Термическое умягчение воды, эффективен ли метод?

 

Удаление солей жесткости предотвращает образование накипи. Эту обработку применяют в быту и для решения производственных задач. Термическое умягчение воды подразумевает поддержание определенного температурного режима. Изучение технологического процесса поможет без лишних сопутствующих затрат использовать данный способ на практике.

 

Термическое умягчение воды – что это такое?

 

Если отсутствуют вредные для здоровья компоненты, для питья специальная подготовка не требуется. Минералы в концентрации, не превышающей санитарных норм, необходимы организму для формирования костных тканей и естественных обменных процессов. Однако даже минимальное содержание соединений кальция и магния опасно для котлов и другой техники. Образующаяся при нагреве накипь засоряет протоки, нарушает расчетный теплообмен, провоцирует аварийные ситуации.

Удаление солей можно выполнить с помощью термического метода умягчения воды. Также применяют:

• вымораживание;
• дистилляцию;
• ионный обмен;
• обработку реагентами;
• обратный осмос.

 

Предотвращают образование накипи полифосфатными фильтрами, либо электромагнитным преобразованием. Для повышения эффективности применяют различные комбинации специализированных методов.

Решающее значение для выбора подходящей технологии имеет исходный состав примесей. Для питьевой воды установлена допустимая концентрация солей – 7 мг-экв/литр. Этот уровень ощущается вкусовыми рецепторами по характерному горькому привкусу. В соответствии с особенностями подключаемого оборудования формулируют требования к параметрам на выходе. Для питания промышленных котлов барабанного типа, например, жесткость уменьшают до 0,05 мг-экв/литр.

 

За счет чего происходит термическое умягчение воды?

 

Для изучения технологического процесса можно использовать формулы преобразований. Нагревом смещают химическое равновесие, уменьшая растворимость кальциевых соединений. В результате исходные примеси распадаются на чистую воду и углекислый газ. Твердые частицы (карбонаты) формируют накипь на стенках. Если процедура выполняется в проточной емкости – шлам вымывается в дренаж потоком воды.

Формула термического умягчения воды: Ca (HCO₃)₂ -> CaCO₃ + CO₂ + H₂O. Следует отметить, что часть карбоната кальция способна растворяться в воде.

Аналогичным образом удаляют соединения магния: Mg (HCO₃) -> MgCO₃ + CO₂ + H₂O. Надо учитывать хорошую растворяемость MgCO₃, которая препятствует завершению преобразования в твердый осадок. Чтобы получить необходимый результат, кипячение продолжают. Такое воздействие трансформирует полученное соединение в гидроксид, который не способен создать концентрацию в смеси более 8,5 мг на литр: MgCO₃ + H₂O -> MgOH₂ + CO₂.

Описание поясняет, что это такое «временная жесткость». Специфическим термином обозначают наличие примесей, которые можно удалить кипячением. Как правило, учитывают кальциевые и магниевые соединения. Остаток растворенных солей определяет значение постоянной жесткости. Для устранения этих компонентов надо применять иные методы ионного обмена.

 

Каким образом осуществляется термический метод умягчения воды?

 

Чтобы создать благоприятные условия для формирования осадка, повышают температуру. Необходимые реакции заметно ускоряются от +60°С. Кипячение улучшает эффективность процесса. Обработка в таком режиме увеличивает площадь контакта с воздухом, а термический метод умягчения воды ускоряет удаление образующегося углекислого газа.

 

Уменьшение жесткости с применением подручных средств

 

Выяснив, за счет чего происходит термическое умягчение воды, не сложно подобрать без ошибок функциональные компоненты технологической установки. Чтобы углекислый газ беспрепятственно выходил из рабочей зоны, оставляют щель или применяют крышку с регулятором отверстия в рукоятке. Если оставить емкость открытой, вода будет слишком быстро испаряться. В этом случае увеличатся энергетическое затраты, повысится уровень влажности в помещении. В меньшем количестве оставшейся жидкости увеличиться общая концентрация солевых примесей, что ухудшит органолептические параметры.

Эксперты рекомендуют не применять термическое умягчение при жесткости менее 3-4 мг-экв/ литр. При таком содержании примесей формирование осадка происходит очень медленно при одновременном испарении большого количества воды.

Следующий важный параметр – общая площадь контакта стенок и донной части с водой. На соответствующих поверхностях осаждается накипь. В крупной посуде умягчение происходит быстрее.

Сложно определить точную длительность процесса. На этот параметр оказывает влияние комплекс исходных условий:

• содержание кальция, углекислого газа, других примесей;
• температурный режим;
• форма посуды;
• размеры выходного отверстия.

 

Для приблизительных расчетов можно использовать интервал кипячения 4-5 минут при жесткости 6-8 мг-экв/литр.

Пользователи рекомендуют применять экспериментальный способ уточнения вкусовых параметров:

• последовательно кипятят 3-4 порции воды в одинаковой посуде;
• используют разные временные интервалы;
• пробы разливают в герметичную тару, охлаждают до комнатной температуры;
• выполняют сравнение с исходным образцом (без высокотемпературной обработки).

 

Дегустацию рекомендуется повторить 2-3 раза для определения мелких оттенков органолептических ощущений. Результаты оценивают в баллах. Содержание солей можно выяснить с применением специализированного прибора. Электронный TDS-метр показывает общую концентрацию соответствующих примесей. Эксперты советуют приобретать модели с встроенной температурной компенсацией, которые обеспечивают высокую точность измерений.

Для увеличения эффективной площади размещают на дне емкости гальку, осколки фаянса, иные химически нейтральные материалы. Применяют пропорцию 250г засыпки на литр воды. После кипячения по этой методике отстаивают воду 4-5 минут для осаждения нерастворимых частиц.

 

Каким образом осуществляется термическое умягчение воды в промышленных установках?

 

Для обработки больших объемов жидкости применяют термическое умягчение воды и непрерывные технологические операции. В крупной промышленной колонне устанавливают распределяющее устройство, которое обеспечивает равномерное распределение жидкости в рабочем объеме. Специальным подогревателем увеличивают температуру. Образованный шлам извлекают через патрубок в нижней части. Закрепление накипи на функциональных частях предотвращают технологической продувкой.

 

 

Альтернативные решения

 

Представленное выше описание объясняет, какой метод умягчения воды называют термическим. Но для удаления солей жесткости можно применить другие технологии. Следующая таблица поможет сделать общий сравнительный анализ:

 

Реагентная обработка	Ионный обмен	Мембранная очистка
Общие параметры рабочего процесса
В жидкость добавляют известь либо другие химические соединения.	Гранулированный наполнитель накапливает соединения жесткости, насыщает жидкость солями натрия.	Рулонная преграда с микроскопическими отверстиями пропускает воду, но задерживает вредные примеси.
Типичное целевое назначение
Сравнительно слабое умягчение, удаление взвесей.	Снижение уровня жесткости до безопасного уровня.	Качественное удаление примесей с эффективностью фильтрации до 99%.
Технологический расход воды в %
8-12	20-30	40-60
Максимальная исходная (остаточная) жесткость в мг-экв/литр
30 (0,8)	12-16 (0,04)	8-10 (0,01 и менее)
Допустимая температура, °C
80-90	30-40	50-60

 

Каждый реагентный метод умягчения воды отличается характерными преимуществами и недостатками. Для корректной оценки надо проверять оснащение определенного объекта недвижимости. Следующие выводы относятся к воспроизведению технологического процесса в домашних условиях.

Выяснив, какой метод умягчения воды называют термическим, не сложно сделать заключение о следующих минусах:

• продолжительное время обработки;
• существенная зависимость от настроек рабочих режимов;
• загрязнение атмосферы помещения паром;
• необходимость регулярной очистки посуды.

 

Реагентную технологию применяют только для обработки технической жидкости. Для выполнения санитарных требований к питьевой воде нужна специальная подготовка. Качественные дозирующие устройства стоят дорого!!!

Ионный обмен – стандартное инженерное решение в области бытовой водоподготовки. В торговой сети предлагают широкий ассортимент специализированного оборудования данной категории. Компактные модели «кабинетного» типа приобретают для оснащения квартир. Наборы из двух раздельных емкостей устанавливают в коттеджах. При выборе этой технологии нужно учесть:

• необходимость предварительного удаления песка, хлора, других вредных примесей;
• сложную настройку;
• дополнительные затраты на подводку канализации, других сетей;
• регулярное пополнение запаса таблетированной соли;
• сильный шум в процессе регенерации.

 

Мембранные технологии обеспечивают высшее качество фильтрации! Но типичная бытовая установка рассчитана на обработку 160-180 литров жидкости за сутки. Этого недостаточно для полноценного водоснабжения. Недостаток устраняют комплектом из нескольких рабочих блоков, установленных параллельно. Насосом повышают давление. Раствором кислоты выполняют периодическую промывку. Для автоматизации рабочих циклов применяют микропроцессорное управление. Производительное хорошо оснащенное оборудование этой категории стоит более 100000 руб., поэтому использование метода сопряжено со значительными финансовыми затратами.

 

Выводы и дополнительные рекомендации

 

Термическая обработка подойдет для умягчения нескольких литров воды с применением обычной посуды. Чтобы удалить из жидкости вредные примеси с надежными гарантиями без лишних проблем, пользуются установкой обратного осмоса. Для защиты всего оборудования в квартире (частном доме) от накипи применяют ионный обмен.

Вместо сложного извлечения солей можно блокировать образование накипи. Эту задачу решают с помощью электромагнитного преобразователя АкваЩит. Экономичные модели действуют на расстоянии до 700 м при уровне жесткости 17 мг-экв/л. Мощные модификации обеспечивают защиту на дистанции до 2 км, сохраняют эффективность при концентрации солей кальция и магния до 21 мг-экв/л. Аппараты не надо настраивать. Для монтажа придется потратить не более 10-15 мин. Производитель установил официальную гарантию 7 лет, что косвенно подтверждает надежность и долговечность оборудования.