Вода называется жесткой, если в ней содержится большое количество примесей, ухудшающих структуру жидкости, поэтому она утрачивает мягкость, меняет вкус и свойства. Жесткость - это термин водоподготовки и водоочистки. Под ним понимают совокупность физических и химических свойств, которые обусловлены тем, что в воде присутствуют щелочноземельные металлы, так называемые «соли жесткости». Рассмотрим подробно: жесткая вода - что это такое, как влияет жесткая вода на человека и живые организмы, как сделать, чтобы вода не была жесткой, что предпринять для ее умягчения.

От чего вода жесткая

Термин жесткость напрямую указывает на главное потребительское качество питьевой жидкости, которую все люди применяют ежедневно. Жесткая вода - это насыщенный водный раствор, в котором в растворенном виде находятся нежелательные вещества:

• соли минералов - кальций и магний, их карбонаты и бикарбонаты;
• карбонаты железа;
• разные соединения металлов-щелочноземельников - сульфаты, хлориды, нитраты.

Минеральные соли попадают в воду из известняковых пород, из магниевых и иных руд. Чрезмерно жесткая вода в тех местностях, где залегают доломиты, магнезиты, гипсы, мраморы, известняки, силикаты. Железо проникает в водные залежи из железистых руд и со стоков металлообрабатывающих предприятий.

Дождевые, ливневые, талые и прочие текущие воды вымывают вещества из пород и несут дальше. Из-за круговорота веществ в природе соли присутствуют повсеместно в разных концентрациях. Они есть в поверхностных водоемах и в подземных источниках, залегающих на разной глубине.

Что есть в жесткой воде

Кальций - это соль угольной кислоты. Доля кальция в земной коре составляет 3,38% от ее массы. По распространенности в природе металл занимает 5 место, уступая кислороду, кремнию, железу и алюминию. Много кальция в черноземных, подзолистых и серых лесных почвах, откуда он легко вымывается и куда попадает вновь. Это химически активный элемент, поэтому в чистом виде не встречается, лишь в соединениях с другими веществами. Наиболее распространены карбонаты Ca+, которые разрушаются при кипячении. 

Магний также широко распространен не в чистом виде, а в виде соединений. В верхней части земной коры содержится 3,45% Mg. Он входит в состав более 100 минералов. Залегает на глубине до 16-40 метров, поэтому всегда есть в неглубоких колодцах и скважинах. Встречается в глубоководных залежах. Водоросли сильно насыщены магнием. Его можно обнаружить по неприятной горечи, которую он придает питьевой жидкости.

Железо - третий важный компонент, усиливающий жесткость. Его количество в земной коре - 5%. Содержится во многих рудах. Его одинаково много на поверхности и в глубине, почти в каждом районе России вода загрязнена железистыми солями. Промышленность перерабатывает большое количество железа, которое попадает в природные и искусственные водозаборники вместе со сточными сбросами.

Как определить, что вода жесткая

Как понять, какая вода жесткая, а какая нет. Мягкая водичка приятная на вкус, не оставляет раздражающего послевкусия. После мытья волосы становятся шелковистыми. При стирке вещи легко очищаются от загрязнений, хорошо прополаскиваются, остаются приятными в носке.

Жесткая вода неприятна на вкус, она горчит, ухудшает вкус блюд и напитков. Доставляет много хлопот в быту. Из-за жесткости быстро выходят из строя бытовые приборы, снижается срок их службы. Ухудшается структура волос, кожа становится сухой, неприятно стянутой. При применении мыломоющих средств вода плохо пенится, вещи не отстирываются, портится одежда после стирок.

Как определить, вода жесткая или нет?

Растворенные гидрокарбонатные соли легко увидеть - они проявляются в разной форме, это может быть:

• порошок, осевший на дно емкости при отстаивании воды;
• накипь в чайнике, образующаяся при кипячении;
• неприятные разводы на оконных стеклах после протирки окон;
• водный камень, окружающий водопроводную запорную арматуру;
• толстый налет на ТЭНах и прочих нагревательных приборах;
• наслаивающиеся отложения на стенках водогрейных и отопительных котлов, трубопроводов;
• окаменевшие потеки на сантехнике сероватого или желтоватого цвета.

При использовании жесткой воды для стирки вещей соли оседают на волокнах тканей, заполняют свободные пространства между нитями. Поэтому одежда становится грубой, неприятно жесткой, что и дало название этому свойству воды - жесткость.

При признаках жесткости нужно сделать анализ воды в лаборатории.

Классификация жесткой воды

При проведении лабораторных исследований проб воды определяют общую жесткость. Она складывается из двух составляющих:

1. Карбонатная жесткость (Жк или Жвр). Ее альтернативное название - временная жесткость, легко устранимая. Обусловлена присутствием гидрокарбонатов кальция и магния. Под действием высокой температуры карбонаты разрушаются и падают вниз от собственной тяжести. Именно они прикипают в поверхности нагревательных приборов, к дну и стенкам чайников. Они виновны в образовании накипи, которая разрушающе действует на посуду, приборы, оборудование. Но, чтобы полностью удалить временную жесткость, нужно кипятить жидкость не менее 30-50 минут. Электрические чайники отключаются сразу после закипания, за такое короткое время все карбонаты не успевают разрушиться и выпасть в осадок.
2. Некарбонатная жесткость (Жнк или Жп). Зависит от концентрации хлоридов, сульфатов, силикатов и прочих химических связей кальция и магния. Это постоянная жесткость, на которую не действует высокая температура. При кипячении некарбонатные соли не выпадают в осадок, а остаются в воде. Чтобы их удалить, нужно применять определенные типы фильтров, способные извлечь соли из воды.

Общая жесткость Жобщ = Жк + Жнк или Жвр +Жп.

Методы определения жесткости указаны в ГОСТ 31954-2012.

Зная концентрацию кальция и магния в воде, можно отдельно рассчитать постоянную и временную жесткость. Формулы для расчета приведены в нашей статье: Что такое жесткость воды и как ее определить.

Нормы жесткой воды

Допустимое количество присутствующих в воде солей жесткости нормируется стандартами: СанПиН, ГОСТ, ОСТ, ТУ. Показатель важен для любой воды: питьевой, технической, технологической - использующейся для приготовления лекарств, для разведения веществ, для заливки в оборудование или для замешивания бетона. Разница лишь в концентрации солей. Если вода очень жесткая, ее нужно умягчать.

По СанПиН 1.2.3685 предельно-допустимая концентрация жесткости (ПДК) составляет 7-10 мг-экв/л для разных систем водообеспечения: для централизованных ниже, для нецентрализованных выше.

При расширенном анализе отдельно рассчитывают концентрации кальция (норма 20 мг/л) и магния (50 мг/л).

Показатели жесткости измеряют в разных единицах:

• °Ж - градус жесткости;
• мг-экв/л - миллиграмм-эквивалент на 1 дм³ (на 1 литр);
• моль/м³ - моль на один кубический метр;
• ммоль/л - миллимоль на 1 литр;
• мг/дм³ - 1 мг солей в 1 литре;
• ppm - parts per million (одна миллионная часть 10-6).

Соответствие величин: 1°Ж = 1 мг-экв/л = 1/2 ммоль = 50.05 ppm. В России принято измерять жесткость в градусах либо в мг-экв/л.

От ПДК жесткость может отличаться в большую или меньшую сторону. При снижении концентрации вода становится мягче. Жесткой называют воду, если ее показатель превышает нормативные значения. При увеличении количества солей она может быть недопустимо жесткой.

Градации жесткости отображены в таблице.

Концентрация солей в жесткой воде - величина не постоянная, а изменяющаяся. Она зависит от сезона, от погоды и осадков, от людской деятельности, от объема водоисточника, который мелеет и вновь наполняется.

Что делать, если вода жесткая

При наличии солей жесткости воду нужно умягчать. Жесткая вода очень вредна. Ее постоянное употребление опасно для здоровья:

1. Соли накапливаются в организме и слеживаются в камни, развиваются мочекаменные болезни, которые поражают внутренние органы.
2. Из-за солевых закупорок нарушается усвояемость ценных питательных веществ из продуктов питания, замедляются процессы переваривания пищи.
3. Снижается моторика желудка, начинаются проблемы с пищеводом, возникают заболевания желудочно-кишечного тракта.
4. Мыльно-солевые шлаки смывают с кожи защитно-жировую пленку, забиваются в поры, затрудняют вывод шлаков через наш главный дышащий орган.
5. Отложение солей в суставах провоцирует закупорку сосудов, развитие артритов и полиартритов.
6. На голове после мытья волос образуется корка, что вызывает перхоть, зуд, раздражение.

При интенсивном аккумулировании соли, находящиеся в жесткой воде, перегружают сердце и сосуды, засоряют каналы печени и почек, вызывают сбои в работе всех систем. Из-за закупорки выводящих каналов начинаются проблемы с выводом продуктов жизнедеятельности из организма. В теле накапливаются токсины, что приводит к самоотравлению.

Что сделать, если вода жесткая

Пользователи самостоятельно должны позаботиться о том, как воду сделать не жесткой. Об одном, самом простом способе, уже упоминалось в этой статье: ее нужно хорошо прокипятить, не менее получаса. Незначительно поможет отстаивание или разморозка предварительно замороженной воды. 

Эти способы можно использовать для экстренного снижения концентрации солей. Но сложно заготавливать большие объемы очищенной жидкости. Это не решение проблем: в стиральные и посудомоечные машины, в водонагреватели и отопительные котлы будет поступать вода с превышенным содержанием минералов. Мало кому приятно наблюдать, как вновь сломалась дорогая бытовая техника, которую совсем недавно ремонтировали.

Что сделать с жесткой водой?

Чтобы уменьшить число проблем со здоровьем, продлить срок службы бытовой техники или промышленного оборудования, нужно применять профессиональные способы водоочистки.

Методы удаления солей

Фильтры умягчения. В основу их действия заложен принцип натрий-катионирования - ионный обмен между веществами фильтрующей загрузки и между солями, которые находятся в воде. Смолы PureResin, Lewatit, Purolite захватывают соли магния и кальция, заменяя из катионами натрия. При загрязнении смолы ее промывают обратным потоком воды. С помощью клапана управления настраивают смену рабочих и промывочных циклов установки. Для возобновления ресурса и очистительной способности смолу периодически регенерируют - насыщают ионами натрия.

Ионообменные фильтры. Могут быть картриджными и стационарными. Фильтрующая загрузка представляет собой гранулят разных фракций из смеси многофункциональных смол Экотар-Экомикс. Фильтровальные компоненты извлекают из воды ионы минералов. Загрязняющие вещества задерживаются в толще воды и периодически смываются в канализацию. Фильтрационная установка управляется специальным блоком, на котором можно выставить настройки и отслеживать параметры с помощью датчиков. При циклах промывки смолу насыщают ионами поваренной соли, раствор которой подается из солевого бака.

Обратный осмос. Установки безреагентной очистки фильтруют воду, проходящую через них под давлением, при помощи мембран, которые разделяют блок на две половины. В одну часть поступает исходная вода - концентрат, во второй части накапливается очищенная вода - пермеат. Микропоры мембранного фильтра настолько малы, что сквозь них могут проникнуть только молекулы Н₂О, все сторонние примеси задерживаются, остаются на поверхности. Поэтому периодически запускается промывка фильтра, чтобы обеспечить его высокую работоспособность.

Купить фильтры от жесткой воды

Компания «Диасел» производит, комплектует, продает, устанавливает оборудование для снижения концентрации солей в жесткой воде.

Лучшее оборудование для солеудаления:

• установки умягчения колонного типа, состоящие из напорного корпуса, внутрь которого помещают фильтрующие загрузки;
• обратный осмос - промышленные системы, производительный осмос на весь дом, бытовые мини-устройства под раковину;
• кабинетные умягчители - компактные приборы, занимающие мало места, которые можно использовать как настольный прибор;
• проточные магистральные, патронные и мультипатронные фильтры.

Мы помогаем подобрать оборудование для решения бытовых и производственных задач.