• hart genannt Wasser mit hohem Salzgehalt
• Sanft mit wenig Inhalt

„Hartes“ Wasser – historisch: Mit Fettsäureseifen in hartem Wasser gewaschene Textilien fühlen sich härter an. Dieser Umstand erklärt sich zum einen durch die Ablagerung von Calcium- und Magnesiumsalzen von Fettsäuren auf dem Textil, die beim Waschvorgang entstehen. Andererseits haben Textilfasern Ionenaustauscheigenschaften und damit die Fähigkeit, mehrwertige Kationen auf molekularer Ebene zu sorbieren.

• temporäre (Karbonat-)Härte, - aufgrund von Bicarbonaten von Calcium und Magnesium Ca (HCO 3) 2; Mg (HCO 3) 2,
• permanente (Nicht-Carbonat-) Härte - verursacht durch das Vorhandensein anderer Salze, die beim Kochen von Wasser nicht freigesetzt werden: hauptsächlich Sulfate und Chloride Ca und Mg (CaSO 4, CaCl 2, MgSO 4, MgCl 2).

Am 1. Januar 2014 führte Russland den zwischenstaatlichen Standard GOST 31865-2012 „Water. Einheit der Härte. Nach dem neuen GOST wird die Steifigkeit in Härtegraden (°F) ausgedrückt. 1 °F entspricht der Konzentration des Erdalkalielements, numerisch gleich 1/2 seines Millimols pro Liter (1 °F = 1 mg-eq / l). In verschiedenen Ländern wurden verschiedene nicht systemische Einheiten verwendet (manchmal werden sie noch verwendet) - Härtegrade.

Wasserhärtestandards - in 99,99% der Fälle sprechen wir von temporärer Härte, VST-Daten:

In der Russischen Föderation angenommene Wasserhärte					US-Wasserhärte
	°F = 1 meq/l		ppm = mg/l	gpg		°F = 1 meq/l		ppm = mg/l	gpg
1. Weiches Wasser		< 5,608 °dGH			Weiches Wasser = Weiches Wasser		< 3,361 °dGH
2. Wasser mittlerer Härte		5.608 - 28.04°dGH			Wasser mit mittlerer Härte = Wasser mit mittlerer Härte		3.361 - 6.724°dGH
3. Hartes Wasser					Hartes Wasser = hartes Wasser		6.724-10.085°dGH
					Sehr hartes Wasser = sehr hartes Wasser		> 10,085°dGH

Vergleich der anerkannten Wasserhärtestandards in der Russischen Föderation und Europa (Deutschland), Ecoline-Daten:

Wasserhärte in einigen Städten der Welt- MVC-Daten - unbekannte Zuverlässigkeit :)

	Härte, °F	Kalzium, mg/l	Magnesium, mg/l
Moskau	2,0-5,5	46	11
Paris	5,0-6,0	90	6
Berlin	5,0-8,8	121	12
New York	0,3-0,4	6	1
Sydney	0,2-1,3	15	4

• Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Trinkwasser:
  • Kalzium - 20-80 mg/l; Magnesium - 10-30 mg / l. Es gibt keinen empfohlenen Wert für die Steifigkeit. Nach diesen Indikatoren entspricht das Moskauer Trinkwasser den Empfehlungen der WHO.
• Russische Regulierungsdokumente (SanPiN 2.1.4.1074-01 und GN 2.1.5.1315-03) für Trinkwasser regeln:
  • kalzium - der Standard ist nicht bestimmt; Magnesium - nicht mehr als 50 mg/l; Steifigkeit - nicht mehr als 7 ° Zh.
• Norm zur physiologischen Verwendbarkeit von Flaschenwasser (SanPiN 2.1.4.1116-02):
  • Kalzium - 25-130 mg/l; Magnesium - 5-65 mg/l; Härte - 1,5-7 ° W.
• Nach dem Gehalt an Calcium und Magnesium ist Flaschenwasser der höchsten Kategorie offiziell nicht besser als Leitungswasser.

Umrechnung von Einheiten und Graden der Wasserhärte - in 99,99 % der Fälle sprechen wir von temporärer Härte:

Umrechnung der Einheiten der Wasserhärte in Kalzium. Es ist durchaus möglich, unabhängig von der tatsächlichen Zusammensetzung die Steifigkeit einzusetzen.

	°F = 1 meq/l	mmol/l	ppm, mg/L	dGH, °dH	gpg	°e, °Clark	°fH
1 russisches °F \u003d 1 mg-Äq / l ist:	1	0,5	50,05	2,804	2,924	3,511	5,005
1 mmol/L = mmol/L ist:	2	1	100.1	5.608	5.847	7.022	10.01
1 US ° ppm w = mg/L = Amerikanische Gradzahl:	0,01998	0.009991	1	0.05603	0.05842	0.07016	0.1
1 deutsch °dGH, °dH ist:	0,3566	0.1783	17.85	1	1.043	1.252	1.785
1 beliebte US-Einheit gpg ist:	0,342	0.171	17.12	0.9591	1	1.201	1.712
1 Englisch °e, °Clark ist:	0,2848	0.1424	14.25	0.7986	0.8327	1	1.425
1 französisch °fH ist:	0,1998	0.09991	10	0.5603	0.5842	0.7016	1
Beispiel: 1 °F = 50,05 ppm

• Amerikanische Wasserhärtegrade, beachten Sie hier zwei Punkte:
  • gpg = Körner pro Gallone: 1 (0,0648 g) CaCO 3 in 1 (3,785 l) Wasser. Dividiert man Gramm durch Liter, erhält man: 17,12 mg/l CaCO 3 – das ist kein „amerikanischer Grad“, sondern ein in den Staaten sehr gebräuchlicher Wert der Wasserhärte.
  • Amerikanischer Grad = w = mg/L = Amerikanischer Grad: 1 Teil CaCO 3 in 1.000.000 Teilen Wasser 1 mg/l CaCO 3
• Englische Wasserhärte = °e = °Clark: 1 (0,0648 g) in 1 (4,546) L Wasser = 14,254 mg/L CaCO 3
• Französische Wasserhärtegrade (°fH oder °f)(fh): 1 Teil CaCO 3 in 100.000 Teilen Wasser oder 10 mg/l CaCO 3
• Deutsche Wasserhärte = °dH (deutsche Härte kann °dGH (Gesamthärte) oder °dKH (für Karbonathärte) sein): 1 Teil Calciumoxid - CaO in 100.000 Teilen Wasser oder 0,719 Teile Magnesiumoxid - MgO in 100.000 Teilen Wasser, was 10 mg/l CaO oder 7,194 mg/l MgO ergibt
• Russischer (RF) Wasserhärtegrad ° W = 1 mg-eq / l: entspricht einer Erdalkalikonzentration, die zahlenmäßig 1/2 seines Millimols pro Liter entspricht, was 50,05 mg/l CaCO 3 oder 20,04 mg/l Ca2+ ergibt
• mmol/l = mmol/l: entspricht der Konzentration des Erdalkalielements, zahlenmäßig gleich 100,09 mg/l CaCO 3 oder 40,08 mg/l Ca2+

Methoden zur Beseitigung der Wasserhärte

• Thermische Erweichung. Basierend auf kochendem Wasser zersetzen sich dadurch thermisch instabile Calcium- und Magnesiumbicarbonate unter Bildung von Kesselstein:
  • Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O.
  • Kochen entfernt nur vorübergehende (Karbonat-)Härte. Findet Anwendung im Alltag.

• Erweichung von Reagenzien. Das Verfahren basiert auf der Zugabe von Soda Na2CO3 oder gelöschtem Kalk Ca(OH)2 zu Wasser. Dabei gehen Calcium- und Magnesiumsalze in unlösliche Verbindungen über und fallen dadurch aus. Beispielsweise führt die Zugabe von gelöschtem Kalk zur Umwandlung von Calciumsalzen in unlösliches Carbonat:
  • Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 → 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O
• Das beste Reagenz zur Beseitigung der allgemeinen Wasserhärte ist Natriumorthophosphat Na3PO4, das Bestandteil der meisten Haushalts- und Industriepräparate ist:
  • 3Ca(HCO 3)2 + 2Na 3 PO4 → Ca 3 (PO4)2↓ + 6NaHCO 3
  • 3MgSO 4 + 2Na 3 PO 4 → Mg 3 (PO 4) 2 ↓ + 3Na 2 SO 4
• Orthophosphate von Calcium und Magnesium sind sehr schlecht wasserlöslich, daher lassen sie sich leicht durch mechanische Filtration abtrennen. Dieses Verfahren ist bei relativ hohem Wasserverbrauch gerechtfertigt, da es mit der Lösung einer Reihe spezifischer Probleme verbunden ist: Sedimentfiltration, genaue Dosierung des Reagens.

• Kationisierung. Das Verfahren basiert auf der Verwendung von Ionenaustauscher-Granulatbeladung (meistens Ionenaustauscherharze). Eine solche Beladung absorbiert bei Kontakt mit Wasser Kationen von Härtesalzen (Kalzium und Magnesium, Eisen und Mangan). Stattdessen setzt es je nach Ionenform Natrium- oder Wasserstoffionen frei. Diese Verfahren werden Na-Kationisierung bzw. H-Kationisierung genannt.
  • Bei richtig gewählter Ionenaustauschlast sinkt die Wasserhärte bei einstufiger Natriumkationisierung auf 0,05-0,1 °F, bei zweistufiger bis zu 0,01 °F.
  • In der Industrie werden mit Hilfe von Ionenaustauschfiltern Calcium- und Magnesiumionen durch Natrium- und Kaliumionen ersetzt, um weiches Wasser zu erhalten.

• Umkehrosmose. Das Verfahren basiert auf dem Durchtritt von Wasser durch semipermeable Membranen (meist Polyamid). Zusammen mit Härtesalzen werden auch die meisten anderen Salze entfernt. Die Reinigungseffizienz kann 99,9 % erreichen.
  • Es gibt Nanofiltration (der bedingte Durchmesser der Membranlöcher ist gleich Einheiten von Nanometern) und Picofiltration (der bedingte Durchmesser der Membranlöcher ist gleich Einheiten von Pikometern).
  • Die Nachteile dieser Methode sind zu beachten:
    • - die Notwendigkeit einer vorbereitenden Aufbereitung des der Umkehrosmosemembran zugeführten Wassers;
    • - relativ hohe Kosten für 1 Liter produziertes Wasser (teure Ausrüstung, teure Membranen);
    • - geringer Salzgehalt des zugeführten Wassers (insbesondere während der Picofiltration). Das Wasser wird fast destilliert.

• Elektrodialyse. Es basiert auf der Entfernung von Salzen aus Wasser unter Einwirkung eines elektrischen Feldes. Die Entfernung von Ionen gelöster Substanzen erfolgt durch spezielle Membranen. Ebenso wie beim Einsatz der Umkehrosmose-Technologie werden neben Härteionen auch andere Salze entfernt.

• Destillation: Es ist möglich, Wasser vollständig von Härtesalzen zu reinigen Destillation.

"Hartes Wasser- eines der häufigsten Probleme, sowohl in Landhäusern mit autonomer Wasserversorgung als auch in Stadtwohnungen mit zentraler Wasserversorgung. Der Härtegrad ist abhängig vom Vorhandensein von Calcium- und Magnesiumsalzen (Härtesalze) im Wasser und wird in Milligrammäquivalent pro Liter (mg-eq/l) gemessen. Nach der amerikanischen Klassifikation (für Trinkwasser) gilt Wasser mit einem Härtegehalt von weniger als 2 mg-eq / l als „weich“, von 2 bis 4 mg-eq / l - normal (wir wiederholen, für Lebensmittelzwecke !), Von 4 bis 6 mg-eq/l - hart und über 6 mg-eq/l - sehr hart.

Für viele Anwendungen spielt die Wasserhärte keine nennenswerte Rolle (z. B. zum Löschen von Bränden, Gartenbewässerung, Straßen- und Gehwegreinigung). In einigen Fällen kann Starrheit jedoch zu Problemen führen. Beim Baden, Geschirrspülen, Wäschewaschen, Autowaschen ist hartes Wasser viel weniger wirksam als weiches Wasser. Und deshalb:

Bei Verwendung von weichem Wasser wird 2-mal weniger Waschmittel verbraucht;

Hartes Wasser bildet in Wechselwirkung mit Seife „Seifenschlacken“, die nicht mit Wasser abgewaschen werden und unschöne Flecken auf Geschirr und Sanitäroberflächen hinterlassen; "Seifenschlacken" werden auch nicht von der Oberfläche der menschlichen Haut abgewaschen, verstopfen die Poren und bedecken jedes Haar am Körper, was Hautausschläge, Reizungen und Juckreiz verursachen kann;

Beim Erhitzen von Wasser kristallisieren die darin enthaltenen Härtesalze aus und fallen als Kalk aus. Kesselstein ist die Ursache für 90 % der Ausfälle in Warmwasserbereitungsanlagen. Daher unterliegt Wasser, das in Boilern, Boilern usw. erhitzt wird, um eine Größenordnung strengeren Anforderungen an die Härte;

In vielen industriellen Prozessen können Härtesalze chemisch reagieren und unerwünschte Zwischenprodukte bilden.

Das Konzept der Starrheit

Die Wasserhärte wird normalerweise mit Calciumkationen (Ca 2+) und in geringerem Maße mit Magnesium (Mg 2+) in Verbindung gebracht. Tatsächlich beeinflussen alle zweiwertigen Kationen die Härte bis zu einem gewissen Grad. Sie interagieren mit Anionen und bilden Verbindungen (Härtesalze), die zur Ausfällung befähigt sind. Einwertige Kationen (zB Natrium Na+) haben diese Eigenschaft nicht.

Diese Tabelle listet die wichtigsten Metallkationen auf, die Härte verursachen, und die wichtigsten Anionen, mit denen sie assoziiert sind.

Strontium, Eisen und Mangan haben in der Praxis einen so geringen Einfluss auf die Steifigkeit, dass sie meist vernachlässigt werden. Aluminium (Al3+) und Eisen(III) (Fe3+) tragen ebenfalls zur Härte bei, aber bei den in natürlichen Gewässern gefundenen pH-Werten ist ihre Löslichkeit und damit ihr „Beitrag“ zur Härte vernachlässigbar. Ebenso wird die unbedeutende Wirkung von Barium (Ba2+) nicht berücksichtigt.

Arten von Steifheit

Allgemeine Härte. Sie wird durch die Gesamtkonzentration an Calcium- und Magnesiumionen bestimmt. Sie ist die Summe aus Karbonathärte (vorübergehend) und Nichtkarbonathärte (permanent).

Karbonathärte. Es wird durch das Vorhandensein von Bikarbonaten und Karbonaten (bei pH> 8,3) von Kalzium und Magnesium im Wasser verursacht. Diese Art von Härte wird beim Kochen von Wasser fast vollständig beseitigt und wird daher als temporäre Härte bezeichnet. Beim Erhitzen von Wasser zersetzen sich Bicarbonate unter Bildung von Kohlensäure und Ausfällung von Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid.

Nichtkarbonathärte. Sie wird durch das Vorhandensein von Calcium- und Magnesiumsalzen starker Säuren (Schwefel-, Salpeter-, Salzsäure) verursacht und wird durch Kochen nicht beseitigt (konstante Härte).

Einheiten

In der Weltpraxis werden mehrere Maßeinheiten für die Steifigkeit verwendet, die alle in gewisser Weise miteinander korrelieren. In Russland legt der Gosstandart Mol pro Kubikmeter (mol/m3) als Einheit der Wasserhärte fest.

Ein Mol pro Kubikmeter entspricht einer Massenkonzentration von Äquivalenten von Calciumionen (1/2 Ca2+) 20,04 g/m3 und Magnesiumionen (1/2Mg2+) 12,153 g/m3. Der Zahlenwert der Härte, ausgedrückt in Mol pro Kubikmeter, ist gleich dem Zahlenwert der Härte, ausgedrückt in Milliäquivalenten pro Liter (oder Kubikdezimeter), d.h. 1mol/m3=1mmol/l=1mg-eq/l=1mg-eq/dm3.

Darüber hinaus sind Härteeinheiten wie deutsche Grade (do, dH), französische Grade (fo), amerikanische Grade, ppm CaCO3 im Ausland weit verbreitet.

Das Verhältnis dieser Steifigkeitseinheiten ist in der folgenden Tabelle dargestellt:

Hinweis: Ein Grad entspricht 10 mg/dm3 CaO oder 17,86 mg/dm3 CaCO3 in Wasser. Ein französischer Grad entspricht 10 mg/dm3 CaCO3 in Wasser. Ein US-Grad entspricht 1 mg/dm3 CaCO3 in Wasser.

Ursprung der Steifheit

Ionen von Calcium (Ca2+) und Magnesium (Mg2+) sowie andere härteverursachende Erdalkalimetalle sind in allen mineralisierten Wässern enthalten. Ihre Quelle sind natürliche Ablagerungen von Kalkstein, Gips und Dolomit. Durch die Wechselwirkung von gelöstem Kohlendioxid mit Mineralien und anderen Prozessen der Auflösung und chemischen Verwitterung von Gesteinen gelangen Calcium- und Magnesiumionen ins Wasser. Auch mikrobiologische Prozesse in Böden des Einzugsgebiets, in Bodensedimenten sowie Abwässer verschiedener Betriebe können als Quelle dieser Ionen dienen.

Die Wasserhärte ist sehr unterschiedlich und es gibt viele Arten von Wasserklassifikationen nach dem Grad seiner Härte.

Normalerweise überwiegt in niedrig mineralisiertem Wasser die Härte aufgrund von Calciumionen (bis zu 70%-80%) (obwohl in einigen seltenen Fällen die Magnesiumhärte 50-60% erreichen kann). Mit zunehmendem Mineralisierungsgrad des Wassers sinkt der Gehalt an Calciumionen (Ca2+) schnell und übersteigt selten 1 g/l. Der Gehalt an Magnesiumionen (Mg2+) in stark mineralisiertem Wasser kann mehrere Gramm und in Salzseen mehrere zehn Gramm pro Liter Wasser erreichen.

Im Allgemeinen ist die Oberflächenwasserhärte im Allgemeinen geringer als die Grundwasserhärte. Die Härte von Oberflächengewässern unterliegt merklichen saisonalen Schwankungen und erreicht ihren höchsten Wert in der Regel am Ende des Winters und den niedrigsten während der Hochwasserzeit, wenn sie mit weichem Regen- und Schmelzwasser reichlich verdünnt wird. Meer- und Ozeanwasser haben eine sehr hohe Härte (zig und hundert meq/dm3)

Einfluss der Steifigkeit

Aus Sicht der Trinkwassernutzung kann die Zulässigkeit in Bezug auf die Härte je nach örtlichen Gegebenheiten stark variieren. Die Geschmacksschwelle für das Calciumion liegt (bezogen auf mg-Äquivalent) im Bereich von 2-6 meq/l, abhängig vom entsprechenden Anion, und die Geschmacksschwelle für Magnesium ist noch niedriger. In einigen Fällen ist Wasser mit einer Härte von über 10 meq/l für Verbraucher akzeptabel. Eine hohe Härte verschlechtert die organoleptischen Eigenschaften des Wassers, verleiht ihm einen bitteren Geschmack und wirkt sich negativ auf die Verdauungsorgane aus.

Die Weltgesundheitsorganisation bietet aus gesundheitlichen Gründen keine empfohlene Härte an. Die Materialien der WHO sagen, dass, obwohl eine Reihe von Studien eine statistisch umgekehrte Beziehung zwischen der Trinkwasserhärte und Herz-Kreislauf-Erkrankungen gefunden haben, die verfügbaren Daten nicht ausreichen, um zu dem Schluss zu kommen, dass diese Beziehung kausal ist. Ebenso ist nicht eindeutig nachgewiesen, dass sich weiches Wasser negativ auf den Mineralstoffhaushalt des menschlichen Körpers auswirkt.

Wasser mit einer Härte über 4 mEq/L kann jedoch je nach pH-Wert und Alkalität zu Ablagerungen von Schlacke und Kesselstein (Kalziumkarbonat) im Verteilersystem führen, insbesondere wenn es erhitzt wird. Aus diesem Grund stellen die Normen der Kesselaufsicht sehr strenge Anforderungen an die Härte des Wassers, das zur Speisung der Kessel verwendet wird (0,05-0,1 mg-eq / l).

Außerdem entstehen bei der Wechselwirkung von Härtesalzen mit Waschmitteln (Seife, Waschmittel, Shampoos) „Seifenschlacken“ in Form von Schaum. Dies führt nicht nur zu einer erheblichen Verschwendung von Waschmitteln. Nach dem Trocknen verbleibt ein solcher Schaum in Form einer Plaque auf Rohrleitungen, Unterwäsche, menschlicher Haut und Haaren (ein unangenehmes Gefühl von „hartem“ Haar ist vielen bekannt). Die negative Hauptwirkung dieser Toxine auf eine Person besteht darin, dass sie den natürlichen Fettfilm zerstören, der immer mit normaler Haut bedeckt ist, und ihre Poren verstopfen. Ein Zeichen für eine solche negative Auswirkung ist das charakteristische "Knarzen" sauber gewaschener Haut oder Haare. Es stellt sich heraus, dass das irritierende „seifige“ Gefühl, das manche Menschen nach der Verwendung von weichem Wasser verspüren, ein Zeichen dafür ist, dass der schützende Fettfilm auf der Haut intakt ist. Sie ist diejenige, die rutscht. Andernfalls müssen Sie Geld für Lotionen, weichmachende und feuchtigkeitsspendende Cremes und andere Tricks ausgeben, um den Hautschutz wiederherzustellen, den Mutter Natur uns bereits gegeben hat.

Gleichzeitig ist es notwendig, die andere Seite der Medaille zu erwähnen. Weiches Wasser mit einer Härte von weniger als 2 meq/l hat eine geringe Pufferkapazität (Alkalität) und kann, abhängig vom pH-Wert und einer Reihe weiterer Faktoren, verstärkt korrosiv auf Wasserleitungen wirken. Daher ist bei manchen Anwendungen (insbesondere in der Wärmetechnik) mitunter eine spezielle Wasseraufbereitung erforderlich, um ein optimales Verhältnis zwischen Wasserhärte und Korrosivität zu erreichen.

Die Wasserhärte ist eine Eigenschaft, die auf das Vorhandensein von gelösten Salzen im Wasser, hauptsächlich Kalzium und Magnesium, zurückzuführen ist. Die Wasserhärte wird in Carbonat (das Vorhandensein von Magnesium- und Calciumbicarbonaten) und Nichtcarbonat (das Vorhandensein von Salzen starker Säuren - Chloride oder Sulfate von Calcium und Magnesium) unterteilt. Die Summe aus Karbonat- und Nichtkarbonathärte bestimmt die Gesamthärte.

Karbonathärte wird als temporär bezeichnet, da sich Bikarbonate bei längerem Kochen eines solchen Wassers unter Bildung eines Niederschlags von Kalziumkarbonat und Freisetzung von Kohlendioxid zersetzen:

Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

Mg (HCO 3) 2 \u003d Mg (OH) 2 ↓ + 2CO 2

Die Wasserhärte wird aufgrund des Vorhandenseins von Magnesium- und Calciumsulfaten als konstant bezeichnet. Es kann nur chemisch eliminiert werden:

CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4.

Gegenwärtig werden auch Ionenaustauscherharze verwendet, um die Steifheit zu beseitigen.

Möglichkeiten zur Beseitigung der Wasserhärte

Calcium- und Magnesiumsalze werden in natürlichem Wasser gelöst. Dies sind Kohlenwasserstoffe und Sulfate. Wir zeigen zwei Verfahren zur Fällung von Kohlenwasserstoffen zur Reduzierung der Wasserhärte. Der erste Weg ist das Kochen. Durch das Kochen* werden lösliche Kohlenwasserstoffe in unlösliche Karbonate umgewandelt und die Härte des Wassers nimmt ab.

AUSein (HCO 3 ) 2 = CaCO 3 ↓+H 2 O+CO 2

Die zweite Möglichkeit besteht darin, Kalkwasser hinzuzufügen. Durch Zugabe von Kalkwasser werden Bikarbonate zu Karbonaten und das Wasser wird weicher.

AUSein (HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓+2 Std 2 Ö

Die Wasserhärte hängt aber auch von Calcium- und Magnesiumsulfaten ab. Calcium- und Magnesiumsulfate können mit Natriumcarbonat entfernt werden. Bei Zugabe von Natriumcarbonat werden Sulfate in unlösliche Calcium- und Magnesiumcarbonate umgewandelt.

CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓+ Na 2 ALSO 4

Wasserenthärtung

Die Entfernung von Härtesalzen aus Wasser, d. H. Seine Enthärtung, muss zur Beschickung von Kesselanlagen durchgeführt werden, und die Wasserhärte für Mittel- und Niederdruckkessel sollte nicht mehr als 0,3 mg-eq / l betragen. Enthärtungswasser wird auch für Branchen wie Textil, Papier, Chemie benötigt, wo Wasser eine Härte von nicht mehr als 0,7 -1,0 mg-eq / l haben sollte. Die Enthärtung von Wasser für Haushalts- und Trinkzwecke ist ebenfalls ratsam, insbesondere wenn es 7 mg-eq / l überschreitet. Die folgenden Hauptmethoden der Wasserenthärtung werden verwendet:

Reagenzmethode - durch Einbringen von Reagenzien, die die Bildung schwerlöslicher Calcium- und Magnesiumverbindungen und deren Ausfällung fördern;

Kationenmethode, bei der enthärtetes Wasser durch Substanzen gefiltert wird, die die Fähigkeit besitzen, die darin enthaltenen Kationen (Natrium oder Wasserstoff) gegen Calcium- und Magnesiumkationen, in Wasser gelöste Salze, auszutauschen. Und als Ergebnis des Austauschs werden Calcium- und Magnesiumionen zurückgehalten und Natriumsalze gebildet, die keine Wasserhärte ergeben;

thermisches Verfahren, das darin besteht, Wasser auf eine Temperatur über 100 ° zu erhitzen, während Karbonathärtesalze fast vollständig entfernt werden.

Häufig werden Erweichungsverfahren in Kombination verwendet. Beispielsweise wird ein Teil der Härtesalze durch die Reagenzmethode entfernt und der Rest durch Kationenaustausch. Von den Reagenzverfahren ist das Natronkalk-Enthärtungsverfahren das gebräuchlichste. Seine Essenz wird reduziert, um anstelle von in Wasser gelösten Ca Mg-Salzen unlösliche CaCO 3 - und Mg (OH) 2 -Salze zu erhalten, die ausfallen. Beide Reagenzien – Soda Na2CO3 und Kalk Ca(OH)2 – werden gleichzeitig oder abwechselnd in das enthärtete Wasser eingebracht. Salze von Karbonat, temporäre Härte werden mit Kalk, Nichtkarbonat, permanente Härte - Soda entfernt. Chemische Reaktionen beim Entfernen der Karbonathärte laufen wie folgt ab:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O

Magnesiumoxidhydrat Mg(OH)2 koaguliert und fällt aus. Um die Nichtkarbonathärte zu beseitigen, wird Na2CO3 in das enthärtete Wasser eingebracht. Die chemischen Reaktionen beim Entfernen der Nichtkarbonathärte sind wie folgt:

Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4;

Na2CO3 + CaC12 = CaCO3 + 2NaCl.

Als Ergebnis der Reaktion wird Calciumcarbonat erhalten, das ausfällt. Reagenzien zur Wasseraufbereitung werden an folgenden Stellen ins Wasser eingebracht:

a) Chlor (bei Vorchlorierung) - in die Saugleitungen der Pumpstation des ersten Aufzugs oder in die Leitungen, die die Aufbereitungsstation mit Wasser versorgen;

b) Gerinnungsmittel - in die Rohrleitung vor dem Mischer oder in den Mischer;

c) Kalk zur Alkalisierung während der Gerinnung – gleichzeitig mit dem Gerinnungsmittel;

d) Aktivkohle zur Geruchs- und Geschmacksentfernung im Wasser bis 5 mg/l - vor Filtern. Bei hohen Dosierungen sollte Kohle am Pumpwerk des ersten Aufzugs oder gleichzeitig mit dem Flockungsmittel in den Mischer der Kläranlage eingebracht werden, jedoch frühestens 10 Minuten nach der Chloreinleitung;

e) Chlor und Ammoniak zur Wasserdesinfektion werden in Aufbereitungsanlagen und in gefiltertes Wasser eingebracht. Bei Vorhandensein von Phenolen im Wasser sollte sowohl bei der Vor- als auch bei der Endchlorung Ammoniak eingebracht werden.

Zu den speziellen Arten der Wasserreinigung und -behandlung gehören Entsalzung, Entsalzung, Enteisenung, Entfernung gelöster Gase aus Wasser und Stabilisierung.

Eine der am häufigsten gestellten Fragen der Einwohner der Stadt Moskau ist die Frage nach der Trinkwasserhärte. Dies liegt an der weiten Verbreitung von Spül- und Waschmaschinen im Alltag, bei denen die Berechnung der Waschmittelbelastung auf dem tatsächlichen Härtewert des verwendeten Wassers basiert.

Den Wert der Wasserhärte an Ihrer Adresse können Sie mit unserem elektronischen Service ermitteln

In Russland wird die Härte in "Härtegraden" gemessen, und globale Hersteller verwenden Maßeinheiten, die in ihren Ländern akzeptiert werden. Daher wurde für die Bewohner ein "Steifigkeitsrechner" erstellt, mit dem Sie die Steifigkeitswerte von einem Messsystem in ein anderes umrechnen können, um Ihre Haushaltsgeräte richtig einzustellen.

Steifigkeitsindex	Aktuelle Maßeinheit		Erforderliche Maßeinheit	Das Ergebnis der Berechnung des Indikators
		=

Die Härte ist eine Reihe von Wassereigenschaften, die mit dem Gehalt an darin gelösten Salzen verbunden sind, hauptsächlich Calcium und Magnesium ("Härtesalze"). Die Gesamtsteifigkeit besteht aus temporärer und permanenter. Vorübergehende Härte kann durch kochendes Wasser beseitigt werden, was auf die Eigenschaft einiger Salze zurückzuführen ist, auszufallen und den sogenannten Kesselstein zu bilden.

Der Haupteinflussfaktor auf den Härtewert ist die Auflösung von kalzium- und magnesiumhaltigen Gesteinen (Kalkstein, Dolomit) beim Durchgang durch natürliches Wasser. Oberflächengewässer sind im Allgemeinen weicher als Grundwasser. Die Härte von Oberflächengewässern unterliegt deutlichen jahreszeitlichen Schwankungen und erreicht im Winter ein Maximum. Die Mindestwerte der Härte sind typisch für Hochwasser- oder Hochwasserperioden, wenn weiches Schmelz- oder Regenwasser intensiv in die Wasserversorgungsquellen fließt.

Steifigkeitseinheiten

In Russland wird die Härte in „Graden der Härte“ gemessen (1°W = 1 meq/l = 1/2 mol/m3). Im Ausland werden andere Maßeinheiten für die Wasserhärte akzeptiert.

Steifigkeitseinheiten

1 ° W \u003d 20,04 mg Ca 2 + oder 12,15 Mg 2 + in 1 dm 3 Wasser;
1°DH = 10 mg CaO in 1 dm 3 Wasser;
1°Clark = 10 mg CaCO 3 in 0,7 dm 3 Wasser;
1°F = 10 mg CaCO 3 in 1 dm 3 Wasser;
1 ppm \u003d 1 mg CaCO 3 in 1 dm 3 Wasser.

Wasserhärte in einigen Städten der Welt

Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Trinkwasser:
Kalzium - 20-80 mg / l; Magnesium - 10-30 mg / l. Es gibt keinen empfohlenen Wert für die Steifigkeit. Nach diesen Indikatoren entspricht das Moskauer Trinkwasser den Empfehlungen der WHO.

Russische Regulierungsdokumente (SanPiN 2.1.4.1074-01 und GN 2.1.5.1315-03) für Trinkwasser regeln:
kalzium - der Standard ist nicht bestimmt; Magnesium - nicht mehr als 50 mg / l; Steifigkeit - nicht mehr als 7 ° Zh.

Der Härtegrad von Wasser wird durch das Vorhandensein von Ionen im Wasser bestimmt Calcium (Ca 2+), Magnesium (Mg 2+), Strontium (Sr 2+), Barium (Ba 2+), Eisen (Fe 2+), Mangan (Mn 2+). Darüber hinaus übersteigt der Gehalt an Calcium- und Magnesiumionen die Konzentrationen der anderen aufgeführten Ionen zusammen deutlich. Daher ist es in Russland üblich, den Härtewert als Summe der im Wasser enthaltenen Calcium- und Magnesiumionen zu bestimmen, ausgedrückt in Milligrammäquivalenten pro Liter (mg-eq / l). Ein meq/l entspricht dem Gehalt von 20,04 mg Ca 2+ bzw. 12,16 mg Mg 2+ pro Liter Wasser.

Es gibt Carbonat- (vorübergehend, durch Kochen beseitigt) und Nicht-Carbonat- (permanente) Härte. Die Karbonathärte ist auf das Vorhandensein von Calcium- und Magnesiumbikarbonaten im Wasser zurückzuführen, die Nichtkarbonathärte auf das Vorhandensein von Sulfaten, Chloriden, Silikaten, Nitraten und Phosphaten dieser Metalle.

Temporäre Härte wird genannt, weil sich Calcium- und Magnesiumbicarbonate beim Kochen zersetzen und in Form von Carbonaten ausfallen. Die chemische Reaktion dieses Prozesses ist wie folgt:

Ca(HCO 3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2
Mg(HCO 3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2

Der entstehende Niederschlag bildet einen Belag (sog. Kesselstein) an den Wänden des Geschirrs, in dem Wasser gekocht wird. Nach dem Sieden und Ausfällen von Kohlenwasserstoffen wird das Wasser weicher.

Die konstante Härte ist auf das Vorhandensein stabiler chemischer Verbindungen von Sulfaten, Chloriden, Silikaten und einigen anderen Calcium- und Magnesiumsalzen im Wasser zurückzuführen, die nicht ausfallen und beim Kochen nicht entfernt werden. Die Summe aus temporärer und permanenter Härte ergibt die Gesamthärte des Wassers.

Allgemeine Wasserhärte, Normen

Die weltweite Praxis der Qualitätskontrolle von Trinkwasser (Standards der Weltgesundheitsorganisation (WHO), Standards der Europäischen Union (EU), ISO-Standards sowie US-Standards) standardisiert nicht die Härte des Trinkwassers – nur separat den Inhalt von Calcium- und Magnesiumionen in Wasser. Nach russischen Standards () sollte die Härte 7 mg-eq / l nicht überschreiten. Was passiert, wenn dieser Wert überschritten wird? Es zeigt sich, dass bei einer Wasserhärte von über 7 mg-eq/l die Rate der Überwucherung von Rohren mit Kalkablagerungen deutlich ansteigt, was deren Lebensdauer verkürzt und die Betriebskosten erhöht. Und bei sehr niedriger Wasserhärte erhält es stark korrosive Eigenschaften. Die aktive Verwendung von Kunststoff und Metall-Kunststoff in den letzten Jahren ermöglicht es Ihnen, Einschränkungen bei der Verwendung von weichem Wasser aufzuheben.

Allgemeine Wasserhärte, Klassifizierungen

Die Klassifizierung von natürlichem Wasser nach dem Härtegrad ist in verschiedenen Ländern unterschiedlich und kann auch nach dem Verwendungszweck des Wassers unterteilt werden.

Die allgemeinste Einteilung ist wie folgt:

Nach der amerikanischen Klassifikation gilt Trinkwasser als "weich", wenn der Gehalt an Härtesalzen weniger als 2 mg-Äq / l beträgt, normal - von 2 bis 4 mg-Äq / l, hart - von 4 bis 6 mg-Äq / l, und sehr hart - über 6 meq/l. Es ist zu beachten, dass eine solche Einstufung für Wasser gilt, das zu Trinkzwecken verwendet wird. Das Wasser in Warmwassersystemen und in Kontakt mit Heizelementen muss für den normalen Betrieb des Systems weicher sein. Hier können Sie insbesondere auf die Installation nicht verzichten -. Wenn das Wasser aus einem privaten Brunnen stammt, ist es wahrscheinlich, dass ein vorläufiger Brunnen erforderlich ist.

Waschmittelabfall

In hartem Wasser aus gewöhnlicher Seife (in Gegenwart von Calciumionen) bilden sich Seifenschlacken - unlösliche Verbindungen, die keine nützlichen Funktionen haben. Und bis die gesamte Kalkhärte des Wassers auf diese Weise beseitigt ist, beginnt die Schaumbildung nicht. Es gibt eine erhebliche Verschwendung von Waschmitteln. Nach dem Trocknen verbleiben solche Seifenschlacken in Form einer Plaque auf Klempnern, Wäsche, menschlicher Haut und Haaren (ein unangenehmes Gefühl von „harten“ Haaren ist vielen bekannt).

Negative Wirkung auf das Gewebe

Hartes Wasser ist nicht zum Waschen und Waschen geeignet. Wieso den? Wenn Seife oder Pulver mit hartem Wasser in Kontakt kommt, entstehen Kationen von Härtesalzen (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) reagieren mit Fettsäureanionen, die Bestandteil der Seife sind, und bilden schwerlösliche Verbindungen, wie Calciumstearat Ca (C 17 H 35 COO) 2. Diese Ablagerungen verstopfen nach und nach die Poren des Gewebes und lassen keine Luft und Feuchtigkeit mehr durch, die Fasern werden grob und unelastisch. Die Farben des Produkts verblassen und nehmen einen grau-gelben Farbton an. „Kalkseifen“, die sich auf dem Stoff abgesetzt haben, nehmen ihm seine Festigkeit.

Hautreizung

Wenn „Härteflocken“ auf die menschliche Haut gelangen, wird der natürliche Fettfilm zerstört, der die Haut vor schädlichen Umwelteinflüssen schützt, und die Poren verstopfen. Ein Zeichen für eine solche negative Auswirkung ist das charakteristische „Knarzen“ der Haut oder Haare, das nach dem Duschen auftritt. Tatsächlich ist die „Seifigkeit“, die bei manchen Menschen nach der Verwendung von weichem Wasser zu Reizungen führt, ein sicheres Zeichen dafür, dass der schützende Fettfilm auf der Haut intakt ist. Sie ist diejenige, die rutscht. Oder verwenden Sie hartes Wasser und kompensieren Sie die Verletzung der Beschichtung mit Lotionen, weichmachenden und feuchtigkeitsspendenden Cremes und anderen Tricks, um den Hautschutz wiederherzustellen, den uns die Natur bereits gegeben hat.

Reduzierte Lebensdauer der Ausrüstung

Wenn Wasser mit einer Härte von mehr als 4 mg-eq / l vor dem Hintergrund einer hohen Alkalität und eines hohen pH-Werts erhitzt wird, wird Calciumcarbonat intensiv in Form von Kalk ausgefällt (die Rohre „überwachsen“, auf der Heizung bildet sich ein weißer Belag Elemente). Aus diesem Grund normalisieren die Normen des Kotlonadzor den Wert des Härteindex des Wassers, das zur Speisung der Kessel verwendet wird (0,05–0,1 mg-eq/l). In vielen industriellen Prozessen können Härtesalze chemisch reagieren und unerwünschte Zwischenprodukte bilden.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Die Weltgesundheitsorganisation regelt die Werte der Wasserhärte im Hinblick auf gesundheitliche Auswirkungen. Die Materialien der Organisation besagen, dass, obwohl eine Reihe statistischer Studien eine umgekehrte Beziehung zwischen der Trinkwasserhärte und Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems gezeigt haben, die erhaltenen Daten immer noch nicht ausreichen, um den kausalen Zusammenhang zwischen diesen Phänomenen zu bestimmen. Auch gibt es keine Hinweise darauf, dass sich weiches Wasser negativ auf den Spurenelementhaushalt im menschlichen Körper auswirkt. Eine Reihe von Studien legen nahe, dass der Mensch wichtige Mineralstoffe aus dem Wasser äußerst gering aufnimmt und er die meisten davon aus der Nahrung aufnimmt.

Je nach örtlichen Gegebenheiten kann die für Trinkwasser zulässige Härte etwas variieren. In einigen Fällen ist Wasser mit einer Härte von über 10 meq/l für den Verbraucher akzeptabel. Die Geschmacksschwelle für Calciumionen (in mg-Äquivalenten) liegt je nach Anion im Bereich von 2–6 meq/l, und die Geschmacksschwelle für Magnesium ist sogar noch niedriger. Daher kann Wasser mit hoher Härte einen bitteren Geschmack haben. Und die langfristige Anwendung von hartem Wasser (meist begleitet von einer hohen Gesamtmineralisierung) führt zu Problemen im Magen-Darm-Trakt.

andererseits

Zu beachten ist auch, dass Wasser mit einer Härte von weniger als 2 meq/l geringe Puffereigenschaften (Alkalität) hat und abhängig vom pH-Wert und einigen anderen Faktoren eine erhöhte korrosive Wirkung auf die Oberflächen von Rohren und Heizungsanlagen haben kann . Daher ist es in einigen Fällen, insbesondere in Heizräumen, erforderlich, zusätzlich eine spezielle durchzuführen, die es ermöglicht, das optimale Verhältnis zwischen der Korrosivität des Wassers und seiner Härte zu erreichen.