при какой температуре кальций выпадает в осадок
Термический способ умягчения воды
Чтобы закончить подраздел “Умягчение воды” раздела “Вода” и перейти дальше, осталось разобраться с одним-единственным оставшимся способом умягчения воды как такового. Он называется “термический способ умягчения воды“. Естественно, останутся другие технологии, например, технология обратного осмоса или нанофильтрации, которые также работают с жёсткостью воды. Но именно на специфических способах борьбы именно с жёсткой водой мы закончим подраздел Умягчение воды.
Термический способ умягчения воды – это интересный способ, при котором из воды удаляетя временная жёсткость (подробнее про временную жёсткость – в статьях “Жёсткая вода” и “Подробнее про жёсткость воды“) с помощью нагрева воды. То есть, для умягчения применяются именно те процессы, которые приводят к образованию накипи в обычных условиях. Другими словами, образование накипи тут – желательное явление.
На самом деле термическим способом умягчения воды вы пользуетесь почти что с детства – как раз с того возраста, когда вы научились ставить чайник на огонь. Другими словами, когда вы кипятите воду в чайнике, вы делаете так, чтобы часть солей жёсткости выпадала в осадок в виде накипи на чайнике. В результате вы пьёте чай с более мягкой водой, чем течёт из крана.
Соответственно, может возникнуть вопрос: “А сколько нужно времени кипятить воду, чтобы достичь нужного уровня мягкости воды?” Для того, чтобы ответить на него, нужно немного подумать.
Так, растворимость солей жёсткости падает с ростом температуры. Соответственно, чем выше температура, тем быстрее они выпадут в осадок. И чем дольше происходит обработка, тем полнее будет термическое умягчение воды. Соли жёсткости выпадают в осадок при нагревании по реакции (на примере гидрокарбоната кальция):
С точки зрения химического равновесия, чем быстрее будет улетучиваться углекислый газ, тем быстрее будут выпадать в осадок соли жёсткости. То есть, первый практический совет:
При термическом способе умячгения воды не полностью закрывайте крышку чайника (кастрюли), чтобы углекислый газ мог свободно улетучиваться.
Соответственно, если вы оставляете крышку закрытой, то углекислый газ не может свободно улетучиваться и замедляет скорость выпадения солей жёсткости в осадок. С другой стороны, полностью открытая ёмкость при кипячении приведёт к быстрому испарению воды, что не очень хорошо, поскольку при этом растёт общее содержание солей и вкус воды ухудшается.
Таким образом, нужно найти оптимальное положение крышки на чайнике для вашей собственной жёсткой воды.
Далее, второе следствие из реакции термического осаждения солей жёсткости с точки зрения химического равновесия – чем больше солей жёсткости (т.е. чем выше жёсткость воды), тем быстрее будет происходить выпадение в осадок. То есть, практический вывод таков:
если у ваша вода имеет жёсткость меньше 4 мг-экв/л (4 ммоль/л), то термически умягчать такую воду не стоит.
Всё потому, что осаждение солей жёсткости будет происходить слишком медленно, и испариться слишком много воды, отчего вкус её может ухудшиться (что для себя определяет каждый отдельно взятый человек, поскольку на вкус и цвет товарища нет).
Конечно, мы обещали назвать точное время, за которое все соли жёсткости выпадут в осадок. К сожалению, так просто называть это время нельзя, потому что очень сложно учесть все параметры – и температуру воды, и жёсткость воды, и то, насколько открыта крышка, и как много в воде углекислого газа и т.д.
Кстати, помимо этих химических параметров важен ещё один – площадь поверхности.
Так, чем больше площадь поверхности, на которой может образовываться накипь, тем полнее произойдёт термическое умягчение воды.
И, если вы пользуетесь чайником, и площадь его стенок и дна, контактирующая с водой, составляет 30 квадратных сантиметров, то вы получите минимально возможное при остальных усовиях умягчение. Но если вы увеличите площадь поверхности, контактирующей с водой, вдвое – примерно так же вырастет эффективность умягчения воды, а, значит, и времени обработки.
Также нужно учитывать, что если вы только начали умягчать воду термически в новом чайнике, то за счёт того, что на гладкой поверхности солям жёсткости менее “удобно” кристаллизоваться, то по-началу умягчение будет происходить не так эффективно, как в последствии, когда на стенках образуется хороший слой накипи.
Мы можем назвать примерное время термического умягчения воды для жёсткости в районе 7 мг-экв/л. Это время составляет 2-3 минуты (без учёта дополнительной площади поверхности и с толстым слоем накипи).
Соответственно, должен возникнуть вопрос: “А как можно самостоятельно определить, сколько нужно кипятить воду для её умягчения?” Ответ на этот вопрос прост:
для определения длительности термического умягчения воды нужно провести эксперимент.
Эксперимент будет состоять в том, что вы одинаковый обЪём воды (например, стакан) будете кипятить разное время (в чайнике с примерно одинаковым слоем накипи и площадью поверхности). И оценивать вкус получившейся кипячёной и охлаждённой воды. Охладить воду до комнатной температуры перед пробой нужно обязательно, поскольку вкус горячей воды человек распознаёт очень плохо.
Также нужно учесть, что кипевшая определённое время вода, разлитая в последствии по ёмкостям для охлаждения, должна быть закрыта! Иначе в воде растворится кислород, что изменит вкус воды – будет ощущаться вкус кислорода (сладковатый), а не собственно мягкой воды.
При дегустации нужно иметь контрольный стакан – с исходной, некипячёной водой. Воду глотать необязательно, достаточно её подержать во рту, а потом выплюнуть. После каждой пробы воды полощите рот исходной, термически не умягчённой водой. Свои ощущения записывайте – разница может быть настолько тонка, что будет теряться после нескольких повторов.
Например, процедура дегустации воды после термического умягчения для определения оптимального времени воздействия такова:
И т.д., сделав минимум по три повтора. В итоге каждая умягчённая проба будет иметь минимум по три оценки. Выводится среднее значение и выбирается оптимальное время!
Определение времени термического умягчения воды можно сделать более точным. Для этого понадобится прибор – TDS-метр, или солемер. Этот прибор измеряет, каково общее содержание солей в воде (в том числе солей жёсткости). Соотвественно, если после термического способа умягчения воды соли жёсткости частично выпали в осадок, то прибор покажет уменьшение общего содержания солей.
Кроме того, поскольку прибор меряет не жёсткость воды, а именно общее содержание солей, то можно определить тот момент, когда кипячение не сколько убирает временную жёсткость воды, сколько увеличивает общее содержание солей за счёт испарения воды.
Естественно, показания прибора лучше всего проверить на вкус – а то мало ли что он показывает 🙂
При покупке солемера нужно приобретать прибор с температурным компенсатором. Иначе в воде разной температуры, но одинакового содержания солей он будет давать разные значения. Ну и вообще солемер – это полезный прибор, им можно определять не только эффективность термического умягчения воды, но и эффективность работы фильтров для воды вообще.
Кстати, важное замечание: если вы пользуетесь фильтром для питься с ионообменной смолой или фильтром, работающим по технологии нанофильтрации или обратного осмоса, или дистиллятором или ещё каким-нибудь фильтром, значительно уменьшающим общее содержание солей или жёсткость воды, то в термическом способе умягчения воды нет необходимости.
При какой температуре выпадают соли жесткости
Чтобы закончить подраздел “Умягчение воды” раздела “Вода” и перейти дальше, осталось разобраться с одним-единственным оставшимся способом умягчения воды как такового. Он называется “термический способ умягчения воды“. Естественно, останутся другие технологии, например, технология обратного осмоса или нанофильтрации, которые также работают с жёсткостью воды. Но именно на специфических способах борьбы именно с жёсткой водой мы закончим подраздел Умягчение воды.
Термический способ умягчения воды – это интересный способ, при котором из воды удаляетя временная жёсткость (подробнее про временную жёсткость – в статьях “Жёсткая вода” и “Подробнее про жёсткость воды“) с помощью нагрева воды. То есть, для умягчения применяются именно те процессы, которые приводят к образованию накипи в обычных условиях. Другими словами, образование накипи тут – желательное явление.
На самом деле термическим способом умягчения воды вы пользуетесь почти что с детства – как раз с того возраста, когда вы научились ставить чайник на огонь. Другими словами, когда вы кипятите воду в чайнике, вы делаете так, чтобы часть солей жёсткости выпадала в осадок в виде накипи на чайнике. В результате вы пьёте чай с более мягкой водой, чем течёт из крана.
Соответственно, может возникнуть вопрос: “А сколько нужно времени кипятить воду, чтобы достичь нужного уровня мягкости воды?” Для того, чтобы ответить на него, нужно немного подумать.
Так, растворимость солей жёсткости падает с ростом температуры. Соответственно, чем выше температура, тем быстрее они выпадут в осадок. И чем дольше происходит обработка, тем полнее будет термическое умягчение воды. Соли жёсткости выпадают в осадок при нагревании по реакции (на примере гидрокарбоната кальция):
С точки зрения химического равновесия, чем быстрее будет улетучиваться углекислый газ, тем быстрее будут выпадать в осадок соли жёсткости. То есть, первый практический совет:
При термическом способе умячгения воды не полностью закрывайте крышку чайника (кастрюли), чтобы углекислый газ мог свободно улетучиваться.
Соответственно, если вы оставляете крышку закрытой, то углекислый газ не может свободно улетучиваться и замедляет скорость выпадения солей жёсткости в осадок. С другой стороны, полностью открытая ёмкость при кипячении приведёт к быстрому испарению воды, что не очень хорошо, поскольку при этом растёт общее содержание солей и вкус воды ухудшается.
Таким образом, нужно найти оптимальное положение крышки на чайнике для вашей собственной жёсткой воды.
Далее, второе следствие из реакции термического осаждения солей жёсткости с точки зрения химического равновесия – чем больше солей жёсткости (т.е. чем выше жёсткость воды), тем быстрее будет происходить выпадение в осадок. То есть, практический вывод таков:
если у ваша вода имеет жёсткость меньше 4 мг-экв/л (4 ммоль/л), то термически умягчать такую воду не стоит.
Всё потому, что осаждение солей жёсткости будет происходить слишком медленно, и испариться слишком много воды, отчего вкус её может ухудшиться (что для себя определяет каждый отдельно взятый человек, поскольку на вкус и цвет товарища нет).
Конечно, мы обещали назвать точное время, за которое все соли жёсткости выпадут в осадок. К сожалению, так просто называть это время нельзя, потому что очень сложно учесть все параметры – и температуру воды, и жёсткость воды, и то, насколько открыта крышка, и как много в воде углекислого газа и т.д.
Кстати, помимо этих химических параметров важен ещё один – площадь поверхности.
Так, чем больше площадь поверхности, на которой может образовываться накипь, тем полнее произойдёт термическое умягчение воды.
И, если вы пользуетесь чайником, и площадь его стенок и дна, контактирующая с водой, составляет 30 квадратных сантиметров, то вы получите минимально возможное при остальных усовиях умягчение. Но если вы увеличите площадь поверхности, контактирующей с водой, вдвое – примерно так же вырастет эффективность умягчения воды, а, значит, и времени обработки.
Также нужно учитывать, что если вы только начали умягчать воду термически в новом чайнике, то за счёт того, что на гладкой поверхности солям жёсткости менее “удобно” кристаллизоваться, то по-началу умягчение будет происходить не так эффективно, как в последствии, когда на стенках образуется хороший слой накипи.
Мы можем назвать примерное время термического умягчения воды для жёсткости в районе 7 мг-экв/л. Это время составляет 2-3 минуты (без учёта дополнительной площади поверхности и с толстым слоем накипи).
Соответственно, должен возникнуть вопрос: “А как можно самостоятельно определить, сколько нужно кипятить воду для её умягчения?” Ответ на этот вопрос прост:
для определения длительности термического умягчения воды нужно провести эксперимент.
Эксперимент будет состоять в том, что вы одинаковый обЪём воды (например, стакан) будете кипятить разное время (в чайнике с примерно одинаковым слоем накипи и площадью поверхности). И оценивать вкус получившейся кипячёной и охлаждённой воды. Охладить воду до комнатной температуры перед пробой нужно обязательно, поскольку вкус горячей воды человек распознаёт очень плохо.
Также нужно учесть, что кипевшая определённое время вода, разлитая в последствии по ёмкостям для охлаждения, должна быть закрыта! Иначе в воде растворится кислород, что изменит вкус воды – будет ощущаться вкус кислорода (сладковатый), а не собственно мягкой воды.
При дегустации нужно иметь контрольный стакан – с исходной, некипячёной водой. Воду глотать необязательно, достаточно её подержать во рту, а потом выплюнуть. После каждой пробы воды полощите рот исходной, термически не умягчённой водой. Свои ощущения записывайте – разница может быть настолько тонка, что будет теряться после нескольких повторов.
Например, процедура дегустации воды после термического умягчения для определения оптимального времени воздействия такова:
И т.д., сделав минимум по три повтора. В итоге каждая умягчённая проба будет иметь минимум по три оценки. Выводится среднее значение и выбирается оптимальное время!
Определение времени термического умягчения воды можно сделать более точным. Для этого понадобится прибор – TDS-метр, или солемер. Этот прибор измеряет, каково общее содержание солей в воде (в том числе солей жёсткости). Соотвественно, если после термического способа умягчения воды соли жёсткости частично выпали в осадок, то прибор покажет уменьшение общего содержания солей.
Кроме того, поскольку прибор меряет не жёсткость воды, а именно общее содержание солей, то можно определить тот момент, когда кипячение не сколько убирает временную жёсткость воды, сколько увеличивает общее содержание солей за счёт испарения воды.
При покупке солемера нужно приобретать прибор с температурным компенсатором. Иначе в воде разной температуры, но одинакового содержания солей он будет давать разные значения. Ну и вообще солемер – это полезный прибор, им можно определять не только эффективность термического умягчения воды, но и эффективность работы фильтров для воды вообще.
Кстати, важное замечание: если вы пользуетесь фильтром для питься с ионообменной смолой или фильтром, работающим по технологии нанофильтрации или обратного осмоса, или дистиллятором или ещё каким-нибудь фильтром, значительно уменьшающим общее содержание солей или жёсткость воды, то в термическом способе умягчения воды нет необходимости.
Итак, термический способ умягчения воды доступен каждому – остаётся лишь выбрать оптимальную длительность умягчения.
Вам уже приходилось сталкиваться с вредными последствиями воздействия накипи?
Стиральная машина, кофемашина, газовые котёл… Кто из них стал последней жертвой известкового налёта?
Хотите узнать больше – что такое накипь и как с ней бороться?
Читайте нашу статью! Мы давно занимаемся вопросами защиты оборудования от накипи и уверены, что наши знания будут полезными для вас!
На снимке: образцы накипи из труб, взятые нами для исследования
Что такое накипь?
Накипь – это твёрдые образования, возникающие при нагреве и испарении воды на стенках любого нагревательного оборудования.
Накипь образуется в результате кристаллизации содержащихся в воде солей жесткости – кальция (Са) и магния (Mg).
На снимке: накипь высокой прочности, взятая из очищаемого нами теплообменника
Чем опасна накипь?
Накипь обладает крайне низкой теплопроводностью.
Для примера: теплопроводность стали составляет 39 ккал/м*час*град, а теплопроводность накипи – всего 0,1 ккал/м*час*град. Разница почти в 400 раз!
А это значит, что при работе котла, чайника или тэна, им приходится затрачивать больше газа или электроэнергии на нагрев и испарение жидкости.
Отложения напкипи выводят из строя оборудование и приборы, делая невозможными их эксплуатацию!
Накипь, осевшая на тенах стиральных машин, приводит к перегоранию нагревательного элемента. Накипь, осевшая в жиклёрах кофемашин, приводит к невозможности подачи жидкости. Накипь, забившая змеевик газового котла приводит к его протечке и дорогостоящему ремонту.
Отложения, возникающие при работе промышленных котлов могут привести к разрыву труб и аварийной ситуации!
По роду деятельности мы каждый день сталкиваемся с различными котлами и иногда удивляемся, насколько беспечны люди, эксплуатирующие газовые котлы большой мощности…
На снимке вы можете видеть, что труба котла полностью забита накипью. Вода не проходит через неё, труба постоянно перегрета и это может привести к взрыву! Однако такой котел продолжал работать…
На снимке: накипь в трубе котла ДЕ-10-14
Таким образом, возникновение накипи в нагревательном оборудовании, приводит к следующим негативным последствиям:
Виды накипи
Количество химических элементов, из которых образуется накипь, достаточно разнообразно и, как минимум, её классифицируют в следующие виды:
За 15 лет работы наша компания накопила значительное количество образцов накипи из разных уголков России. Нами было исследовано более 1000 образцов накипи и определён их химический состав.
На снимке: исходный образец накипи и её измельченный вид для проведения исследований
По результатам исследования мы выяснили, что содержание накипи, в подавляющем большинстве образцов содержит элементы:
SiO2 – от 0,02 до 1,8%
Можно ли по внешнему виду накипи узнать её химический состав?
На основании проведённых исследований более чем 100 образцов накипи, мы определили, что:
Однозначно определить химический состав накипи по её внешнему виду не представляется возможным!
Слишком много факторов влияет на цвет и консистенцию накипи – исходный состав воды, температура, давление, при которых образуется накипь. Кроме того, в накипи содержится ещё много элементов, которых очень мало по количеству, но они влияют на цвет и характер отложений.
На снимке: образцы накипи, имеющие различный цвет и консистенцию
На этих снимках представлены отложения, существенно отличающиеся по цвету и физической структуре. Удивительно, но эти отложения имеют практически одинаковый химический состав! Однако различные температуры и давления, при которых сформировались эти образцы накипи, привели к такой разнице в цвете и структуре!
При какой температуре образуется накипь?
Накипь начинает образовываться при температуре от 40°С и выше.
Достаточно подробную информацию о температуре и скорости образования накипи в устройствах приготовления горячей воды, мы нашли в книге Владислава Шафлика “Современные системы горячего водоснабжения”, Киев, “Таки справы”, 2010.
В таблице приведены данные о зависимости скорости образования накипи от жесткости воды и температуры.
На рисунке: данные о скорости образования накипи в зависимости от температуры
Каков механизм образования накипи?
Если говорить кратко, то накипь образуется потому, что в результате нагрева жидкости, соли жесткости (Са(НСО3)2, Mg(НСО3)2), содержащиеся в ней, начинают распадаться на углекислый газ и нерастворимый осадок.
Ещё один механизм образования накипи
Кроме того, существует ещё один путь образования накипи, хотя информации о нём крайне мало встречается в открытых источниках.
В результате электростатических сил адгезии, возникающих при формировании двойного электрического слоя на границе раздела фаз: металл-вода, контактирующие фазы приобретают заряд противоположного знака, что способствует выпадению растворённых в воде солей на поверхность теплообменного оборудования.
Где образуется накипь?
В чайниках, кофеварках, утюгах, стиральных машинах, бойлерах, отопительных газовых котлах, накипь образуется внутри труб, змеевиков и жиклёров при нагревании и кипячении воды.
В промышленных паровых и водогрейных котлах, бойлерах и теплообменниках, накипь образуется внутри труб или емкостей, в которых происходит нагрев воды и получение пара.
Как можно решить проблему с накипью?
Наш опыт свидетельствует, что существует несколько эффективных способов борьбы с накипью. Однако все они, по сути, сводятся к двум основным методам:
Накипь можно либо предотвратить, либо удалить!
Далее мы расскажем об этих методах подробнее и рассмотрим конкретные способы и технологии, для решения проблем с накипью.
Предотвращение образования накипи
1. Умягчение
Основным способом, служащим для предотвращения образования накипи, является умягчение.
Под термином “умягчение” понимается процесс очищения воды от солей жесткости (Са и Mg), являющихся основной причиной образования накипи.
В процессе умягчения из воды удаляются ионы кальция (Ca) и магния (Mg). Это делается за счёт того, что воду пропускают через смолу или соль, содержащие в себе ионы натрия. При этом ионы кальция и магния из воды переходят в смолу или соль, а ионы натрия замещают их и переходят в воду. Таким образом происходит умягчение воды и снижается её общая жесткость.
Существуют следующие требования к жесткости воды:
Питательная вода паровых котлов и бойлеров (ГОСТ Р 55682.12-2013), ммоль/л Источник
Соли жесткости
Постоянная (некарбонатная жесткость) – сульфаты, хлориды и нитраты магния и кальция растворенные в воде. Они выпадают в осадок исключительно при полном испарении воды, поэтому образуют постоянную жесткость.
Карбонатная жесткость – это соли магния и кальция, растворенные в воде. Такую жесткость называют также временной, так как в процессе нагревания вода выпадает в осадок в виде накипи.
Как образуются соли жесткости в воде?
Источниками солей жесткости является сама природы. Проходя через известковые породы, грунтовые воды вымывают и растворяют минеральные вещества, соли магния и кальция в том числе. Таким образом, уже в момент забора вода имеет повышенную жесткость. Зачастую показатель жесткости полученной из скважин воды превышает уровень жесткости воды городских водопроводных систем.
Чем опасны соли жесткости в воде?
Соли жесткости отвечают за образование накипи в чайнике, известковых отложений на сантехнике, нагревательных элементах стиральных машин. Отлагаясь в системах горячего водоснабжения и отопления соли жесткости раньше положенного срока выводят из строя бойлеры, приводят к перерасходу энергоносителей. Слой накипи толщиной 1.5 мм способен уменьшить теплопередачу до 15%,3 ммна 25%, 10 мм – до 50% потерь тепла. Более того, накипь – химически активное вещество, разъедающее прокладки и уплотнения. При этом отслоившиеся частицы начинают «путешествовать» по системе водоснабжения, попадают в приборы автоматики, в краны, зачастую выводят их из строя. В большей степени от зарастания этими частицами страдают устройства с маленькими отверстиями – гидромассажные насадки в джакузи, разбрызгивающие головки посудомоечных и стиральных машин, душевые сетки.
При взаимодействии шампуня, стирального порошка и мыла с такой водой пена образуется слабо, то есть требуется больший расход чистящих и моющих средств. Отрицательное влияние жесткая вода оказывает и на человека: появляются налет на волосах, перхоть, ощущение сухости, стянутости кожи, шелушение, морщины, фурункулы, забиваются поры. При высокой концентрации солей жесткости возможно отложения солей и камней в почках. Жесткая вода провоцирует риск развития многих заболеваний. Постоянное употребление чрезмерно жесткой воды (более 5-7 мг-экв/л) приводит к образованию наростов в кровеносных сосудах, камней на зубах и в желудке.
При постоянном употреблении внутрь воды с повышенной жесткостью снижается моторика желудка, происходит накопление солей, и как следствие, развиваются заболевания суставов – артриты, полиартриты.
Следует отметить, что очень мягкая вода также опасна, как и излишне жесткая. Наиболее активна мягкая вода. Она способна вымывать кальций из костей, провоцировать развитие рахита. Если употреблять такую воду с детства, то во взрослом возрасте станут ломкими кости. Проходя через пищеварительный тракт, вода вымывает не только минеральные, но и полезные органические вещества, полезные бактерии в том числе. Поэтому жесткость воды должна быть не меньше 1.5-2 мг-экв/л.
Предельно допустимые концентрации солей жесткости в воде
Оценка жесткости воды подразумевает следующие характеристики:
Согласно нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 жесткость воды для хозяйственно-питьевых целей не должна превышать 7-10 мг-экв/л (или 350 мг/л).
Методы очистки воды от солей жесткости
На сегодняшний день большинство бытовых систем очистки воды от солей жесткости основаны на принципе ионного обмена. Фильтром ионного обмена,через который проходит поток воды, служат гранулированные компоненты умягчения воды. В процессе протекания воды через слой гранул ионообменной смолы, которые умягчают воду, осуществляется удаление солей жесткости. Таким образом, вода приобретает мягкость и становится пригодной для использования в бытовых целях.
Многие мировые производители устройств по очистке воды отдают предпочтение методу ионного обмена. Ионообменные смолы – это маленькие полимерные шарики, насыщенные ионами, так называемыми, ионитами. Иониты извлекают из воды разные ионы и отдают взамен свои. Особенностью ионообменных смол является влажность, химически связанная в смоле, объемная и весовая (определяется стандартными методами), а также рабочая ионообменная (зависит от свойств растворов, слоя смолы) емкости.
Вода, насыщенная ионами магния и кальция, проходит через ионообменную смолу, отдает ей собственные ионы и забирает ионы натрия, не образующие отложений.
Электрохимический метод очистки воды
В основе данного метода лежат сложные окислительно-восстановительные реакции, а также, электрохимическая активация воды в электрическом поле, происходящая в процессе воздействия на нее сильного электрического тока.В результате таких процессов образуется «живая» и «мертвая» вода. Электрохимическая активация провоцирует переход воды в метастабильное состояние, для которого характерны аномальные значения активности электронов и прочих физико-химических параметров.
При протекании постоянного электрического тока через воду, поступление в воду у катодаи удаление электронов из воды у анода происходит наряду с электрохимическимиреакциями на поверхности катода и анода. Это провоцирует образование новых веществ, трансформацию системы межмолекулярных воздействий, состава и структуры воды как раствора.
Получить такую воду удается при помощи диафрагменного проточного электрохимического состава, в составе которого специальная мембрана, так называемая диафрагма, разделяющая воду катода и воду анода. Особенность состава электродов (катода и анода) в том, что они способны обмениваться исключительно электронами.
Возможность добиться высокой производительности при малых затратах делает данный метод довольно экономичным. Если в России электрохимическая очистка воды широко распространена, то на Западе применима только в промышленных целях.Дело в том, что данный метод, несмотря на способность очищать воду от примесей, опасен протеканием деструктивных процессов в воде. Более того, если нет точных данных о составе исходной воды, неизвестно как прореагируют между собой находящиеся в ней вещества под воздействием сильного электрического тока. В результате таких реакций возможно образование опасных для организма соединений, радикалов и прочих.
Метод магнитной обработки воды
Магнитные приборы действуют по следующему принципу: происходит магнитное взаимодействие находящихся в воде ионов металлов (магнитный резонанс) и параллельно протекает процесс химической кристаллизации. Под воздействием постоянных магнитов с сильным магнитным полем, растворенные в воде ферромагнитные частицы становятся центрами электрохимической кристаллизации, связывая ионы магния и кальция – основныекомпоненты жесткости воды. Магнитная обработка воды – это абсолютно экологически чистый метод, так как не предполагает применение химических реактивов. Метод наиболее эффективен в борьбе с солями жесткости и образованием накипи. Суть метода состоит в следующем: при продвижении воды через магнитные силовые линии катионы солей жесткости выделяются в массе воды, а не на поверхности нагрева. Такая система актуальна при обработке вод кальциево-карбонатного класса, что составляет порядка 80% всех водоемов России.
Обратный осмос
Большую популярность среди устройств очистки воды от солей в настоящее время приобрели фильтры, функционирующие по принципу обратного осмоса. Такие фильтры оснащены специальной мембраной, через которую осуществляется движение воды из более концентрированного раствора в сторону менее концентрированного.
В том случае, если с обеих сторон полупроницаемой мембраны будут находиться солесодержащие растворы с различной концентрацией, через мембрану молекулы воды будут перемещаться из слабо концентрированного в более концентрированный раствор, повышая в последнем уровень жидкости. Вследствие осмоса, проникновение воды через мембрану происходит даже при условии одинакового внешнего давления для обоих растворов. Разница в высоте уровней двух растворов различной концентрации определяет силу, под действием которой вода поступает через мембрану. Такая сила представляет собой «осмотическое давление».
Данный процесс называется обратным осмосом. Такой принцип работы характерен для всех мембран обратного осмоса. При обратном осмосе вода и вещества, растворенные в ней, разделяются на молекулярном уровне. Таким образом, с одной стороны мембраны образуется абсолютно чистая вода, а с другой стороны остаются все загрязнения. Тем самым, обратный осмос обеспечивает более высокий уровень очистки, чем другие традиционные методы фильтрации.