Как повысить жесткость воды после фильтра

Обновлено: 28.04.2024

Умягчение воды - важнейший процесс в любом пищевом производстве. Одной из самых главных характеристик питьевой воды, используемой человеком в различных целях, является её жёсткость. Речь идёт о целом комплексе свойств воды, зависящих от того, в каком количестве в ней содержатся щёлочноземельные металлы. Любой из этих элементов находится в виде раствора в воде, но жёсткость определяют наиболее распространённые из них — магний и кальций. Для уменьшения их концентраций используется умягчение воды, осуществляемое различными методами. При нынешних темпах строительства загородных домов актуальной темой является умягчение воды в коттедже.

Для чего нужно умягчение воды из скважины в промышленности

Умягчение воды необходимо не только для снижение вредности воды, но и для защиты оборудования. Наличие больших количеств кальция и магния в воде способно вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта. Кроме того, жёсткая вода засоряет наши естественные организменные фильтры — почки. Это также может стать причиной целого ряда проблем со здоровьем. Откладываясь в суставах, щелочноземельные металлы постепенно снижают их функциональность, что особенно заметно после нескольких лет употребления жёсткой воды в качестве питьевой.

Повышенная жёсткость хозяйственной воды портит бытовую технику и выводит из строя коммуникации, ответственные за водоснабжение и водоотведение.

Вот почему умягчение воды в коттедже — актуальная задача для большинства хозяйств.

Принципы умягчения воды

Умягчение воды осуществляется при помощи методов, которые можно разделить на три группы:

механические;
химические;
физические.

Кроме того, возможны комбинированные методы умягчения воды, сочетающие в себе все перечисленные принципы умягчения воды, которые можно использовать в загородных домах.

Какой из принципов умягчения воды в коттедже или на предприятии предпочтительнее? Зависит от размеров хозяйства, предназначения воды (питьевая или техническая), а также финансовых возможностей владельцев загородного дома. Однако существуют установленные в результате исследований и утверждённые законодательством нормы жёсткости воды, на которые следует ориентироваться, если хотите оставаться здоровыми и пользоваться исправной техникой.

Нормирование жёсткости воды

Жёсткость измеряется в градусах, один градус равен миллиграмм-эквиваленту ионов щёлочноземельных металлов на литр воды. Согласно нормативам Всемирной Организации Здравоохранения, оптимум содержания щёлочноземельных металлов в питьевой воде составляет 1-2 градуса. В целом для различных целей пригодной считается используемая вода, значение жёсткости которой не превышает 4 градуса для питьевой воды, и 8 градусов — для хозяйственной.

Методы умягчения воды

Методы механической очистки для умягчения воды представляют собой фильтрацию из воды крупных включений и взвесей. Механическая очистка не может существенно повлиять на жёсткость воды, однако она устраняет из неё частицы, содержащие щёлочноземельные металлы, которые со временем могли бы перейти в водный раствор. Поэтому такая фильтрация всё же способствует некоторому уменьшению жёсткости.
С помощью реагентных, или химических методов умягчения воды вызываются реакции, связывающие элементы щёлочноземельных металлов, которые затем выводятся в виде нерастворимых соединений, оседая на фильтрах. При использовании этого метода распространено применение извести, гидроксида натрия, фосфонатов и кальцинированной соды. Смягчённая таким образом вода может использоваться лишь в технических целях.
Для физической очистки используются ионообменные смолы, изымающие ионы щёлочноземельных металлов и взамен добавляющие в неё безопасное количество натрия. Разновидностью физической очистки является полифосфатный метод, при использовании которого кальций и магний переходят в легко удаляемую с поверхности плёнку.
Наиболее эффективны комбинированные методы умягчения воды, сочетающие механическую очистку с химической или физической.

Жёсткость воды - сочетание физических, химических свойств воды, обусловленных содержанием растворимых солей щелочноземельных металлов, в основном Ca2+, Mg2+ (соли жесткости).

Разделяют по химическому составу воду карбонатную (временная жесткость) с содержанием гидрокарбонатов магния, кальция Mg(НСО₃)₂), (Са(НСО₃)₂ и некарбонатную (постоянную жёсткость) с присутствием солей –хлоридов, сульфатов Mg, Са (MgSO₄, CaSO₄, CaCl₂, MgCl₂).

Жёсткая вода сушит кожу, при использовании мыла плохо образует пену, при нагреве появление накипи (осадка) на трубах, стенках котлов и т. д. И использование сильно мягкой воды приводит к повреждению (коррозии) по причине гидрокарбонатной жесткости уменьшается буферность (кислотно – щелочная).

Природная жесткость воды непостоянная, изменяется в зависимости от сезонных колебаний, особенностей залегания водоносных пластов, испарения поверхностных источников воды, техногенной деятельности.

Умягчение воды - метод удаления солей жесткости (Ca2+ и Mg2+).

Селективное извлечение солей жесткости

Ионный обмен ;
реагентное умягчением воды;
нанофильтрация;
обратный осмос;
термоумягчение.

Таблица внесистемных единиц жёсткости (градусы)

Градус	Обозначение	Определение	Величина
Градус	Обозначение	Определение	°Ж	ммоль/л
Немецкий	°dH (degrees of hardness), °dGH (German (Deutsche) Hardness), °dKH (для карбонатной жёсткости)	1 часть оксида кальция (СаО) или 0.719 частей оксида магния (MgO) на 100 000 частей воды	0,356	0,178
Английский	°e	1 гран CaCO₃ на 1 английский галлон воды	0,284	0.142
Французский	°TH	1 часть CaCO₃ на 100000 частей воды	0,199	0,099
Американский	ppm	1 часть CaCO₃ на 1 000 000 частей воды	0,0200	0,010

Общая жёсткость по величине различается - мягкая вода до 2 °Ж, средняя жёсткость воды от 2 до 10 °Ж, жесткая вода более 10 °Ж.

Термоумягчение воды

Термоумягчение основано на кипячении воды. Термически неустойчивые гидрокарбонаты Ca2+ и Mg2+ распадаются с образованием накипи :

Устраняется карбонатная (временная) жёсткость. Данный принцип применяется в бытовых индивидуальных системах умягчения воды.

Реагентное умягчение воды

Данный метод основан на реагентном дозировании (Na₂CO₃), (Ca(OH)₂,

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ > 2CaCO₃v + 2H₂O с переходом солей кальция, магния в нерастворимые соединения и выпадению в осадок.

Устранение общей жесткости воды ортофосфатом натрия Na₃PO₄, промышленного, бытового применения:

Метод катионирования. Ионный обмен

Na – катионирование.

Метод с использованием ионообменных, гранулированных смол. При контакте с водой поляризуются катионы кальция, магния, железа, марганца, с последующей установленной по объему пропускаемой воды регенерацией, замещение на ионы натрия, водорода.

Этот метод называются Na-катионированием, Н-катионирование.

Одноступенчатое Na – катионирование снижает жесткость воды до 0,05-0,1 °Ж.

Двухступенчатое Na – катионирование снижает жесткость воды до 0,01 °Ж.

Таблица катионитов, анионитов

Тип ионита: Си- сильный, Сл- слабый. Материал матрицы: С- стирольная, А- акриловая.

Тип матрицы: Г- гелевая, МП- макропористая. *Данная марка более не выпускается Ростовская область.

Расчет потенциальной мощности установок по очищенной воде на ионообменных сорбентах

Наиболее удобно описывать процессы сорбции загрязняющих катионов трехмерными уравнениями. Это значит, что функция отклика варьируется в трехмерном пространстве переменных термодинамических координат. Так, степень очистки воды ?С (разница между концентрациями загрязняющего катиона на входе и выходе из сорбционной колонны) при фильтрации через насыпной слой специфического сорбента практически полностью описывается следующим уравнением:

где: L – высота насыпного слоя;

W – количество активных центров сорбента;

V– скорость фильтрации.

Математическое моделирование процессов фильтрации дает возможность найти общий вид уравнения (1):

Итоговое уравнение (2) учитывает влияние на процесс сорбции загрязняющих катионов трех переменных факторов и содержит постоянных коэффициентов 12 коэффициентов.

Решение уравнения ?С = f(L, W, V) было найдено для катионитов, для которых известно, что при скорости фильтрации V, превышающей оптимальную (Vopt=20 м/ч) в 3 раза степень умягчения воды составляет 1/10 от степени умягчения, наблюдающейся при оптимальной скорости фильтрации. Таким образом, уравнение (2) имеет решение в интервале [Vopt ; 3* Vopt].

Далее найдем уравнение для расчета приращения скорости ионного обмена ?U при изменении скорости фильтрации на ?V. Приращение скорости ионного обмена определяется площадью, ограниченной кривой ?С = f(V) и осью абсцисс. Таким образом, в области варьирования скорости фильтрации (?V) от Vopt до V, приращение скорости ионного обмена может быть найдено по формуле:

?U = ? ? dV d(?C) = ? dV ? d (?C) (3)

Уравнение (3) решается численно и величина приращения скорости ионного обмена выражается в мг/ч. Для этого, скорость фильтрации следует выразить в л/ч, а степень очистки ?С – в мг/л:

Зная значение ?U, можно найти полную скорость ионного обмена U. Скорость ионного обмена – это количество загрязняющих ионов (в мг), которое сорбировалось на сорбенте за 1 час. Величина ?U существенно отличается от 0 только при значениях скорости фильтрации выше некоторой оптимальной Vopt. Кроме того, ?U Vopt) полная скорость ионного обмена выражается следующим образом:

Зная скорость U, потенциальную мощность установки Р водоподготовки при повышенных скоростях фильтрации. Мощность Р – это объем воды, который может быть очищен на данной установки при соблюдении условия неизменности заданной степени очистки ?Cs. Для вычисления мощности необходимо знать динамическую обменную емкость ионообменного сорбента. Пусть обменная емкость равна E (в мг-экв/л), тогда общее количество активных центров (ионообменных групп) сорбента Wо равно:

где: Vs – объем сорбента.

Общее время Ts, в течение которого данная колонна может эксплуатироваться между двумя регенерациями, определяется отношением параметра Wo к полной скорости ионного обмена U при заданной скорости фильтрации:

Ts = Wo/U = E · Vs /( V · ?C + ?U) (6)

При расчетах по уравнению (6) следует перевести скорость ионного обмена в мг-экв/ч. Полученное время Ts (в часах) выражает запас эксплуатационной мощности установки водоподготовки в межрегенерационный период. Мощность установки может быть также выражена в объеме воды, который может быть очищен в межрегенерационный период Qs:

Для удобства объем Qs выражается в м3, поэтому скорость фильтрации V должна быть переведена в м3/ч. Нахождение параметров Qs и Ts является конечной целью математического моделирования водоподготовительных установок.

Жесткость воды - это содержание солей, которое зависит от состава, физико-химических свойств, численного количества примесей. Превышение этого показателя одинаково вредно для питьевых, бытовых и технических жидкостей. При доставке горячих, холодных, производственных водных растворов потребителям поставщики обязаны соблюдать нормированные параметры, установленные законодательством. Частные лица, берущие водичку из личных колодцев, должны самостоятельно заботиться о её качестве. Читайте далее, что такое жесткость воды, как ее определить, чем она измеряется, как привести жидкость в нормальное состояние для безопасного использования.

Жесткость в питьевой воде

Под термином жесткость воды понимается количество растворенных и нерастворенных солей, присутствующих в природных водных залежах. Водица может быть слишком мягкой или слишком жесткой. Вредны оба варианта. Недостаток солей нарушает водно-щелочной баланс в организме, избыток вызывает множественные заболевания важных органов: сердца, почек, кожи, печени. При переизбытке солей жидкость имеет горьковато-металлический вкус, может быть мутной, с разными цветовыми оттенками.

Соблюдение нормы жесткости питьевой воды очень важно для потребителей. Солями можно отравиться, они вызывают расстройство желудка, пожелтение кожи, иные неприятности. Высокая концентрация солей жесткости отрицательно сказывается на работе бытовых приборов - примеси образуют трудно-очищающуюся накипь, каменистые известковые отложения. Из-за них образуются шлаки в системе водоснабжения, быстро выходят из строя бытовые/промышленные приборы, сантехника, гидрооборудование.

Какие соли обуславливают жесткость природной воды, откуда они берутся

Основные соли жесткости, присутствующие в воде - это разные соединения:

нитраты, хлориды, карбонаты магния;
бикарбонаты, сульфаты, сульфиды кальция.

После естественного испарения или после принудительного выпаривания водного раствора соли становятся видимыми, остаются в сосуде. Именно они образуют отложения на дне и стенках посуды, чайников, санприборов. По жесткости воды легко определить, какая соль в ней явственнее присутствует. Примеси магния труднее растворяются, придают напиткам вкус горечи.

От чего зависит присутствие соли жесткости в воде

Степень жёсткости для питьевой воды определяется типом и количеством водных солей. В разной местности показатели различные. Соли проникают в водоносные пласты, вымываясь из залежей горных пород: известняков, гипсов, доломитов.

Показатели жёсткости воды являются величинами переменными, они зависят от разных факторов:

процессов, происходящих в земной коре;
пластов залежей ископаемых, через которые проходят водные потоки;
интенсивности растворения песчано-каменистых пород;
смены сезонов.

У вод, лежащих близко к поверхности и залегающих на глубине, параметры разные. Они выше там, где водный поток проходит через слои известняков. Весной, при обилии талых потоков, при их попадании в водоемы и при просачивании в подземные водные пласты, количество солей снижается. Зимой концентрация выше.

Классификация воды с солями жесткости

Какие соли жесткости присутствуют в воде? Различают общую, постоянную и временную жёсткость:

Карбонатная (временная) Жк - щелочной раствор с рН>8.3 содержит бикарбонаты, которые при нагревании выпадают в осадок, образуя накипь.
Некарбонатная (постоянная) Жнк - характеризуется присутствием анионов (хлоридов, нитратов, сульфатов), которые сохраняются даже при кипячении жидкости.
Общая Жо - это суммированная концентрация присутствия магния и кальция в виде ионных соединений. Сумма получается от сложения временной и постоянной величин: Жо=Жк+Жнк.

При очистке принимаются во внимание все типы: Жо, Жк, Жнк. Предельно допустимая концентрация питьевой воды по жесткости (кратко: ПДК) обычно устанавливается для общей Жо.

Нормы жесткости для воды

Нормирование определяется документами стандартизации: ГОСТ, СанПиН, ТУ. Точные данные получают, проводя испытания проб в аккредитованных лабораториях, в санэпидстанциях. Для фиксирования лабораторных показаний приняты международные единицы измерения жесткости воды:

моль/м 3 - количество молей на кубический метр жидкости;
мг-экв/л - миллиграмм-эквиваленты на кубический дециметр (на 1 литр);
°Ж - градус жесткости.

Измеряемая единица жесткости воды 1°Ж равна 1 мг-экв/л и равна 1/2 миллимоля на литр. Допустимые значения для ионов кальция и магния разные: для Ca2+1°Ж=20,04, для Mg2+1°Ж=12,16 мг/л (примечание: эти показатели вставляются в расчетную формулу, см. далее по тексту*).

По структуре вода может быть мягкой, средней, жесткой. Мягкой считается дистиллированная, кипяченая, дождевая, талая водичка. Жидкость средней жёсткости поступает из централизованных водопроводов. Артезианская и родниковая водица тоже отличаются средними показателями. К сильножесткой относится вододобыча из соленых водоемов, нуждающаяся в опреснении. В таблице показаны концентрации солей в разных размерных единицах.

Предельно допустимое содержание солей жесткости в воде

Степень жесткости воды	Показатель в мг-экв/л	Показатель в °Ж	Показатель в ppm
Слишком мягкая	до 1,5	до 1-1,5	0-70
Мягкая	1,5-4	1,6-4	71-140
Среднежёсткая	5-8	5-12	141-210
Сильножёсткая	9-12	13-22	211-320
Сверхжёсткая	свыше 12	23-34	321-530

Нормы жесткости для питьевой воды

В СанПиН указаны вариативные величины, в зависимости от применения водных растворов. Жесткость воды по ГОСТУ также регламентируется в зависимости от типа и назначения жидкостей:

Для обычной сетевой водицы определяется концентрация магния (до 50 мг/л).
В бутилированной учитываются показатели Ca = 25-130 и Mg = 5-65 мг/л.
Для воды, использующейся в хозяйственно-питьевых целях ПДК питьевой воды по жесткости не должно превышать 350 мг/л (7-10 мг-экв/л или 1-1,5 грамма на литр).
Для напитков высшей категории нормой является Жо=1,5-7, для первой не более 7 мг-экв/л.
По ВОЗ-нормативам в питьевой водице допустимо 10-30 мг магния и 20-80 мг кальция на 1 литр.
Общая жесткость для питьевой воды по EC не выше 1,2 мг-экв/л.

Нормативно установлены нижние пределы показателей жесткости питьевой воды. В нормальной водичке обязательно должно присутствовать небольшое количество солей. Кальций полезен для организма, из напитков его микроэлементы усваивается лучше, чем из продуктов. Массовая концентрация кальция в питьевой воде не должна быть ниже 0,12, магния меньше 0,04, сульфатов и хлоридов менее 2 мг/дм 3 . Мягкая водичка вымывает из тела кальций, вызывая неприятные последствия - разрушаются кости и зубы. Слишком жесткая вызывает образование камней в организме, нарушает работу системы выделения. Соленая вода разрушительно действует на оборудование гидросистем, засоряет отложениями стенки трубопроводов, увеличивает расходы на нагрев.

Если в воде солей жесткости больше, чем предписано стандартами, нужно её очистить до допустимых показателей. В табличке указаны степени солевой концентрации по шкале жёсткости с показателями в промилле.

Шкала жесткости

Концентрация солей	Величина в ppm (в промилле или мг/л)
Представляющая опасность для жизни	свыше 500
Предельно допустимая	500
Средний показатель вод, добываемых из природныхводоемов	400
Допустимое значение воды, подающейся из водопровода	300
После прохождения угольных фильтров	170
После очистки системой обратного осмоса	0-50

Нормы жесткости для технической воды

Какой должна быть жесткость котловой воды - норма устанавливается отдельно для котлов с разным давлением:

до 1,4 МПа (14 кгс/см 2 ) = 15-20;
2,4 МПа (24 кгс/см 2 ) = 10-15;
3,9 Мпа (40 кгс/см 2 )= 4-10 мкмоль/дм 3 (мкг-экв/дм 3 ).

Первая (меньшая) цифра указывается для котлов, работающих на жидком топливе при тепловом потоке свыше 350 кВт на кв. метр. Вторая (большая) цифра - для котлов, работающих на иных видах топлива при тепловом потоке до 350 кВт/м 2 .

ГОСТ по определению жесткости в воде подскажет, какие параметры допустимы:

Раздельно нормируется питьевая вода по жесткости разных категорий: дистиллированная, сетевая, разливная. Для солей железа показатели рассчитываются отдельно.

Как определить жесткость воды

Определить жесткость воды в можно как в лаборатории, так и в домашних условиях. Наличие солей жесткости можно определить визуально:

Напитки имеют неприятный горчащий вкус.
Чаи завариваются дольше обычного.
Мясо при варке становится неприятно жестким.
На стенках посуды заметны солевые отложения.
На приборах образуется обильная накипь.
На волосах после мытья и на расческе остается белесый налет.
Мыло и порошок плохо пенятся, при стирке увеличивается их расход.

Повышенная жесткость питьевой воды может причинить ущерб здоровью и нагревательным приборам. Не зная точных показателей концентрации солей, сложно рассчитать дозу средств от накипи для стирально-сушильных агрегатов или запрограммировать на чистку кофемашину. Трудно обеспечить комфортное обитание рыбкам в аквариуме или правильно выбрать фильтры очистки. Помимо визуальной оценки лучше использовать более точные измерительные методы определения жесткости питьевой и технической воды.

Измерение жесткости воды

Перед употреблением в пищу, перед поливом огорода, перед подачей в трубопроводы или перед техническим применением воды для производственных процессов полезно проверить наличие солей жесткости. Такая проверка снимет претензии потребителей к водоснабжающим компаниям, продлит срок службы дорогого промышленного оборудования.

Для измерения жесткости воды используют бытовые и профессиональные приборы:

Медицинские полоски, продающиеся в аптеках, выдают хороший результат с точностью до 1-2°Ж.
Экспресс-тесты для аквариума позволяют следить за подачей воды в емкости с водными обитателями или проверять растворы, предназначенные для полива растений.
Солемер, спектроанализатор, TDS и EC-метр показывают содержание солей и иные параметры: удельную электропроводность, сопротивление раствора.

Полезно заказать исследование в лаборатории, чтобы получить точные результаты с подтверждающей документацией. Тогда не придется думать, чем определить жесткость воды, не нужно покупать измерительные приборы или рассчитывать показатели по косвенным параметрам, используя формулы.

Как определить жесткость воды по формуле

Определить жесткость воды можно по формуле. Для определения общих показателей нужно выполнить расчет:

Жо = [Ca 2+ ] + [Mg 2+ ] = (m(Ca 2+ ))/(Э(Ca 2+ ) x V(H₂O)) + (m(Mg 2+ ))/(Э(Mg 2+ ) x V(H₂O)),

[Ca 2+ ]; [Mg 2+ ] - концентрация ионов кальция и магния, в мг-экв/дм3;

m(Ca 2+ ); m(Mg 2+ ) - содержание ионов в мг;

V(H₂O) - объем воды, дм 3 ;

Э -эквивалентная масса ионов* (её значения уже приводились в тексте: Ca 2+ =20,04; Mg 2+ =12,16 мг/лили г/моль).

Расчетный результат получается в единицах: мг-экв/дм 3 .

Далее вычисляют временную или постоянную жёсткость. Рассчитанную величину вычитают из Жо и получают значения всех трёх категорий Ж.

Карбонатная Жк вычисляется по формуле:

Как понизить жесткость в питьевой воде

Понизить жесткость питьевой воды можно бытовыми способами и с помощью профессионального оборудования. Для умягчения водных составов в быту применяют простые и доступные методы: кипячение, отстаивание, заморозка с оттаиванием. Используют дистилляты и бытовые фильтры.

Длительным кипячением (20-30 минут) можно устранить карбонатную жёсткость - гидрокарбонаты разлагаются, выделяя углекислый газ и отложения накипи:

Ca 2+ +2HCO₃-=CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑(стрелками показаны: ↓ - осадок, ↑ - улетучивание);

Для загородных домов и промышленного умягчения используют профессиональные установки солеочистки:

, их работа основана на натрий-катионировании - замещении ионов присутствующих солей катионами натрия. (Экотар, Экомикс) сразу производят обессоливание и обезжелезивание. - лучший вариант очистки с помощью мембран. При его использовании обеспечена допустимая норма жесткости воды без прочих дополнительных систем фильтрации.

На сайте компании Diasel можно купить любые фильтры для удаления из воды солей жесткости. Мы продаем комплектующие к установкам обратного осмоса, соберем для вас комплексные линии очистки, предоставим реагенты для снижения уровня безопасности основного жизненного напитка. Гарантируем консультации по любым вопросам, помощь по монтажным работам, текущему и сервисному обслуживанию. С нашими профессиональными установками жесткость воды всегда будет в норме.

Жесткость воды в аквариуме — одно из важнейших условий создания и функционирования экосистемы аквариума. Без установления нужных показателей содержание живых организмов в резервуаре невозможно. Полученные знания, а также доля терпения позволят добиться в домашних условиях нужной концентрации солей Ca и Mg и любоваться здоровыми рыбками и густой зеленью растений.

Общие определения

Грязная и мутная жидкость портит общий вид, но кристально чистая также не всегда бывает полезной. После кислотности вторым по важности параметром является уровень жесткости. Его слишком высокие или низкие значения в первую очередь отразятся на растениях.

Наибольшее значение на уровень оказывают катионы кальция и в меньшей степени магния. Марганец, железо и стронций, представленные в небольшом количестве, при измерении не учитываются.

Общая (gH). Состоит двух значений приведенных ниже.
Некарбонатная. Это постоянная величина уровня растворенных в жидкости хлоридов и сульфатов магния и кальция. Не изменяется при кипячении в домашних условиях. Однако может колебаться в течение 24 часов. Этому способствует наличие растений или время суток.
Карбонатная (kH). Концентрация двууглекислых солей (Mg и Ca). При pH больше 8.3 и кипячении они образуют хлопьевидный осадок, оседают кристалликами на стенках емкости и пленку на поверхности воды.

Фото-галерея средств для измерения жесткости воды:

Уровень углекислого газа, который образуется при дыхании рыбок. При высокой kH значение СО2 может достичь критической отметки свыше 30 мг/л, что приведет к гибели обитателей. Однако малая концентрация ниже 15 мг/л не позволит нормально развиваться растениям.
Стабилизация pH. Между двумя значениями прямая зависимость.
Вода для нереста некоторых видов рыб. Это жидкость с низкой kH и кислотностью в пределах 5.0-7.0.

Нормальные и критические показатели жесткости

От жесткости воды в аквариуме зависит срок жизни обитателей. Соли щелочноземельных металлов магния и кальция, например, влияют на уровень роста, формирование костей рыбьего скелета и ракушек у моллюсков. Также выступают в качестве минерального удобрения для развития растений. В слишком мягкой среде скручиваются листья и отмирают побеги.

Степень

мг-экв/л

Нормальная kH находится в интервале 4-8 °. В старых аквариумах показатель со временем опускается ниже этой отметки из-за окисления воды.

При первоначальном формировании аквариума: для улиток предпочтительнее более жесткая, для неоновых рыбок 6-8 °, для гуппи 5-10 °, скалярий 18 °, для папоротников 10-14 °.
При полной замене жидкости и пересадке в нее рыбок.
Подготовка воды для нереста. Некоторые виды размножаются в любых условиях, для других необходимо предварительно приготовить жидкость.

Для большей части аквариумных рыбок нормой будут значения от 3-15°. Показатель ниже трех говорит о недостатке жесткости.

Мистер Хвост рекомендует: методы определения жесткости

Чтобы узнать значение водопроводной воды, пользуются несколькими способами.

При помощи TDS-метра

Компактный прибор, измеряющий концентрацию солей. Для проверки опустить устройство в жидкость и подождать, результат будет показан в миллиграммах на литр. Срок службы 1-2 года. Однако измерение можно считать относительным, так как, помимо кальция и магния, итоговое число будет содержать и незначительное количество примесей других веществ.

Полоски с нанесенными на них реагентами

Их можно приобрести в магазине. Для определения жесткости нужно опустить лакмусовую бумажку в воду и дождаться изменения цвета. После соотнести полученный результат с предложенной в инструкции таблицей. Способ простой и доступный и может быть выполнен прямо в аквариуме. Но единицы измерения придется переводить из зарубежных в российские градусы.

Капельные тесты

Продаются в зоомагазинах. Для проверки: набрать 5 мл воды и добавить химический реактив из пузырька. Далее цвет жидкости изменится от красного до зеленого. После прохождения реакции количество капель реагента будет равно немецким градусам.

Химический реагент Трилон “Б”

Этот метод считается самым точным, минусами являются сложность и длительность проведения опыта. В воду, взятую из аквариума, добавляют буферную смесь, химический реагент и специальный индикатор. При прохождении реакции цвет раствора меняется от вишневого до сине-зеленого.

С помощью хозяйственного мыла

Считается самым доступным способом. Необходимы: 1 гр. измельченного мыла (60 или 72 %) и нагретая дистиллированная вода. Из них делается раствор и добавляется в банку, куда налито 0.5 л водопроводной воды. После появления шапки из пены — сигнала, что соли в жидкости связаны, — остаток мыльного раствора измеряется линейкой. Это значение отнимается от первоначального количества. Каждый сантиметр, полученный при вычитании, равен 2 градусам жесткости. Результат узнают из таблицы.

Иногда случается так, что раствор полностью вылит в банку, а образования пены не произошло, в этом случае принято считать, что жесткость выше 12°. жидкость нужно разбавить дистиллированной водой в 2 раза и повторить все действия, получившуюся в результате цифру умножить на два. Погрешность способа составляет 1-2 °.

Среднее значение воды из крана равно 20 °, это высший допустимый предел для многих видов рыб.

Как повысить жесткость воды в аквариуме

Если проведенные тесты выявили значения, не соответствующие требуемым, можно отрегулировать жесткость до нужного показателя. Однако не должно быть резкой смены значений, это может стать причиной стресса у рыб.

Добавить нижний слой кипяченной жидкости богатый солями.
Смешать воду с более жесткой.
Засыпать коралловую или доломитовую крошку в аквариумный фильтр.
Положить на дно мрамор, известняк, содержащие карбонат кальция или цветное стекло. Можно растворить кусочки мела, увеличив уровень на 2-4 °. Недостаток способа — сложность контроля над жесткостью. Лучше пропускать жидкость через фильтр с добавлением мраморной крошки.
Декорировать дно аквариума раковинами.
Внести карбонат кальция 2 ч. л. на 50 л.
Использовать растворенную соду, 1 ч. л. на 50 л, или 0.2-5 г на литр. Этот способ подходит для воды с показателем не менее 8 °.
Добавить 10 % раствор хлористого кальция и сульфат магния: развести 50 г, получив объем 750 мл. Использовать каждый по 1 мг на литр.
Влить 1 мл 25 % магнезии на 1 л воды.

Практически все перечисленные способы изменяют показатель жесткости на 4 °.

Как снизить жесткость воды в аквариуме

Добавить дистиллированной жидкости. После смешения нужно дополнительное обогащение аквариума кислородом и реминерализирующими солями.
Влить талой или дождевой воды, которые снижают число градусов жесткости. Однако нужна осторожность из-за возможного наличия вредных примесей. Для обеззараживания среды следует добавлять специальный кондиционер.
Довести воду до кипячения, остудить, отстоять в течение 24 часов. Влить в резервуар только верхнюю часть.
Для уменьшения жесткости использовать торф, всыпав его в фильтр, предварительно обеззаразив кипячением или прокаливанием. Жидкость отстаивают и вне аквариума, поместив в нее торфяную таблетку в мешочке на 4-5 дней.
Вымораживать в мелкой емкости. После замерзания растопить лед и добавить в аквариум.
Еще один способ понижения — фильтрация, например, через обратный осмос.
Высадить такие растения, как эгропила, роголистник, наяс или элодея.

Выбирая растения, улиток, ракообразных или рыбок для своего аквариума новичок и даже любитель не должны забывать о параметрах жесткости. И суметь измерить и скорректировать, в домашних условиях, показатели водопроводной воды.

Аквариум — искусственный биоценоз, в котором обязательно нужно поддерживать оптимальные условия. Это делается, в первую очередь, для комфорта и здоровья его обитателей. Важно учитывать температуру и чистоту воды, уровень освещения, соблюдать режим кормления и аэрации. Не менее весомым фактором является уровень жесткости воды. Прочитав статью, вы узнаете как уменьшить или увеличить уровень жесткости, а также сможете измерить показатели самостоятельно в домашних условиях.

Что это такое?

Соли магния и кальция участвуют в построении скелета рыб;
От их количества зависит прочность и твердость панциря ракообразных и моллюсков;
От жесткости зависит развитие половых органов;
Обеспечивает нормальный рост растений и усвоение ими питательных элементов.

Нужно учитывать, что, во-первых, разным видам растений и животных требуется разный уровень жесткости. Во-вторых, отдельные живые организмы усваивают кальций, поэтому со временем его количество снижается, и нужно поддерживать его на одном (или приближенном) уровне.

Оптимальный уровень жесткости воды в аквариуме должен примерно соответствовать этому же показателю природных мест обитания каждого конкретного вида.

Общая (gH)

Общая жесткость (gH) — это суммарное количество растворенных в воде солей кальция и магния. В ней выделяют карбонатную (временную, растворимую) и некарбонатную (постоянную, нерастворимую) жесткость. По сути своей, общая жесткость — это совокупность растворимой и нерастворимой жесткостей.

Карбонатная (kH)

Карбонатная жесткость (kH)характеризуется присутствием в воде гидрокарбонатнах и бикарбонатных анионов. Этот показатель называют еще щелочностью воды. Отличительной особенностью карбонатной жесткости является то, что карбонаты выпадают в осадок. В обычной жизни мы видим его в виде, например, накипи в чайнике. При кипячении воды образуется углекислый газ, вода и карбонат кальция, который и выпадает в осадок. Так жесткость воды уменьшается. Такая же реакция происходит, если pH>8,3. Поэтому карбонатную жесткость называют еще временной: ее можно устранить путем кипячения. Ее уровень обычно ниже, чем общей жесткости, однако, если понижать kH, то уменьшится и gH. Поэтому kH считается одним из наиважнейших показателей воды в аквариуме. Дело в том, что, если в щелочную воду (с высоким показателем kH) добавить немного кислоты, ничего не произойдет: кислота попросту нейтрализуется, а kH уменьшится. В обратной же ситуации, если кислоту добавить в воду с низкой карбонатной жесткостью, то щелочность воды упадет до критичного уровня, при котором живые организмы могут погибнуть.

Некарбонатная

Некарбонатная жесткость — это постоянный показатель, который не изменяется после кипячения. Ее обеспечивают кальциевые и магниевые соли сильных кислот — сульфаты, хлориды и силикаты.

Нормальные и критические показатели

Если говорить о воде для аквариума, оптимальное значение карбонатной жесткости — от 3 до 6 мг-экв/л. Когда вода уже долго стоит в аквариуме, она подкисляется, и kH может достигать 15 мг-экв/л. Критическим уровнем карбонатной жесткости считается уровень ниже 3 и больше 15 единиц жесткости.

Как определить в домашних условиях?

Как узнать TDS-метром?

Простота измерения;
Быстрый результат;
Удобство использования и хранения;
Дешевизна (стоимость прибора варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей).

Прибор показывает общее содержание примесей в воде, а не только кальция и магния. Поэтому точность анализа можно считать относительной.

Как измерить тест-полосками?

Быстрый результат;
Можно проводить измерение прямо в аквариуме;
Легкая доступность и дешевизна теста.

Химический реагент Трилон "Б"

Раствор трилона Б делают из 9,3 г вещества и дистиллированной воды, чтобы общий объем на выходе был 1 литр.
Буферную смесь получают путем смешивания 20 г хлорида аммония (NH₄Cl) и небольшого количества дистиллированной воды, затем добавляют 100 мл 20%-ного гидрата аммиака (NH₄ОН) и такое количество дистиллированной воды, чтобы общий объем раствора составлял 1 литр.
Для индикатора понадобятся 0,5 г эриохрома черного Т, 10 мл буферного раствора и этиловый спирт в таком количестве, чтобы выход раствора был 100 мл.

х — количество растворимых в воде солей кальция и магния, мг-экв/л;
v — используемое количество трилона Б;
v_{1 —} объем исследуемой воды.

Долгий и сложный процесс;
Тяжело найти вещества;
Иногда трилон Б продается только в большом весе (от 25 кг), а соответственно имеет высокую стоимость.

Как проверить показатели с помощью хозяйственного мыла?

От куска хозяйственного мыла отрезается всего 1 г и мелко рубится. Полученную мыльную крошку отправляют в стакан.
Дистиллированная вода нагревается (но не доводится до кипения!), и ею заливают мыло в стакане — совсем чуть-чуть, чтобы мыло растворилось.
После этого в мыльный раствор добавляют еще дистиллированной воды, исходя из его концентрации: для 60% — 6 см, для 72% — 7 см.
В пустую банку наливается холодная вода из-под крана в объеме 500 мл. В нее же постепенно вливается мыльный раствор при непрерывном помешивании. В результате должна образоваться белая пена, которая означает, что мыло связало соли жидкости.
Затем снова понадобится стакан с мыльным раствором: нужно измерить высоту остатка. От начальной высоты мыльного раствора (в см) отнимается оставшийся объем (тоже в см). Получаем определенное число. Так вот, каждый сантиметр мыльного раствора связывает в водопроводной воде количество солей, равное 2 градусам. То есть если пена появилась после того, как вы влили в банку 2 см раствора, показатель жидкости — 4 градуса (или 1,5 мг-экв./л).
Потом результат сопоставляется с таблицей и определяется уровень жесткости.

Само проведение опыта увлекательно и интересно, однако точность при этом не так велика, как хотелось бы.

Как повысить уровень и сделать жидкость жестче?

Смешать аквариумную воду с более жесткой водой из другого источника. Важно соблюсти пропорции и не переборщить, т.е. вливать воду постепенно, периодически повторяя исследование.
В эмалированной посудине кипятить воду около 60 минут, после чего аккуратно вылить 2/3 части сверху. Нижнюю оставшуюся часть аккуратно влить в аквариум.
Положить в аквариум ракушки, мрамор и другие известняковые породы. Недостаток способа в том, что жесткость невозможно будет контролировать. Поэтому можно использовать ракушки как фильтр для аквариумной воды.
1 ч.л. пищевой соды на 50 л воды помогает увеличить kH на 4 градуса.
2 ч.л. карбоната кальция на тот же объем увеличивают gH и kH на 4 градуса.
1 мл 10%-ного хлористого кальция и 1 мл сульфата магния добавить в 1 л воды. Жесткость увеличится на 4 градуса.
Влить магнезию в 25% растворе (1 мл на 1 л воды). Это увеличит жесткость на 4 градуса.

Как понизить показатели, если жидкость слишком жесткая?

Смешать водопроводную воду с дистиллированной или дождевой.
Прокипятить воду в течение часа, остудить и верхние 2/3 перелить в аквариум.
В низкую посуду (например, таз) налить воду и частично заморозить. То, что осталось в жидком состоянии, вылить, а лед растопить и добавить в аквариум.
Пропустить воду через осмотический фильтр или деионизировать.
Пропустить воду через торф фильтра, предварительно его прокипятив. Чтобы исчез полученный желтый оттенок, требуется фильтрация через активированный уголь.

Видео по теме

Видео о жесткости воды в аквариуме: Для опытных аквариумистов важность жесткости воды очевидна, а вот для новичков может стать сюрпризом. От жесткости воды зависит многое, в том числе — здоровье и даже жизнь многих растений и рыб. Важно поддерживать и контролировать этот показатель, учитывать предпочтения для каждого вида рыб: нельзя сажать в аквариум рыбок, которым нужна мягкая вода, с теми, которым нужна жесткая. Подберите наиболее удобный способ измерения жесткости и не пренебрегайте проверками.

Загородные дома, дачные участки часто располагаются в местах, не имеющих централизованных коммуникаций. Поэтому для постоянного снабжения водой нужна скважина.

Часто оказывается, что вода в данной местности обладает повышенной жесткостью. Только фильтры позволяют сделать ее пригодной для использования.

Влияние повышенной жесткости жидкости

Жесткая вода не рекомендуется к применению, как для хозяйственных, так и для бытовых целей.

Ее негативное действие многогранно:

При поливе приусадебного участка жесткость приводит к засолению почвы.
На воднонагревательных приборах образуется накипь, которая быстро выводит оборудование из строя.
Жесткая вода неприятна на вкус. Она ухудшает качество напитков (чая, кофе), других блюд.
При пользовании твердым мылом, жидкими моющими средствами в растворе образуются хлопья.
Попадание солей жесткости в организм может приводить к болезням почек, суставов, сердечно-сосудистой системы.

Привести в норму воду с повышенной жесткостью из скважин можно с помощью специальных фильтров, предназначенных для нормализации солевого состава.

Анализ и классификация

В домашних условиях несложно получить представление о качестве воды:

Прежде всего, рекомендуется заварить чай и внимательно его рассмотреть. Если напиток получился мутным, окраска не яркая, аромат плохо чувствуется, значит — вода имеет плохое качество.
Можно попробовать постирать. Если в емкости образовались нерастворимые хлопья, раствор не пенится, значит — в воде содержится избыток жестких солей.
Получение точного результата возможно после анализа в лаборатории. Услугу предоставляют санитарные станции, компании водоснабжения.

Важно. Жесткость одного вида может легко устраняться кипячением (временная), другого — не удаляться даже при продолжительном нагревании до 100 °С (постоянная). Под общей жесткостью понимают суммарное содержание солей первого и второго вида.

При кипячении выпадают в осадок кислые соли угольной кислоты (гидрокарбонаты) и кальциевых, магниевых катионов.

При нагревании до температуры кипения не выпадают в осадок следующие соли кальция и магния:

сульфатные,
хлоридные,
силикатные,
нитратные,
фосфатные.

Для оценки эффективности важно иметь представление об используемых единицах жесткости. Согласно ГОСту от 2014 года жесткость измеряют в условных единицах – градусах (°Ж).

Одна такая единица равна концентрации солей 0,5 моля в мг/дм3 (г/м3), что равно 1 мг-экв/л. Таким образом, 1°Ж составляет ½ ммоль/л.

Согласно нормативам СанПиН с учетом изменений от 2018 года максимально приемлемая концентрация в питьевой воде составляет 7 мг-экв./л. В некоторых регионах при наличии разрешения органов санитарного контроля допускается максимум 10 мг-экв./л.

Виды фильтрационных систем для очистки и смягчения

Для уменьшения концентрации солей жесткости используются давно известные и инновационные технологии.

Фильтры отличаются:

размерами,
стоимостью,
способами регенерации.

Ионообменники

Материалы представляют собой полимерные гранулы, насыщенные ионами натрия. При пропускании потока воды через колонку с ионообменными смолами происходит обмен катионами.

В результате образуются соли угольной кислоты с натриевыми катионами, хорошо растворимыми в воде.

После того, как возможности ионообменника исчерпываются его можно регенерировать насыщением специальным раствором. Процедуру восстановления повторяют несколько раз, затем смолу полностью заменяют на новую.

Справка. На сегодняшний день ионный обмен — один из самых бюджетных и эффективных методов умягчения воды.

Недостатки процесса заключаются в том, что резервуар со смолой занимает место.

Полученная вода насыщается ионами натрия, что следует учитывать в каждодневном рационе.

Мембраны

В современных фильтрах применяется мембранный переход чистой воды в отдельную зону благодаря обратному осмосу. Системы стоят дороже, чем агрегаты с ионообменными смолами, обеспечивают фильтрацию от всех соединений, в том числе солей жесткости.

Для получения продукта, пригодного для употребления дополнительно устанавливают минерализатор.

Магнит

Способ умягчения воды магнитным полем сейчас широко рекламируется. Однако, эффективность его относительна.

Под действием магнитного поля, поставляемого насадками или с помощью электричества, изменяется растворимость солей вообще, жесткости в частности. После обработки магнитом они не так быстро образуют осадок при нагревании воды, что важно для замкнутых контуров.

Для остальных целей такая очистка мало эффективна, соли не удаляются, не преобразуются в другие безвредные соединения, а только немного медленнее оседают. Для удаления выпавшего осадка потребуются дополнительное фильтрование.

Полифосфатная обработка

Добавления полифосфата в жесткую воду при концентрации солей до 7 мг-экв./л приводит к увеличению их растворимости. Положительный эффект должен обеспечивать благополучную продолжительную работу водонагревательной техники.

На практике выясняется, что при протекании холодной воды из скважины достаточного умягчения не происходит.

Поэтому такой метод воздействия на жесткую воду не находит признания у владельцев загородных домов, о чем свидетельствуют многочисленные отзывы.

Рейтинг моделей и производителей систем для умягчения жидкости

Растущая информированность населения о важности качества используемой воды приводит к росту спроса на системы очистки для городских квартир и загородных домов.

Анализ впечатлений потребителей позволяет составить рейтинг наиболее востребованных моделей.

Аквафор Кристалл Н

Фильтрующий комплекс для разноплановой очистки водного потока предназначен для применения в квартирах и загородных домах.

Он позволяет удалять:

соли жесткости;
нефтепродукты;
пестициды;
тяжелые металлы;
хлорсодержащие соединения.

Устройство включает в себя три колбы с картриджами, позволяет привести в нормальное состояние 6000 л воды со средней концентрацией солей жесткости (5 мг-экв/литр). Работает со скоростью 2 л в минуту.

Если фильтр применять для очень жесткой воды из скважины, то смягчающий картридж потребует регенерации досрочно через 2 или 4 недели, а затем может перестать функционировать.

Внимание. При соблюдении рекомендаций умягчитель подлежит восстановлению четыре раза, после чего картридже следует заменить на новый.

Полная цена фильтра в Москве приближается к 3000 рублей, один картридже стоит гораздо меньше, около 700 рублей, что делает замену необременительной для бюджета.

Гейзер Стандарт

Картриджный фильтр из трех блоков предназначен для работы с проточной водой.

ржавчину;
песок;
тяжелые металлы;
органические вещества.

Патрон с ионообменной смолой пищевой степени очистки успешно поглощает соли жесткости из воды со средней минерализацией.

Комплекс работает со скоростью 3 л/мин, При соблюдении рекомендаций к применению замена картриджей требуется только один раз в год. Цена фильтра немного превышает 2 тысячи рублей.

Аквафор ОСМО 50 исполнение 5

Фильтрующий агрегат состоит из нескольких блоков на консоли и накопительного бака.

Комплекс состоит из:

картриджа для механического отделения примесей;
поглотителя;
умягчителя;
системы с обратным осмосом, которая обеспечивает ультратонкую очистку.

Устройство удаляет:

грубые примеси;
соли жесткости;
все опасные вещества.

Скорость работы 7,8 литров в течение 1 часа.

Картриджи механического фильтрования требуют промывания через 3 месяца, модули глубокой очистки нужно менять через полгода интенсивного использования, а картридж обратного осмоса может без смены прослужить 1,5 и даже 2 года.

Цена на фильтрующий комплекс с накопительным баком превышает 7000 рублей.

Умягчитель Fibos

По отзывам многих пользователей, этот одномодульный фильтр демонстрирует эффективное смягчающее действие. Устройство работает согласно химическому принципу действия, обеспечивает очистку потока со скоростью, приближающейся к 17 л/мин.

В течение часа такая модель может очищать до 1000 литров. В продаже имеются более мощные модификации с производительностью до 3000 л/мин.

Компактная металлическая колба легко устанавливается, имеет в нижней части корпуса вентиль для удаления накопившихся примесей. При условии регулярного ухода, промывания пространства для грязи, фильтр гарантированно прослужит долгое время.

Цена моделей со средней производительностью равна 6000 рублей, с повышенной мощностью – 9000 рублей.

Барьер Expert Hard

Комплекс из трех модулей, закрепленных на консоли, проводит очистку потока от механических частиц с размерами до 5 мкм, а также солей жесткости и других вредных компонентов.

Устройство выгодно отличается от аналогов простотой замены картриджа и возможностью избежать слишком большого умягчения, при необходимости пропуская поток вокруг наполнителя в картридже.

Блок можно установить в любом удобном месте, например под раковиной. Монтаж выполняется просто, операция доступна домашним умельцам. Ресурс фильтровальных модулей составляет 10000 л, скорость равна 2 л/мин. Цена комплекса приближается к 4000 рублей.

Особенности подбора для частного дома

Если вода на загородном участке имеет повышенную жесткость, ее употреблять в исходном виде однозначно не стоит.

При не очень высокой степени механической загрязненности достаточными будут возможности обычного фильтра грубой очистки. После него следует установить колонку с ионообменной смолой или фильтр, использующий систему обратного осмоса.

Важно. Получить сразу большой объем чистого продукта не удастся, нужно подождать окончания процесса очистки.

При желании в частном доме можно установить накопительную емкость, в ней делать запас очищенной воды на будущее.

Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором рассказано как своими руками сделать умягчитель для жесткой воды из скважины.

Заключение

Современные фильтрующие системы могут нормализовать жесткую воду из скважин практически в любой местности. Агрегаты будут работать эффективно на протяжении указанного периода времени. Нарушение условия работы фильтра приведет к понижению эффективности очистки.

Читайте также: