В водопроводной воде в независимости от того, откуда она поступает – из центральной сети или скважины – присутствуют так называемые соли жёсткости. Это соли кальция и магния, концентрация которых и определяет жёсткость воды. В небольших количествах эти соли полезны для человека, но большое содержание чревато плохими последствиями не только для людей, но и для бытовой техники и сантехнических приборов, которые быстро выходят из строя. Поэтому если концентрация солей превышает допустимые нормы, то её надо понижать с помощью фильтра для смягчения воды.
Вода по жёсткости разделяется на четыре категории:
- мягкая (до 2 мг-экв/л);
- средняя (2-10 мг-экв/л);
- жёсткая (более 10 мг-экв/л);
- сверхжёсткая.
Жёсткость, в свою очередь, может быть:
- временной (карбонатной) с присутствием только солей магния и кальция;
- постоянной с присутствием других солей в основном сульфатов и хлоридов.
Первая из списка в природе встречается в артезианских скважинах, глубина которых превышает 200 метров. Вторая течёт из центрального водопровода, в состав которого входят умягчители промышленного типа.
Варианты смягчения воды
Вариантов снизить концентрацию солей магния и кальция много. Раньше в водопроводных системах использовали специальные реагенты, которые связывали ионы солей, те, в свою очередь, выпадали в осадок. Для этого применяли хлорную известь или кальцинированную соду. Сегодня ввиду того что эти препараты удерживают и минералы, нужные для организма человека, их заменили на более мягкие материалы, например, ортофосфат натрия.
В принципе, использовать эти способы умягчения можно и в домашних условиях, но для этого процесса потребуется большой отстойник, и не один. Так что в быту эта технология не применяется. Но она присутствует во всех современных фильтрах умягчения, где ионы жёстких солей удерживаются или меняются на ионы других веществ.
Ионообменные фильтры
Существует несколько разновидностей фильтров этого типа. Самые простые и дешёвые – фильтры-кувшины. Их применяют для умягчения питьевой воды за счёт небольшого объёма чаши (2-3 литра). При этом в зависимости от интенсивности использования прибора в нём меняется фильтрующий картридж, который заполнен ионообменным веществом. Такие кувшины на рынке представлены разными марками, одни из популярных – «Гейзер» и «Барьер» от российского производителя и «Аквафор» — немецкий бренд с соответствующими техническими характеристиками и ценой.
Но когда ставиться задача – понизить жёсткость воды в системе водопровода дома или квартиры – тогда применяются совершенно другие конструкции.
Ионообменный проточный фильтр
В основе технологии снижения жёсткости воды лежит химический обратимый процесс замещения ионов магния и кальция катионитами другого вещества, обычно калия или натрия (щелочные металлы). Последние взаимодействуют с двухвалентными металлами, к которым и относятся соли жёсткости. Поэтому в колбу, через которую будет проходить вода, устанавливается картридж, заполненный ионообменной смолой. В неё добавляют различные вещества, которые очищают воду от других примесей и загрязнений. Поэтому фильтры этого типа проводят комплексное очищение.
Процесс очистки проходит с выпадением осадка, оседающим на поверхности ионообменной смолы. Это впоследствии снижает эффективность работы фильтрующего прибора. Но выше уже говорилось, что такая химическая реакция является обратимой. Поэтому, если картридж со смолой промыть раствором поваренной соли, то он самоочистится и восстановит свои качества по удержанию солей жёсткости. Таким способом восстанавливается работоспособность фильтра.
Магнитные фильтры
В технологии умягчения воды при помощи этих фильтров используется магнитогидродинамический резонанс. Получается так, что вода, пройдя через магнитное поле, создаваемое внутри фильтра, подвергается структурной перестройке. Физики этот процесс называют фазным переходом второго ряда. Простыми словами – соль кальция (карбонат) переходит в другую структурную позицию, носящую названия арагонит. Он по сравнению с кальцитом не откладывается на поверхностях, подогреваемых разными источниками. Поэтому внутри чайников или кастрюль не будет образовываться накипь в виде толстого известкового осадка.
Современные магнитные фильтры – это колбы небольших размеров, выполненные из металла цилиндрической формы, которые устанавливаются в магистральный водопроводный участок посредством врезки и крепления на резьбовые муфты, например, на американку. Значительным плюсом магнитного фильтра является то, что его долгое время не надо обслуживать. В нём нет сменных картриджей, ничего промывать или прочищать не надо. В зависимости от производителя фильтры бессменно проработают до 25 лет.
Существует подгруппа такого вида фильтра, которая называется электромагнитной. Здесь действуют все те же законы физики. Только вместо постоянного магнита в процессе участвует электричество, которое при определённых условиях преобразуется в магнитное поле. Для этого надо прогнать его по проводам, скрученным в спираль. Поэтому прибор такого типа – это микропроцессор, помещённый в пластиковый корпус и излучающий электромагнитные волны с частотным диапазоном – 1-50 Гц.
Электромагнитные волны передаются по проводам, один из которых наматывается на водопроводную трубу. По умолчанию она должна быть металлической. И даже если водопровод, проведённый в дом, сделан из пластиковых труб, в один из участков придётся врезать кусок трубы того же диаметра, что и пластиковые трубы. На него и придётся намотать провод.
Обычно такие фильтры устанавливаются перед нагревательными элементами: котлом, бойлером. Работает прибор от сети 220 вольт и потребляет в сутки 5 ватт электроэнергии.
Внимание! Минеральный и химический состав воды под действием электромагнитных волн не изменяется.
Для очень жёсткой водопроводной воды электромагнитные фильтры считаются наиболее приемлемыми. При постоянной их работе концентрация солей жёсткости снижается до минимума. При этом разрушаются старые известковые отложения, что продлевает срок службы нагревательных элементов. Сделать самодельный фильтр на основе электромагнитных волн – не проблема. Надо просто правильно собрать микропроцессор.
Обратный осмос
Это самые современные фильтрующие установки для дома, которые очищают воду от всех известных примесей и загрязнений (растворимых и нерастворимых). В основе устройства лежит перфорированная мембрана с диаметром отверстий 0,0001 миллиметров. Через них проходят молекулы воды, остальные вещества остаются на поверхности мембранной защиты. Поэтому фильтр разделен на две части: в одну вода поступает из водопроводной сети, которая, пройдя через мембрану, попадает во вторую часть (отсек). Оттуда она поступает дальше на кран мойки.
Есть у этой конструкции один чисто технологический момент. Непрошедшие через мембрану примеси наслаиваются на фильтрующий элемент, снижая его эффективную работу. Поэтому периодически мембрану надо промывать под большим напором воды. Это происходит в первом отсеке, поэтому он дополнительно подсоединяется через патрубок с канализацией дома.
Внимание! Фильтры обратного осмоса работают в водопроводных системах, где напор воды не опускается ниже 6 атм. По причине того, что низкое давление не проталкивает воду через мембрану.
Фильтры этого типа в водопровод не устанавливаются, как отдельная единица. Всё дело в том, что жидкость после фильтрующего прибора становится стерильной. И в ней нет вредных примесей и солей жёсткости, а также минералов, полезных для организма человека. Поэтому конструкцию укомплектовывают другими фильтрами, которые называются минерализаторами. Прошедшая через них вода обогащается нужными минералами.
Например, на фото выше показан фильтрующий комплекс такого типа от компании «Кристалл». В нём, кроме обратного осмоса и минерализатора, присутствуют три дополнительных фильтра:
- грубой очистки, удерживающий большие механические примеси (в нём установлен картридж, наполненный синтетическим волокном);
- тонкой очистки, удерживающий нерастворённые мелкие вещества (наполнение картриджа – угольные гранулы из кокосовой стружки);
- угольный, устраняющий неприятные запахи (наполнен брикетами из активированного угля).
Такие фильтрующие установки в основном помещаются под мойку с монтажом отдельного крана и используются для получения питьевой воды.
Какой выбрать
Несмотря на то что производители имеют различные патенты и сертификаты, не все предложенные фильтры для умягчения воды очищают её на все 100%. Единственный агрегат, который выполняет свои функции идеально – фильтр обратного осмоса. Остальные, что-то, но пропускают.
Не всегда нужно устанавливать фильтры, потому что в водопроводной воде жёсткость может оказаться нормальной. Это в основном касается центральных сетей, в водоподготовку которых обязательно устанавливаются промышленные фильтры. Жидкость в водопроводе из колодца или неглубокой скважины чаще всего жёсткая. Поэтому монтаж фильтра – нужная процедура.
Для смягчения обычной водопроводной воды самым надёжным и не требующим дополнительного обслуживания будет магнитный фильтр. Производители выпускают эти приборы в зависимости от диаметра трубы, на которую прибор должен быть установлен. Но основная ценность прибора – это магниты, изготовленные из редкоземельного металла. Их основное качество – низкая потеря магнитных свойств. За десять лет эксплуатации магнит потеряет качество намагничивать воду всего на 0,5%. При этом остальные разновидности фильтров для смягчения воды за семь лет выйдут из строя или снизят собственные характеристики. И в том, и в другом случае их придётся заменять на новые.
Но у этой конструкции есть один нюанс. Вода, проходящая через магнитное поле фильтра, может привыкнуть к воздействию и станет опять жёсткой. Такое на практике уже случалось. В этом случае рекомендуется демонтировать прибор на 15-20 дней, а затем установить на место.
Заключение по теме
Электромагнитные фильтры относятся к одним из самых дорогих изделий. В эту же категорию входят приборы обратного осмоса. На рынке это новый вид, они большие по объёму. К тому же их состав входит дорогая мембрана. Поэтому, если денежных средств на покупку таких фильтров не хватает, присмотритесь к бюджетным магнитным конструкциям, которые тоже неплохо справляются со смягчением воды.