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.

Устройство для умягчения воды предназначено для борьбы с жесткостью воды, причиной которой является наличие солей щелочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния. В нашей стране требования к жесткости питьевой воды установлены в соответствующих стандартах и нормах ГОСТах и санитарно-эпидемиологических правил (например, СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода, гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения»). Для решения этой задачи в Европейском союзе принята Директива Совета Европы 98/83/ЕС «О качестве воды, предназначенной для употребления людьми», в Соединенных Штатах используются нормы Агентства по охране окружающей среды (US EPA), а на международном уровне действуют рекомендации ВОЗ.

Наиболее распространенной единицей измерения жесткости воды является градус, который равен 1 мг-экв/л (ГОСТ 31865-2012). Согласно российским нормам, жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л. В зависимости от градуса жесткости выделяются различные степени твердости воды: очень мягкая, мягкая, вода средней жесткости, жесткая и очень жесткая.

Важно отметить, что правила эксплуатации системы водо- и теплоснабжения устанавливают значительно более жесткие ограничения на жесткость воды, чем СанПиН. Более того, по нормам ВОЗ, оптимальная концентрация солей кальция и магния должна составлять 1-2 мг-экв/л.

Жесткая вода имеет неприятный горьковатый вкус и может привести к расстройству желудочно-кишечного тракта и другим проблемам со здоровьем. Соли в жесткой воде могут накапливаться в организме и приводить к образованию камней в почках и желчном пузыре. Налеты на волосах и коже, а также в узлах сантехники, белье, элементах стиральной машины и чайниках также могут быть вызваны использованием жесткой воды. Кроме того, жесткая вода способна вывести из строя трубопроводы и теплообменное оборудование в энергетике. Даже небольшое отложение солей на узлах и деталях оборудования может снизить коэффициент теплопередачи и повысить расход топлива. Поэтому в случае превышения допустимой жесткости воды, рекомендуется использовать устройство для ее умягчения.

Следует учитывать, что в глубине земных недр вода всегда имеет высокую жесткость, поэтому если в водопроводную систему частного дома вода поступает непосредственно из скважины или колодца, умягчение воды обязательно. Для определения жесткости воды используется несколько признаков, включая твердость белья после стирки, плохую пену моющих средств, образование накипи на стенках чайника и тд.

Использование умягченной воды позволит избежать проблем со здоровьем и продлить срок службы бытовой техники. Для коттеджей и загородных домов рекомендуется использовать автоматические установки непрерывного умягчения воды, а для правильного подбора системы необходим предварительный химический анализ воды 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.

Представьте себе, что вы владеете дачей, где используется скважинная вода с высоким содержанием магния и кальция. Это может вызвать коррозию труб и различных приборов в доме, влиять на качество питьевой воды, а также вызывать раздражение и сухость кожи.

Выход из этой ситуации заключается в установке системы умягчения воды. Однако, как выбрать самую оптимальную технологию для коттеджа? Как разобраться в конструктивных решениях и подобрать подходящий фильтр? Рассмотрим несколько решений.

Компактный фильтр-умягчитель для воды является наиболее удобным и экономичным вариантом. Обычно его закрепляют на трубе, через которую вода попадает в стиральную машину, котел или другое устройство. Внутри может быть засыпан частично растворимый реагент, например полифосфат натрия, или создано магнитное поле. Такой фильтр рассчитан исключительно на умягчение воды хозяйственно-бытового назначения и обслуживание только одного прибора.

Другим решением является магистральный фильтр для умягчения воды. Его монтируют на трубу, через которую поступает вода во всю систему сразу. С одной стороны, это решение позволяет решить все проблемы умягчения воды разом, с другой - такой фильтр работает не быстро и стоит дорого.

Также можно выбрать фильтры-умягчители картриджного типа. Обычно они оборудованы прозрачной колбой, в которую устанавливают сменный картридж с ионообменной смолой. Стандартный фильтр в 10 дюймов рассчитан на объем в 4 тысячи литров, или на полгода непрерывной работы. Затем картридж придется заменить. Ресурс достаточно низкий без возможности восстановления.

Если вы ищете решение для квартиры или офиса, то можно рассмотреть вариант кабинетного фильтра. В таких системах реализована ионообменная технология. Кабинетный фильтр расходует сорбент примерно на 50% экономнее по сравнению с другими типами умягчителей. Вода после обработки пригодна для питья и работы бытовой техники. Хотя малый объем может стать недостатком для большого дома, но для коттеджа на 6-8 человек это решение может быть оптимальным. Например, можно рассмотреть вариант покупки недорогого умягчителя WaterBox от компании «Экволс» (Россия) с производительностью 2,5 м3 в час и автоматической регенерацией фильтра по времени. Небольшие габариты системы позволят вписать ее в стандартный сантехнический шкаф.

Наиболее оптимальным решением для частных домов, дач и коттеджей являются ионообменные колонны с солевыми баками. Это вертикальные установки, представляющие собой резервуары с ионообменной смолой внутри. Через них проходит вода, подлежащая умягчению. В системе предусмотрена емкость для соли, которая участвует в процессе регенерации. При достижении критического предела система изменяет режим фильтрации на регенерацию и направляет соляной раствор через резервуар. Освобожденные ионы кальция и магния отправляются в сток. Более дорогостоящие системы оснащены двумя контурами фильтрации. Пока на одном протекает регенерация, другой может работать в полную силу, решая задачу умягчения.

Для обеспечения умягчения воды в частном доме, где проживает среднестатистическая семья, достаточно фильтра производительностью до 1,5 кубометров в час. Срок эксплуатации наполнителя без необходимости замены может достигать 10 лет. Умягченная вода пригодна для питья, бытового и технического использования. Она благоприятно влияет на состояние кожи и волос, на деятельность ЖКТ. Меньше времени уходит на стирку, снижается расход бытовой химии. Увеличивается срок службы приборов, которые непосредственно контактируют с водой. С учетом того, что большинство из них считается дорогостоящими, затраты на приобретение системы умягчения могут оказаться вполне оправданными.

Фото: freepik.com