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

Здоровье человека непосредственно зависит от многих факторов, среди которых качество питьевой воды занимает одну из ключевых позиций. В результате употребления воды мы получаем значительное количество необходимых минеральных веществ - до 25%, что даже быстрее, чем из продуктов питания. Если содержание естественных компонентов превышает норму, это может негативно сказаться на нашем здоровье. В данной статье мы расскажем о том, как решить проблему избытка солей жесткости и сделать воду мягче в частном доме.

К сожалению, повышенная жесткость воды уже стала обыденной проблемой. Многие знают, что жесткая вода может привести к проблемам с органами ЖКТ, почек и суставов, а также к неисправности бытовой техники и перебоям в инженерных системах водоснабжения и водоотведения. Давайте рассмотрим подробнее, каковы угрозы от повышенной жесткости воды, и как можно смягчить воду.

В нашей стране жесткость воды называют совокупностью свойств, которые зависят от содержания в качестве примесей солей щелочноземельных металлов, в основном кальция и магния. Требования к жесткости воды установлены в различных нормативных документах, таких как СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода, гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения». Директива Совета Европы 98/83/ЕС «О качестве воды, предназначенной для употребления людьми» и нормы Агентства по охране окружающей среды (US EPA) используются в Европейском Союзе и Соединенных Штатах соответственно, а рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) действуют на международном уровне.

Официальной единицей измерения жесткости воды является градус, который равен 1 мг-экв/л (ГОСТ 31865-2012). По российским нормам, жесткость воды для питья не должна превышать 7 мг-экв/л. По степени жесткости воды выделяют очень мягкую, мягкую, воду средней жесткости, жесткую и очень жесткую. Такая градация относится к воде питьевого и хозяйственно-бытового назначения. Однако, многие системы водо- и теплоснабжения (паровые, водогрейные котлы и т.д.) устанавливают более жесткие ограничения на эксплуатацию: примерно вдвое меньше значений СанПиНа.

Указанная выше строгая градация обусловлена следующим: жесткая вода имеет горьковатый вкус, что приводит к расстройствам работы желудочно-кишечного тракта и снижению моторики желудка при постоянном употреблении такой воды. Соли кальция и магния, содержащиеся в жесткой воде накапливаются в организме и вызывают заболевания суставов, камни в почках и желчном пузыре. Кроме того, эти соли остаются на волосах и коже, а также в узлах сантехники, белье, элементах стиральной машины, чайниках. Кроме того, такая вода может негативно повлиять на энергетическую систему, выведя из строя трубопроводы и теплобменное оборудование, если соли высоко концентрированы. Даже небольшое отложение солей на элементах оборудования, существенно снижает коэффициент теплопередачи и повышает расход топлива. В связи с этим, воду следует умягчать во всех случаях, когда ее показатель жесткости превышает допустимую отметку.

Жесткость воды всегда высока в недрах земли, и нет возможности избежать засорения воды у главного источника. Поэтому, если в водопроводной системе частного дома используется вода из скважины или колодца, умягчение воды является обязательным. Есть также несколько признаков, которые указывают на повышенную жесткость воды, такие как: белье становится жестким после стирки, на поверхности видны белые разводы; моющие средства плохо пенятся, требуется увеличенное количество моющего средства; на стенках чайника образуется накипь; после гигиенических процедур возникают ощущения сухости и стянутости кожи, на кранах образуется налет.

Использование умягченной воды поможет избежать таких проблем со здоровьем и продлить срок службы бытовой техники. Оптимальным вариантом для коттеджей и загородных домов является использование автоматических установок непрерывного умягчения воды. Поскольку для правильного подбора такой системы необходим предварительный химический анализ воды источника водоснабжения, стоит учесть этот фактор при выборе оптимальной системы.

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