Как грамотно организовать процесс умягчения воды в частном доме: выбираем технологию и конструктивное решение

Качество воды напрямую влияет на здоровье человека. Вода содержит до 25% необходимых минеральных веществ, которые усваиваются быстрее, чем те, которые содержатся в продуктах питания. Если содержание естественных компонентов значительно отличается от нормы, организм реагирует негативно. В частных домах проблемой является избыток солей жесткости в воде. Она может стать причиной проблем с ЖКТ, почками и суставами, а также порчи бытовой техники и сбоев в инженерных сетях водоснабжения и водоотведения. В данном обзоре посмотрим, какие методы умягчения воды существуют и как опасна повышенная жесткость.

Почему оборудование для умягчения воды необходимо: объяснение жесткости воды

Сумма свойств, обусловленных наличием в воде солей щелочноземельных металлов, в основном кальция и магния, называется жесткостью воды. Возможные применения воды проходят ГОСТа и санитарными требованиями и нормами, такими как СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода, гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения" в России, Директива Совета Европы 98/83/ЕС "О качестве воды, предназначенной для употребления людьми" в ЕС и нормами Агентства по охране окружающей среды (US EPA) в США, а также международными рекомендациями ВОЗ.

Официальная единица измерения жесткости воды - это градус, равный 1 мг-экв/л (ГОСТ 31865-2012). В соответствии с российскими нормами жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л. Соответственно, выделяют:

• очень мягкая вода - менее 1,5 мг-экв/л;
• мягкая вода - от 1,5 до 4 мг-экв/л;
• вода средней жесткости - от 4 до 8 мг-экв/л;
• жесткая вода - от 8 до 12 мг-экв/л;
• очень жесткая вода - более 12 мг-экв/л.

Эта градация применяется как к питьевой воде, так и к воде хозяйственного назначения. Однако правила эксплуатации многих систем водоснабжения и теплоподготовки (например, паровые и водогрейные котлы) устанавливают существенно более строгие ограничения: они почти вдвое ниже, чем нормы СанПиН.

Согласно рекомендациям ВОЗ, оптимальная концентрация кальция и магния в воде должна быть на уровне 1-2 мг-экв/л.

Столь строгие требования объясняются тем, что жесткая вода несет в себе ярко выраженный горьковатый вкус. Постоянное употребление жесткой воды по вкусовым качествам может нарушить работу ЖКТ и замедлить моторику желудка. Соли, содержащиеся в жесткой воде, накапливаются в организме и могут привести к заболеваниям суставов, формированию камней в почках и желчном пузыре. Кроме того, отложения солей могут накапливаться на поверхности кожи, волосах и сантехнике, на белье, в стиральной машине и чайнике. Жесткая вода может также вызвать поломку трубопроводов и теплообменного оборудования в системах энергетики. Даже небольшой налет на узлах и деталях оборудования снижает коэффициент теплопередачи и увеличивает затраты на топливо. Поэтому всегда, когда жесткость воды выше установленного порога, необходимо использовать оборудование, которое позволит умягчить воду.

Важно! Вода из земных источников всегда будет иметь повышенную жесткость. В случае, если вода поступает в систему водоснабжения из скважины или колодца, обработка воды обязательна. Существует несколько признаков, которые указывают на повышенную жесткость воды:

• Белье становится жестким после стирки, а на его поверхности появляются белые пятна.
• Моющее средство плохо пенится, не хватает рекомендуемого количества средства производителя.
• На стенках чайника появляется накипь.
• После гигиенических процедур кожа становится сухой и стянутой.
• На кранах образуется налет.

Очевидно, что умение использовать умягченную воду поможет избежать имеющихся проблем со здоровьем и значительно увеличить срок службы бытовой техники. Для коттеджей и загородных домов оптимальным решением является использование автоматических установок, устраняющих жесткость воды непрерывно. Для правильного выбора системы необходимо сделать предварительный химический анализ воды, взятой из источника водоснабжения.

Умягчение воды может быть проведено различными методами: химическим, физическим, механическим или их сочетанием. Выбор метода зависит от конкретных условий использования воды, уровня жесткости, размеров домостроения и т.д. Ниже мы рассмотрим наиболее популярные варианты умягчения воды.

Реагентный способ

Реагентный способ используется в тех случаях, когда требуется умягчение технической воды. Его суть заключается в добавлении специальных реагентов, которые связывают магний и кальций в нерастворимые соединения. Реагенты могут быть различными, например, известь, гидроксид натрия, фосфонаты, кальцинированная сода. Образовавшиеся нерастворимые соединения образуют осадок, который постепенно оседает на дне и стенках фильтра. Однако для питьевой воды и воды бытового назначения реагентный способ не подходит.

Полифосфатный метод

Полифосфатный метод является разновидностью реагентного и применяется для умягчения технической воды в загородном доме. Его простота заключается в использовании полифосфатов натрия, которые реагируют с солями жесткости и образуют нерастворимую пленку из полифосфатов кальция и магния. В результате очищаемая вода насыщается ионами натрия.

Ионный обмен

Ионный обмен является одной из наиболее доступных и эффективных технологий умягчения воды. Его суть состоит в том, что воду пропускают через фильтр с ионообменной смолой. При прохождении через смолу ионы кальция и магния переходят в нее, а вода обогащается безопасными для людей и техники ионами натрия. Помимо прочего, данная технология имеет преимущество в том, что ионообменная смола способна к регенерации. При этом режим регенерации включается автоматически по мере необходимости.

Обратный осмос

Обратный осмос - технология умягчения воды, предполагающая использование мембраны из ацетилцеллюлозы или ароматического полиамида. Эта мембрана обеспечивает деминерализацию воды на 100% и снижение жесткости. Результатом этого метода является очень чистая вода, близкая к дистилляту. Недостатками данного метода являются дороговизна и расходы на периодическую замену мембраны и необходимость установки предфильтра грубой очистки и постфильтра искусственной минерализации, который обогащает воду необходимыми минералами.

Магнитный и электромагнитный методы

Магнитный и электромагнитный методы умягчения воды реализованы в небольших устройствах, устанавливаемых непосредственно в трубопроводе. Они основаны на том, что соли кальция и магния под действием магнитного поля переходят в нерастворимую форму, образуя осадок, который выводится из системы водопровода. Такие системы применяют для защиты от накипи котлов, колонок, водонагревателей, стиральных и посудомоечных машин в частных домах и коттеджах.

Очевидно, что каждый метод имеет свои технологические особенности, эффективность действия и стоимость. Поэтому многие загородные дома применяют комбинированные методы. Например, для умягчения технической воды применяют магнитный фильтр, а для питьевой воды - обратноосмотический с минерализатором. Оптимизировать затраты на умягчение воды поможет установка ионообменного фильтра, который является универсальным и имеет высокую производительность, а умягченная вода подходит как для употребления в пищу, так и для работы бытовой техники.

Технологии умягчения воды для систем водоподготовки можно разделить на несколько типов в зависимости от конструктивного решения. Важно выбрать оптимальную технологию и правильно подобрать фильтр для обеспечения наилучшего результата.

Один из наиболее распространенных видов фильтров для умягчения воды хозяйственно-бытового назначения - компактный фильтр-умягчитель. Крепится на трубе, через которую поступает вода, и обработать может только один прибор. Такой фильтр удобен, однако рассчитан только на умягчение воды хозяйственного назначения.

Другим решением является магистральный фильтр для умягчения воды, который устанавливают на трубу, через которую вода поступает во всю систему сразу. Такой фильтр решает все проблемы умягчения воды разом, однако работает не быстро и стоит дорого.

Фильтры-умягчители картриджного типа обычно оборудованы прозрачной колбой, в которую устанавливается сменный картридж с ионообменной смолой. Их ресурс без возможности восстановления достаточно низкий, рассчитаны на объем в 4 тысячи литров или полгода непрерывной работы.

Еще одним решением являются "кабинетные" фильтры, рассчитанные на квартиры и офисы. В таких системах реализована ионообменная технология, а расход сорбента составляет примерно 50% экономии в сравнении с другими типами умягчителей. Малый объем такого фильтра не позволяет применять его в больших домах, но для коттеджей и маленьких домов это оптимальное решение. Например, можно рассмотреть покупку недорогого умягчителя WaterBox от компании «Экволс» (Россия) с производительностью 2,5 м3 в час и автоматической регенерацией фильтра по времени.

Ионообменные колонны с солевыми баками – это вертикальные установки, внутри которых находится резервуар с ионообменной смолой. Они способны умягчать воду в дачах, частных домах и коттеджах, обеспечивая отличный результат. Срок эксплуатации наполнителя без необходимости замены может достигать 10 лет. Умягченная вода может использоваться и для питья, и для бытовых нужд. Благоприятно влияет на состояние кожи и волос, а также увеличивает срок службы бытовых приборов.

Отличительной чертой ионообменных колонн является их различная производительность и уровень автоматизации. Для частных домов рекомендуется использовать фильтр производительностью до 1,5 кубометров в час. Они могут быть дорогостоящими, однако затраты на приобретение системы умягчения могут оказаться вполне оправданными благодаря своим преимуществам.

Фото: freepik.com