

Вкусовые качества воды тоже значительно отличаются друг от друга именно из-за отсутствия или наличия в ней тех или иных солей.

Вот почему родниковая или минеральная вода нам часто очень нравится – она более насыщена солями.

Способы устранения жесткости воды:

Термоумягчение.

Самый доступный и наиболее часто используемый в быту способ. Основан на кипячении воды. В результате термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием накипи.

Реагентное умягчение.

Метод основан на добавлении в воду различных реагентов, например, кальцинированной соды, гашёной извести или ортофосфата натрия. Последний, часто входит в состав бытовых средств, которые мы используем для предотвращения образования накипи в стиральных, посудомоечных машинах или других бытовых приборах.

Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдаёт ионы натрия или водорода.

Этот метод используется в промышленности.

Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %. Этот метод является дорогостоящим.

Обратноосмотические фильтры часто применяются нами в быту.

Такая вода становится практически дистиллированной.

Электродиализ

Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля.

Дистилляция – полностью очищает воду от солей.

Часто, для смягчения воды в быту применяются механические фильтры.

Источник

Жесткая вода

Это вода, в которой в большом количестве находятся растворенные соли, щелочноземельных металлов. В основном на жесткость воды влияют кальций и магний, соединения которых и являются основными солями жесткости.

Жесткость определяет не только возможность использования воды в питьевых целях, но и ее применение в бытовых или промышленных нуждах.

По вкусу жесткую воду отличить очень легко – он крайне горькая. Иногда встречающийся горький вкус родниковой воды обусловлен именно наличием солей жесткости.

По внешнему виду можно узнать после кипячения. В этом случае соли выпадают в осадок, которой легко виден на дне любого сосуда.

Классификация воды по жетскости

В России жесткость воды измеряют в градусах жесткости, но она так же может быть выражена в объемной доле или массовым числом.

Официально принятая единица измерения, которая используется в системе СИ (международная система единиц) – моль на кубический метр. Но на практике не используют перечисленные единицы измерения, предпочитая миллиэквивалент на литр (мг-экв./л).

По уровню жесткости воду делят на четыре типа:

Эта классификация называется американской и при оценке жесткости воды используется чаще всего.

Подобная классификация есть и в градусах жесткости, но представляет она только 3 типа воды:

Нормы жесткости воды

Нормы жесткости воды в России и мире сильно отличаются друг от друга. В России разрешена вода, жесткость которой не превышает порог в 7 миллиэквивалентов на литр, то есть, не запрещается подавать населению очень жесткую воду.

Те же показатели в Европе не могут быть больше 1,2 миллиэквивалентов на литр. Это значит, что европейцы пьют мягкую воду, жесткость которой почти в шесть раз меньше установленной в России.

Типы жесткости воды по восприимчивости к термообработке.

Первый тип – временная жесткость, когда помимо кальция и магния, в воде обнаруживаются гидрокарбонатные анионы. Ее так же называют карбонатной. Она легко удаляется при кипячении воды и никак не влияет на организм человека.

Второй тип – постоянная жесткость, еще называемая некарбонатной жесткостью. Она обусловлена наличием соединений кальция и магния, образованных в результате взаимодействия с сильными кислотами, например, серной или азотной. Такая жесткость не удаляется при кипячении воды, потому что не соли подобного типа не распадаются под воздействием температуры.

Общая жесткость воды вычисляется путем суммирования показателей карбонатной и некарбонатной жесткости.

Самые высокие показатели жесткости из-за обилия растворенных солей определяют в морской и океанической воде. Жесткость поверхностных вод обычно в несколько раз меньше грунтовых вод и влаги из подземных источников.

Вред, наносимый жесткой водой

Рассмотрем негативное воздействие чрезмерно жесткой воды на организм человека, бытовую технику и коммуникации. Чем выше параметр жесткости, тем сильнее будет значение каждого вида вредного воздействия.

Вред для здоровья человека и домашних питомцев

Вред, наносимый жесткой водой технике и предметам быта

Вредные последствия воды с повышенной жесткостью для коммуникаций

В домашних условиях наиболее рациональный способ уменьшение жесткости воды – использование фильтров, которые очистят воду для питья и приготовления пищи от избытка солей. В идеале, воду для любого использования дома нужно фильтровать.

Но при этом, не нужно забывать, что показатель жесткости должен равняться определенному среднему значению. Слишком мягкая вода также не несет никакой пользы. Она повышает риск развития сердечно сосудистых заболеваний у человека, вымывает соли из организма, вызывая быстрое развитие рахита и истончение костей. В коммуникационных системах мягкая вода вызывает коррозию металлических труб.

Источник

Норма жесткости воды для питья

Вода необходима человеку для правильной работы организма. В природе H2O в чистом виде не существует, уровень примесей отличается в зависимости от источника. Концентрация солей в водном растворе влияет на срок службы бытовой техники.

Чтобы сохранить здоровье населения и качество оборудования на промышленном производстве, устанавливается норма жесткости воды.

Понятие жесткости воды

Вода добывается из открытых или подземных источников. Почва близ них насыщена в т. ч. различными солями щелочноземельных элементов, чаще всего кальция и магния (сульфидами, фторидами и т.д.). Содержание их в Н2О и определяет ее жесткость.

Чем выше концентрация примесей в воде, тем она жестче.

Причины жесткости воды

Жесткость зависит от количества соединений, которые попадают в воду. Основные причины высокой концентрации примесей — местность и сезон. H2O, добываемая в регионах, богатых известняковыми породами, насыщена карбонатом кальция. Органические соединения и соли содержатся в почвенных водах, протекающих по дну рек или озер, т. к. залежи полезных ископаемых и продуктов жизнедеятельности животных обогащают водный раствор.

Лед имеет кристаллическую решетку, поэтому при замерзании воды инородные соединения вытесняются. Зимой концентрация примесей выше, чем весной, т. к. растаявший лед содержит меньше солей.

Типы жесткости воды

В зависимости от того, какие примеси содержатся в H2O, выделяют несколько типов жесткости.

Общая

Общая жесткость — сумма постоянной и временной жесткости.

Временная (карбонатная)

Карбонатная жесткость — показатель, который обозначает концентрацию гидрокарбоната кальция и магния в водном растворе. Сделать воду этого типа пригодной для питья можно, вскипятив ее. При повышении температуры образуются нерастворимые карбонаты. Накипь на чайнике — результат этой реакции.

Но если H2O очищают с помощью хлорирования, то кипятить ее нельзя. При нагревании хлор вступает в химическую реакцию с солями и становится токсичным.

Постоянная (некарбонатная)

Постоянная жесткость показывает содержание хлоридов, нитратов, сульфатов и других солей, не разлагающихся при кипячении. Для смягчения нужен более сложный процесс очистки.

Типы жесткости воды.

Влияние жесткой воды на здоровье человека

Влияние солей, содержащихся в водном растворе, на организм человека недостаточно изучено. Но, по данным исследований, примеси оказывают негативное воздействие на:

Нормы жесткости воды

Жесткость определяется концентрацией катионов кальция и магния в растворе, в СИ — моль на кубический метр (моль/м³). Но чаще пользуются другой единицей измерения — миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л). 1 мг-экв/л = 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния на л. жидкости.

В России с 2014 г. жесткость измеряется в градусах: 1°Ж = 1 мг-экв/л. Но в разных странах применяются свои единицы измерения:

Нормы жесткости для бытового использования и промышленного производства различаются.

Для питьевой

Согласно СанПиН (Санитарным правилам и нормам) для питьевой воды жесткость не может превышать 7°Ж. Самым подходящим для человека считается раствор до 2°Ж, приемлемым — до 10°Ж. Норма жесткости начинается с 2°Ж, потому что для здоровья в небольшом количестве необходимы соли, содержащиеся в воде. Их дефицит в организме приводит к вымыванию кальция из костей.

В разных странах стандарты различаются из-за экологической ситуации региона.

Для технической

Для техники насыщенный солями водный раствор тоже представляет опасность: на нагревательных элементах образуется накипь, которая может привести к поломке.

Для большинства производств не установлены нормы жесткости, только допустимое содержание отдельных веществ.

Для бытового использования водный раствор проходит более тщательную очистку, чем для технических нужд. Исключение составляют электронная и фармацевтическая промышленность, где требуется дистиллированная вода.

Расчет жесткости воды

Жесткость рассчитывается по формуле:

°Жо = m(Ca2+) / Э(Ca2+) × V(H2O) + m(Mg2+) / (Э(Mg2+) × V(H2O),

Временную жесткость вычисляют так:

Жк = [HCO3-] = m(HCO3) / Э(HCO3) × V(H2O).

Чтобы узнать градус постоянной жесткости, нужно вычесть из Жо получившееся значение.

Способы определения уровня жесткости воды

Точно определить концентрацию примесей можно только в лаборатории или с помощью специальных приборов, но у насыщенного солями раствора есть ряд отличительных признаков:

Недобросовестные компании могут экономить на очистке, в этом случае нужно проверить показатели жесткости самостоятельно. Узнать концентрацию солей можно несколькими способами. Анализ Н2О делают на любой санэпидстанции и в других лабораториях. Если по результатам исследования концентрация солей выше нормы, то можно подать в суд, ссылаясь на официальный документ.

Самостоятельно уровень жесткости можно проверить с помощью электролизера, но его чаще используют в промышленности. Также применяется аппарат TDS-3. Солемер дает косвенную оценку мягкости водного раствора, определяя его общую минерализацию. Прибор часто используют для контроля количество примесей в колодцах, скважинах, бассейнах и домашних аквариумах.

Самый бюджетный и простой способ — тест с помощью полосок. Если намочить полоску, она окрасится в цвет, соответствующий уровню примесей.

Методы устранения жесткости воды

Уменьшить концентрацию примесей в растворе можно несколькими методами.

Катионирование

Ионообмен — способ уменьшить концентрацию вредных соединений. Основа метода — замена катионов кальция и магния в растворе на катионы натрия или водорода. При пропускании через катионит жесткой воды протекают реакции обмена, в ходе которых образуются нерастворимые соединения Ca2+ и Mg2+, которые задерживаются в субстрате. В раствор в свою очередь переходят не образующие накипи катионы Na+ или H+.

Часто для более эффективной очистки воды катионирование комбинируют с другими способами либо проводят в несколько ступеней, на каждой из которых варьируется концентрация катионита.

Умягчение воды методом катионирования.

Термоумягчение

Термоумягчение — самый простой способ, применяемый в быту, подходит только для карбонатной жесткости. При кипячении соединения разлагаются и вода становится пригодной для питья.

Минус термоумягчения в том, что метод подходит только для очистки от карбонатных соединений.

Самый простой способ смягчения воды в быту — кипячение.

Реагентное умягчение

В раствор добавляют кальцинированную соду, гашеную известь или ортофосфат натрия. Соли кальция и магния реагируют с этими веществами, образуя твердые компоненты, которые можно отфильтровать. Данный способ подходит для промышленного производства.

Минус реагентного умягчения в быстром изнашивании фильтра, каждые 5-7 лет его нужно заменять.

Комплекс реагентного умягчения воды для частного дома.

Обратный осмос

Данный метод позволяет очистить жидкость от 99% всех примесей. Для этого раствор пропускают через полупроницаемую мембрану под большим давлением. Обратный осмос применяется в домашних очистителях, фильтры под мойку в Тюмени можно купить в интернет-магазине «КВАНТА+».В производстве используются мембраны разных размеров, очищающие от 40% примесей.

Фильтр обратного осмоса.

Электродиализ

Водный раствор помещают в сосуд, разделенный множеством перегородок с мембранами. Стерильная вода не проводит электричество. При пропускании тока через раствор ионы притягиваются к противоположно заряженным мембранам и оседают на них. Количество вредных соединений снижается. Метод позволяет очищать воду без использования реагентов.

Минус электродиализа в скапливании солей на мембранах. Из-за концентрации нерастворимых веществ детали установки требуют частой замены. Кроме этого, необходима предварительная очистка воды от коллоидных соединений.

Дистилляция

Дистилляция редко применяется для смягчения. Раствор нагревают до 100°С. Соединения с меньшей температурой кипения улетучиваются, а соли остаются в установке после выпаривания жидкости. Образовавшийся пар охлаждают. Вода, смягченная таким способом, содержит примеси, безвредные для человека.

Дополнительная информация

Интересные факты об очистке воды:

Подобрать подходящую систему очистки можно силами специалистов «КВАНТА +». Фильтры задерживают не все соединений, поэтому перед покупкой стоит узнать, какими солями насыщена вода.

Источник

Что такое жесткость воды и как ее определить

Жесткость в питьевой воде

Под термином жесткость воды понимается количество растворенных и нерастворенных солей, присутствующих в природных водных залежах. Водица может быть слишком мягкой или слишком жесткой. Вредны оба варианта. Недостаток солей нарушает водно-щелочной баланс в организме, избыток вызывает множественные заболевания важных органов: сердца, почек, кожи, печени. При переизбытке солей жидкость имеет горьковато-металлический вкус, может быть мутной, с разными цветовыми оттенками.

Какие соли обуславливают жесткость природной воды, откуда они берутся

После естественного испарения или после принудительного выпаривания водного раствора соли становятся видимыми, остаются в сосуде. Именно они образуют отложения на дне и стенках посуды, чайников, санприборов. По жесткости воды легко определить, какая соль в ней явственнее присутствует. Примеси магния труднее растворяются, придают напиткам вкус горечи.

От чего зависит присутствие соли жесткости в воде

Степень жёсткости для питьевой воды определяется типом и количеством водных солей. В разной местности показатели различные. Соли проникают в водоносные пласты, вымываясь из залежей горных пород: известняков, гипсов, доломитов.

Показатели жёсткости воды являются величинами переменными, они зависят от разных факторов:

У вод, лежащих близко к поверхности и залегающих на глубине, параметры разные. Они выше там, где водный поток проходит через слои известняков. Весной, при обилии талых потоков, при их попадании в водоемы и при просачивании в подземные водные пласты, количество солей снижается. Зимой концентрация выше.

Классификация воды с солями жесткости

Какие соли жесткости присутствуют в воде? Различают общую, постоянную и временную жёсткость:

При очистке принимаются во внимание все типы: Жо, Жк, Жнк. Предельно допустимая концентрация питьевой воды по жесткости (кратко: ПДК) обычно устанавливается для общей Жо.

Нормы жесткости для воды

Нормирование определяется документами стандартизации: ГОСТ, СанПиН, ТУ. Точные данные получают, проводя испытания проб в аккредитованных лабораториях, в санэпидстанциях. Для фиксирования лабораторных показаний приняты международные единицы измерения жесткости воды:

Измеряемая единица жесткости воды 1°Ж равна 1 мг-экв/л и равна 1/2 миллимоля на литр. Допустимые значения для ионов кальция и магния разные: для Ca2+1°Ж=20,04, для Mg2+1°Ж=12,16 мг/л (примечание: эти показатели вставляются в расчетную формулу, см. далее по тексту*).

По структуре вода может быть мягкой, средней, жесткой. Мягкой считается дистиллированная, кипяченая, дождевая, талая водичка. Жидкость средней жёсткости поступает из централизованных водопроводов. Артезианская и родниковая водица тоже отличаются средними показателями. К сильножесткой относится вододобыча из соленых водоемов, нуждающаяся в опреснении. В таблице показаны концентрации солей в разных размерных единицах.

Предельно допустимое содержание солей жесткости в воде

Нормы жесткости для питьевой воды

В СанПиН указаны вариативные величины, в зависимости от применения водных растворов. Жесткость воды по ГОСТУ также регламентируется в зависимости от типа и назначения жидкостей:

Если в воде солей жесткости больше, чем предписано стандартами, нужно её очистить до допустимых показателей. В табличке указаны степени солевой концентрации по шкале жёсткости с показателями в промилле.

Шкала жесткости

Нормы жесткости для технической воды

ГОСТ по определению жесткости в воде подскажет, какие параметры допустимы:

Раздельно нормируется питьевая вода по жесткости разных категорий: дистиллированная, сетевая, разливная. Для солей железа показатели рассчитываются отдельно.

Как определить жесткость воды

Определить жесткость воды в можно как в лаборатории, так и в домашних условиях. Наличие солей жесткости можно определить визуально:

Повышенная жесткость питьевой воды может причинить ущерб здоровью и нагревательным приборам. Не зная точных показателей концентрации солей, сложно рассчитать дозу средств от накипи для стирально-сушильных агрегатов или запрограммировать на чистку кофемашину. Трудно обеспечить комфортное обитание рыбкам в аквариуме или правильно выбрать фильтры очистки. Помимо визуальной оценки лучше использовать более точные измерительные методы определения жесткости питьевой и технической воды.

Измерение жесткости воды

Перед употреблением в пищу, перед поливом огорода, перед подачей в трубопроводы или перед техническим применением воды для производственных процессов полезно проверить наличие солей жесткости. Такая проверка снимет претензии потребителей к водоснабжающим компаниям, продлит срок службы дорогого промышленного оборудования.

Для измерения жесткости воды используют бытовые и профессиональные приборы:

Полезно заказать исследование в лаборатории, чтобы получить точные результаты с подтверждающей документацией. Тогда не придется думать, чем определить жесткость воды, не нужно покупать измерительные приборы или рассчитывать показатели по косвенным параметрам, используя формулы.

Как определить жесткость воды по формуле

Определить жесткость воды можно по формуле. Для определения общих показателей нужно выполнить расчет:

Жо = [Ca 2+ ] + [Mg 2+ ] = (m(Ca 2+ ))/(Э(Ca 2+ ) x V(H₂O)) + (m(Mg 2+ ))/(Э(Mg 2+ ) x V(H₂O)),

Далее вычисляют временную или постоянную жёсткость. Рассчитанную величину вычитают из Жо и получают значения всех трёх категорий Ж.

Карбонатная Жк вычисляется по формуле:

Как понизить жесткость в питьевой воде

Понизить жесткость питьевой воды можно бытовыми способами и с помощью профессионального оборудования. Для умягчения водных составов в быту применяют простые и доступные методы: кипячение, отстаивание, заморозка с оттаиванием. Используют дистилляты и бытовые фильтры.

Для загородных домов и промышленного умягчения используют профессиональные установки солеочистки:

На сайте компании Diasel можно купить любые фильтры для удаления из воды солей жесткости. Мы продаем комплектующие к установкам обратного осмоса, соберем для вас комплексные линии очистки, предоставим реагенты для снижения уровня безопасности основного жизненного напитка. Гарантируем консультации по любым вопросам, помощь по монтажным работам, текущему и сервисному обслуживанию. С нашими профессиональными установками жесткость воды всегда будет в норме.

Источник