Бытовые системы очистки воды

Прозрачность и чистота воды не является гарантией ее пригодного и безопасного использования человеком в пищевых и бытовых целях. Автономное водоснабжение, обеспечивающее водой частный дом современности, должно подвергаться тщательной проверке. Наличие необходимой информации о составе воды поможет выбрать оборудование, используемое в частных домах для очищения и подготовки воды.

Диагностировать, нуждается ли вода в подготовке и очищении, можно при наличии некоторых признаков:

• в воде присутствуют ионы Ca, Mg – жесткая вода;
• содержание в воде SO2, СО2 – кислая вода;
• наличие в Н2О ионов Fe – ржавый цвет воды;
• содержание в Н2О раствора Mn – буроватый цвет воды;
• наличие солей азотной кислоты (NO3−) – вода подвержена химическому воздействию на нее удобрениями;
• содержание в воде растворенного H2S – вода отличается резким запахом тухлых куриных яиц;
• повышенный уровень концентрации минеральных и органических веществ в воде – непрозрачная вода.

Жесткая вода

Повышенное содержание в воде ионов Ca и Mg провоцирует повышенную жесткость воды. К данной проблеме предрасположены земельные участки с наличием известняковых, глинистых и других горных формирований.

Жесткость воды бывает двух типов:

• карбонатная жесткость воды – считается временной, так как устраняется термической обработкой воды, во время которой NaHCO3 и CaHCO3 распадаются на простые составляющие, а карбонаты выпадают на дно в виде накипи внутри чайника или другой посудины для кипячения. Обуславливается присутствием в воде NaHCO3, CaHCO3, солей серной, соляной, силикатной, азотной и фосфорной кислот, ионов Al, Fe и других металлов;
• некарбонатная жесткость воды – считается постоянной, ибо в воде обнаруживаются соединения, которые не дегенерируют во время термической обработки. Понятие общей жесткости воды состоит из совокупности показателей временной и постоянной жесткости.

Наличие жесткой воды провоцирует:

• использование огромного количества средств в бытовых целях;
• во время стирки или мытья посуды пена практически не образуется;
• во время мытья стеклянных поверхностей остаются разводы серого оттенка;
• в раковине и ванне виден непрозрачный налет;
• использование горячей воды провоцирует образование в трубах твердых формирований;

Использование метода ионного обмена для смягчения воды

Принцип данного метода состоит в том, чтобы пропустить воду, насыщенную гидрокарбонатами, ионами металлов и солями различных кислот через определенные поглощающие материалы, которые работают как ионообменники. Подобные материалы забирают из воды ионы кальция и магния, в обмен насыщая воду ионами натрия и водорода. Ионообменные фильтры обладают ионообменной емкостью, проявляющуюся в числе «+»-ионов, которые материал обменивает в границах определенного временного участка между повторяющимися циклами его возобновления. Ионообменная емкость также включает способность материала к неоднократному возобновлению.

Возобновление воды. Ее регенерация

Материал, поглотивший гидрокарбонаты, ионы металлов, соли различных кислот, отдал воде изначально присутствующие ионы натрия и водорода. Ионообменная смола нуждается в регенерации, производимой путем насыщения материала водным раствором, в составе которого присутствуют ионы натрия и водорода (концентрированный раствор хлорида натрия). Современные смягчители воды оснащены автоматическими системами регенерации, которые самостоятельно определяют частоту циклов очищения и обеспечивают ионообменный олигомер промывкой и насыщением утерянными в процессе возобновления воды ионами. Цикличность данного процесса зависит от качества очищаемой воды.

Кислая вода

Наличие в воде концентрированных SO2 и СО2 не в пределах нормы, спровоцированное загрязнением атмосферы, говорит об изменении рН в кислую сторону. Так называемые «кислотные дожди», попадающие в почву, являются провокаторами активного окисления воды, которая, попадая в бедный на известняковые породы грунт или в грунт, где подземные потоки воды залегают близко к поверхности, не получает должной рН-нейтрализации. Водоемы с плохо циркулирующими потоками подвержены окислению воды. В озерах, болотах и прудах подобного типа рН будет меньше 5,5, что свидетельствует о гниющих процессах с образованием кислот.

Горячая вода с повышенной кислотностью весьма опасна и враждебна. Напитки, приготовленные на воде с повышенной кислотностью и употребляемые человеком, вызывают разрушение зубной эмали и раздражение слизистой пищевода. Горячая вода с рН <5,5, которая находит свое применение в быту и промышленности, провоцирует преждевременный износ комплектующих приборов, контактировавших с кислой горячей водой. Для безопасного применения кислой воды в бытовых и пищевых целях, ее необходимо довести до рН=7.

Наличие кислой воды провоцирует:

• химическое разрушение стальных и медных частей бака для воды, насоса и других комплектующих из металлических сплавов;
• деструкция стыков бетонных плит, стыков плиток в ванной комнате;
• ржавый или зеленый налет в ванной, в раковине и в унитазе вследствие коррозии металлических (стальных, медных или латунных) деталей;
• использование средств против ржавчины нерезультативны.

Понижение рН может быть спровоцировано рядом причин:

• нейтрализации содержащихся в воде HNO3, H2CO3 и H2SO4 не произошло;
• гниение органики провоцирует повышение кислотности воды в стоячих водоемах.

Подготовка кислой воды к использованию производится путем:

• пропускание кислой воды через известняковый или мраморный нейтрализатор. Кислая вода приобретает нейтральный рН за счет реакции с известью. За счет потери свойств нейтрализатора, периодически следует производить его замену;
• нейтрализация кислой воды путем добавления NaHCO3 – питьевой (пищевой) соды. Смесь добавляют в емкость для проведения хлорирования. За неимением последней, соду закачивают непосредственно в скважину, препятствуя преждевременной деструкции и коррозии металлических частей труб, корпуса и фильтра;
• Добавление NaOH (едкого натра) для использования, аналогичного использованию NaHCO3.

Наличие ионов Fe в воде

Ржавый или рыжеватый оттенок диагностируется при наличии в воде растворенных соединений железа или свободных ионов Fe. «Ржавость» Н2О возникает вследствие окисления ионов Fe в оксиды железа под воздействием О2. Реакция окисления может происходить как в скважине, так и в емкости для хранения воды. Главное в данной реакции – это присутствие кислорода в роли окислителя. Исключения кислорода исключает возможность воды окисляться.

Наличие ионов Fe в воде провоцирует:

• образование ржавых и желтоватых пятен на стиранной ткани светлых оттенков;
• постоянное образование ржавых потеков и полос в унитазах, раковинах, душевых и ванных;
• окрашивание воды, поступающей из водопроводного крана, после длительного перерыва в его использовании в грязный ржавый цвет;
• вода имеет неприятный привкус крови;

Наличие ионов Fe в воде может быть спровоцировано рядом причин:

• окисление металлических труб и баков хранения воды;
• наличие поблизости железных отложений или рудников, через которые проходят подземные воды и «захватывают» с собой ионы Fe;
• наличие кислотных соединений, которые не регистрируются при обследовании рН-метром, однако присутствие ионов Fe в воде положительно диагностируется другими методами.

Появление в небольшом количестве ионов Fe в воде существенно влияет на ее качество. Именно поэтому следует воспользоваться некоторыми методами, которые предотвращают окисление ионов Fe под воздействием О2:

• следует обеспечить верхнему сектору скважины газовую непроницаемость. О2, находящийся в непосредственной близости с водой, поглотится водной массой не успев окислить металлические части конструкции. Свободное от воды пространство будет заполнено водным конденсатом и азотом, которые не вступают с Fe в реакцию окисления;
• использование водонапорных баков способствует окислению ионов Fe. Следует установить мембранный резервуар, который за счет наличия в нем мембраны, обеспечивающей газовую непроницаемость, пресекает возникновение реакций окисления Fe.
• установка фосфатного дозатора гарантирует высококачественную обработку воды, поступающую из насоса в напорный резервуар. Устройство содержит в себе пористую прослойку солей фосфорных кислот, через которую проходит очищаемая вода. Фосфатный дозатор весьма схож по принципу работы с оборудованием для обогащения воды хлором. Аналогом фосфатного дозатора является устройство для смягчения воды – устройство ионного обмена.

В том случае, если количество ионов Fe слишком высокое – воду следует поддать процессам обогащения кислородом и повышенной фильтрации. Данные действия гарантируют:

• принудительную реакцию окисления ионов Fe под воздействием О2;
• гарантированные условия осаждения окисленного Fe, наблюдение в Н2О хлопьев;
• очищение воды фильтрованием, извлечение нерастворимого осадка.

Данная реакция происходит так: насос, выкачивающий воду, включается одновременно с компрессором, работой которого является аэрация скважинной воды. Ионы Fe, которые присутствуют в воде, окисляются под воздействием О2. Образуется нерастворимый осадок в виде хлопьев, который оседает на специальное фильтрующее устройство.