Омекотяването на вода е понятие с почти два века история, като през последните 90 години процесът набира популярност за домакински цели. В тази статия ще научите:

Какво представлява омекотяването на вода?

Пречистването на водата от минералите, отговорни за нейната твърдост, се нарича омекотяване на водата. Обикновено, тези минерали са разтворимите и неразтворими форми на магнезия и калция, но определени райони имат високо съдържание на елементи, които също повишават твърдостта на водата като алуминий, желязо, манган и др.

Твърдата вода има вредно действие за домакинствата и индустрията поради образуването на котлен камък и сапунена слуз. Освен това, вкусът на твърдата вода може да бъде леко дразнещ и дори неприятен. Поради тези причини, са създадени методи за омекотяване на твърда вода.

Има два основни вида твърдост на водата:

  • временна твърдост, при която твърдите елементи са в бикарбонатна форма;
  • постоянна твърдост, при която твърдите елементите са в йонна форма.

Ето защо методите за омекотяване на вода също се делят на ефективни в премахването на временната твърдост и на постоянната твърдост. Важно е да се отбележи, че:

  • методите за омекотяване, премахващи временната твърдост на водата, не премахват постоянната;
  • методите за омекотяване, премахващи постоянната твърдост на водата, премахват и временната.

Кратка история на омекотяването на вода

Първото химично омекотяване на водата е извършено през 30-те години на 19-ти век. Шотландският химик Томас Кларк използва варов разтвор, за да втвърди разтворените калциевите бикарбонати във водата. При реакцията, се получава утайка от калциев карбонат, по-познат като котлен камък.

Процесът бързо добива популярност заради способността му да убива микроорганизми и Лондон е първият град, който го използва във водопреносната си мрежа. Варовият разтвор се използва и до днес както в индустрията, така и в земеделието. Това е метод за омекотяване на вода, който премахва само временната твърдост.

Следващият скок в омекотяването на временната твърдост на водата идва през 70-те години на 19-ти век с широката употреба на парни двигатели в индустрията. Парните котли са имали сериозен проблем с котления камък и Едуард Болиг патентовал специален метод за подготовка на водата в тях. Чрез магнезиев оксид, ученият намалил сериозно количеството силикати, които се отделяли в парните двигатели.

Що се касае до омекотяването на постоянната твърдост на водата, първите стъпки са направени още през 50-те години на 19-ти век. Сър Хари Мейси-Томпсън и Томас Уей откриват, че разтвор от амониев сулфат се превръща в калциев сулфат щом премине през определени почви. Те постулират, че почвата съдържа естествени йонообменни материали (зеолити), способни да пречистват водата.

В началото на 20-ти век, немският химик Роберт Ганс изолира естествените зеолити за пречистване на вода, но те са слабо действащи за комерсиални цели. Ето защо, той създава синтетични зеолити с много по-мощна йонообменнa способност. Неговата компания Пермутит е първата фирма, която успешно разработва индустриални и домашни омекотители за вода.

Следващата стъпка (дори скок) в омекотяването на постоянната твърдост на водата е създаването на йонообменните смоли. През 1935, английските химици Базил Албърт Адамс и Ерик Лейтън Холмс създават първата фенолна смола, способна да омекоти водата чрез йонообмен. През следващото десетилетие, учени изобретяват и първите полимерни смоли, които имат по-висока производимост и са по-издръжливи. Полимерните смоли се използват и до днес, като технологията е еволюирала значително през последните 80 години.

Най-новият ефективен метод за омекотяване на твърда вода е изобретен през 1959 от Самуел Юстър в Калифорнийския Университет в Лос Анджелис. Той и екипът му успяват да създадат първата в света мембрана за обратна осмоза – най-прецизният метод за пречистване на вода.

Методи за омекотяване на вода

Има 4 основни, доказани методи за омекотяване на вода, които от своя страна се делят на химични и нехимични методи:

  • утаяване;
  • йонообменна смола;
  • дестилация;
  • обратна осмоза.

Омекотяване на вода чрез утаяване

Този химичен метод за омекотяване на вода се базира на принципа, използван от Томас Кларк преди почти 200 години. Използва се сол, която втвърдява разтворимите форми на калция и магнезия във водата. При химичната реакция, втвърдените минерали се утаяват на дъното под формата на котлен камък.

Този процес не премахва йонното съдържание на елементите, отговорни за твърдостта на водата. Ето защо, утаяването не е ефективен метод за омекотяване на вода за дома и индустрията.

Йонообменна смола за омекотяване на вода

Този химичен метод използва полимерна смола, която е с отрицателен заряд и е обогатена с положително заредени натриеви йони. Смолата привлича положително заредените калциеви и магнезиеви йони във водата. Когато магнезият и калцият се свържат със смолата, натриевите йони се освобождават във водата. Този процес премахва постоянната твърдост на водата.

С времето, съдържанието на натриеви йони в смолата се изчерпва, което премахва нейния йонообменен потенциал. Ето защо, всеки омекотител за вода със смола преминава през регенерационен цикъл след определено количество вода (литражът зависи от твърдостта на водата: по-твърдата вода води до по-чести цикли). При регенерацията, смолата се “измива” със солен разтвор, който премахва калциевите и магнезиеви йони от нея и я презарежда отново с натриеви йони.

Йонообменната смола е един от надеждните и ефективни методи за омекотяване на твърда вода в домакинството и индустрията.

Омекотяване на вода чрез дестилация

Този нехимичен метод използва изпарение и кондензация, за да премахне постоянната твърдост. При изпарението, минералите в разтворима и йонна форма се отделят от водата. При кондензацията, пречистената вода преминава отново в течно състояние. Този процес е взет директно от естествения кръговрат на водата в природата – известно е, че дъждовната вода е чиста от минерални съдържания.

През последното десетилетие се изпробват нови методи за електрическо изпаряване на водата, но те са все още прекалено неефективни и енергоемки за омекотяване на вода в домакинството и индустрията.

Омекотяване на вода чрез обратна осмоза

Този нехимичен метод използва изключително прецизна полупропусклива мембрана, която под въздействието на осмотично налягане позволява на водата да премине, но задържа молекулите и йоните отговорни за постоянната твърдост на водата. Водата, която минава през обратна осмоза е 99.99% чисто H20. Методът премахва всякакви химични съединения, бактерии, вируси и т.н.

Тъй като системите за обратна осмоза са сравнително скъпа технология и има известна загуба на вода при експлоатация, те се използва предимно за пречистване на питейна вода, а не за омекотяване на водата за цялото домакинство. В индустрията, този метод се използва в случаи, когато е необходима не просто омекотена, а изключително чиста вода – например, във фармацията.

Системи за пречистване на вода от котлен камък

Съществуват три други модерни метода, които реално не омекотяват водата, но я “третират”. Тези технологии са сравнително нови и твърдят, че премахват вредите от твърдата вода и по-конкретно котления камък. Те не предотвратяват формирането на сапунена слуз. Това са:

  • безсолни омекотители за вода
  • електрохимични системи за омекотяване
  • омекотяване на вода с магнити

Безсолни омекотители за вода

Безсолните омекотители за вода използват технология наречена шаблонна кристализация (TAC или Template-Assisted Crystallization). При този метод водата минава през катализатор, който променя молекулярната форма на кристала на котления камък. На теория, полученият кристал има намалена способност да залепва за повърхности и се почиства по-лесно.

Тези системи не използват сол като консуматив, а катализаторната маса се сменя на около 3 години. Според някои изследвания, безсолните омекотители са конкурентни по ефективност на йонообменните системи в борбата с котления камък.

Доказан недостатък на тази технология е, че е тотално неефективна при вода от кладенец, каптаж или вода, богата на желязо или манган. Освен това, повърхностите все пак трябва да се почистят от кристалните натрупвания.

Електрохимични омекотители

Електрохимичните системи за пречистване на вода от котлен камък използват комбинация от отрицателно заредени електроди и мембрани от йонообменна смола, за да предотвратят образуването на варовик. Според изследване на Аризонския Борд за Контрол на Водата, тези системи намалят наполовина формирането на котлен камък.

Омекотяване на вода с магнити

Магнитните омекотители работят чрез магнитно поле, което на теория използва йонния заряд на магнезия и калция и не им позволява да образуват котлен камък.

Най-ефективната форма на тази технология използва магнити навити около водоносните тръби и резервоарите за вода (бойлери, парно и др.). Магнитното поле държи катионите в центъра на тръбите, а анионите близо до стените (или обратно според полето). Идеята е да се намали вероятността от протичането на химичната реакция, отговорна за формирането на котлен камък.

Според горното изследване, тази технология намаля формирането на котлен камък средно с 34% от нормалното му натрупване. Въпреки, че магнитните омекотители има репутацията на  панаирджийски трик, изглежда при варовика, магнитната технология е поне една идея по-ефективна отколкото при наколенките.

Омекотяване на вода за дома и индустрията

Омекотяването на вода е сериозно инвестиция, която се възвръща многократно в дългосрочен план, когато се вземат правилните решения и се предвидят всички възможности.

Чиста Вода България е експерт в изграждането на системи за омекотяване на вода за домове, жилищни сгради и индустрията.

Можем да Ви помогнем при всяка стъпка от решението на проблема – от тестването на водата до монтажа, настройките и поддръжката.

Свържете се с нас за необвързваща консултация, за да намерим заедно най-подходящото решение за нуждите Ви.