Правильное понимание сути проблемы поможет принять правильное решение для ее устранения. Рассмотрим, чем может грозить потребителям избыток известковой воды и технологии лучше использовать для решения соответствующих проблем.
К чему приводит избыток известковой воды, последствия
Академически правильным является следующее толкование: известковая вода, это прозрачный водный раствор гидроксида кальция в состоянии, близком к полному насыщению. Само химическое соединение получается при взаимодействии воды с оксидом кальция. Это используется на практике, как один из методов, позволяющих определить повышенную концентрацию данного газа в атмосфере. Избыток известковой воды может привести к образованию накипи и засорению труб.
Известковая вода производится искусственно и в природных условиях не встречается. Как видно из формул, приведенных выше, присутствие обычного углекислого газа приводит к быстрому образованию нерастворимых соединений кальция (CaCO3), которые выпадают в осадок. Гидроксид кальция используется:
- для побелки;
- при создании различных строительных растворов;
- для изготовления бетона;
- для производства удобрений, хлорной извести, пищевых добавок.
Следует отметить, что на практике большую опасность представляют иные соединения, гидрокарбонаты. При их наличии жидкость также могут назвать известковой водой, хотя это не верно. Правильным будет говорить именно о жесткости воды. Такое обозначение свидетельствует о последствиях солей марганца и железа. Используется и понятие временная жесткость. Оно подтверждает способность этих химических соединений при нагревании выпадать в осадок и в последствии образовывать накипь.
Как снизить избыток известковой воды или полностью удалить вредные свойства извести?
Избыток известковой воды позволяет преобразовать гидроокарбонат Ca(HCO3)2 в нерастворимый осадок 2CaCO3. Его затем можно будет накапливать на дне резервуара, удалять по мере необходимости, задерживать в фильтровальных установках.
Подобные реакции используются в так называемых «реагентных» технологиях умягчения. Так, например, вместо гашеной извести, можно использовать кальцинированную соду ( Na2CO3). Полученные в ходе химической реакции соединения кальция очень плохо растворяются в воде. Они без больших затруднений отделяются от жидкости с применением фильтров, длительного отстаивания.
К сожалению, в быту их применять не просто. Сложности сопряжены с необходимостью тщательного контроля дозировок реагентов, обеспечением безопасного режима их хранения. Долгое отстаивание и крупные водоемы – это тоже дополнительные затраты, которые не понравятся большинству пользователей. Именно по перечисленным причинам, такие методы удаления известкового осадка используются только в промышленных масштабах, на производствах, в коммунальных системах водоподготовки.
Температурная обработка. Известковая вода не подойдет для устранения всех солей жесткости. Она не вступает в реакцию с такими же вредными соединениями магния. Но при кипячении будет получен необходимый результат. Гидрокарбонаты преобразуются в нерастворимые соединения СаСО3 и MgСО3. В ходе данной реакции происходит выделение углекислого газа и воды. Временная жесткость удаляется, но созданную накипь придется устранять своевременно. При накоплении такого слоя будет снижаться теплопроводность, увеличится время обработки, ухудшатся экономические показатели.
Фактически в данной методике используются сами вредные свойства жесткой воды для удаления соответствующих солей. Технология доступна любому пользователю, но имеющиеся расходы слишком велики. Более того, в ванной придется использовать полную мощность газовой плиты или электрической варочной панели в течение длительного времени.
Именно поэтому реальная сфера применения термического умягчения воды ограничена следующими областями:
- речные и морские суда;
- использование дешевой или избыточной тепловой энергии электростанций (атомных и других);
- автономное снабжение питьевой водой приморских городов при отсутствии или недостаточности иных источников.
Подобный результат, полная очистка от солей жесткости, получается при использовании дистилляции. Эта технология безвредна, но ее воспроизводство также сопряжено с повышенными расходами энергии и времени. Ее используют в лабораториях, в медицине, в фармацевтической промышленности.
Ионный обмен, катионирование. Чаще всего используются эти термины для обозначения следующей группы технологий. Они замещаются ионами водорода, натрия, калия. Новые примеси не будут способны создавать при нагреве накипь. В быту чаще всего используются гранулированные смолы, насыщенные изначально ионами натрия. По мере истощения засыпки, она регенерируется до полного восстановления с помощью раствора очищенной поваренной соли.
Технология эта хороша по многим параметрам. Отметим самые важные для потребителей факторы:
- Она приспособлена для быстрой обработки больших объемов воды (1-2м.куб в час и более);
- Если использовать двойную обработку с использованием катионирования ионами натрия, то можно снизить жесткость воды до 7-23 мг-экв/литр. Именно такие параметры рекомендуют применять специалисты Котлонадзора для сохранения длительной работоспособности теплообменников и других элементов систем теплоснабжения;
- Оснащение ионообменной установки современной автоматикой поможет минимизировать ручные операции. Владельцу такого набора оборудования придется только следить и пополнять запасы поваренной соли. Промывку засыпки и ее регенерацию система произведет самостоятельно, в полном соответствии с установленным временным графиком, либо после обработки определенного объема воды;
- Оснащение установки двумя параллельными контурами позволит избежать перерывов в работе. Когда выполняется промывка одного баллона, то автоматически подключается другая емкость.
Некоторые недостатки ионного обмена видны из этого короткого описания. Установки данного типа занимают много места. Они сложны в настройке. Большое количество механических узлов снижает общий уровень надежности. Такое оборудование шумит при промывке и регенерации. Его надо правильно обслуживать, чтобы срок службы был действительно большим. Контроль и своевременное добавление поваренной соли также создадут определенные трудности.
Самые комфортные условия для обычных пользователей способны создать следующие виды оборудования:
- Полифосфатные фильтры. Используемые в них соединения не являются полностью безвредными для человека, поэтому такие устройства пригодны только для защиты стиральных машин и отопительных котлов;
- Обратный осмос. Данная технология является идеальной для подготовки питьевой воды, но все технические потребности она удовлетворить не сможет без слишком больших расходов.
Магнитное преобразование. Воздействие интенсивным полем данной природы лишает соли жесткости способности к объединению в виде накипи. Предпочтение следует отдавать электромагнитным установкам, оснащенным современными генераторами. Они потребляют не много энергии, а дальность их действия больше, чем у постоянных магнитов.