Сравнение способов устранения жесткости воды

В природной воде в разных концентрациях содержатся ионы кальция, магния и других металлов, таких как железо, марганец, алюминий, барий, стронций, цинк, которые определяют жесткость воды – показатель ее качества, имеющий большое значение при использовании воды в быту. Рассмотрим основные способы смягчения воды.

Термоумягчение. Это простое кипячение, в процессе которого гидрокарбонаты кальция и магния, присутствующие в воде, переходят в карбонаты кальция и магния и выпадают в осадок с образованием накипи. Методика проста и находит широкое применение в быту. Однако кипячением можно устранить только временную (карбонатную) жесткость.

Реагентное умягчение. В воду добавляют специальные химические вещества, при этом катионы металлов, определяющие жесткость воды, реагируют с ними с образованием нерастворимых соединений и выпадают в осадок. Один из наиболее распространенных реагентов такого типа – ортофосфат натрия Na3PO4. Он входит в состав многих средств для бытового смягчения воды.

Обратный осмос. Вода проходит через полупроницаемые мембраны с размером пор порядка нескольких нанометров, в результате чего удаляется около 99 % всех ионов, в том числе катионов кальция и магния, что является бесспорным преимуществом данного метода. К недостаткам можно отнести необходимость предварительной подготовки воды, поскольку вода с высоким содержанием мелкодисперсных частиц и органики приведет к быстрому засорению мембраны и ее преждевременному выходу из строя, а также высокую стоимость обратноосмотических установок и предельно низкую степень минерализации получаемой воды. Вода на выходе из обратноосмотической установки является фактически дистиллированной, т. е. не содержит ни вредных, ни полезных для организма человека компонентов. Такая вода считается «мертвой» и не только не приносит никакой пользы здоровью человека с точки зрения минерального состава, но даже может способствовать вымыванию макро- и микроэлементов из организма.

Катионирование. В основе данного метода смягчения лежит процесс взаимодействия воды с гранулированной загрузкой, в результате которого происходит ионный обмен и катионы солей жесткости (Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+) переходят в фазу гранулированного сорбента, а вода обогащается ионами натрия или водорода (Na, H). Метод находит широкое применение в промышленности и в быту и позволяет получить воду жесткостью до 0,01 мг-экв/л. К недостаткам относится ограниченная емкость ионитов в связи с высоким содержанием вышеперечисленных катионов в воде и необходимость частой регенерации фильтрующих загрузок.

Электродиализ. Соли удаляются из жидкости в результате действия электрического поля. Достоинства и недостатки метода те же, что и у обратного осмоса.