- kova nimeltään vettä, jossa on korkea suolapitoisuus
- pehmeä vähällä sisällöllä
- tilapäinen (karbonaatti) kovuus, - johtuu kalsiumin ja magnesiumin bikarbonaateista Ca (HCO 3) 2; Mg (HCO 3) 2,
- pysyvä (ei-karbonaattinen) kovuus - johtuu muiden suolojen läsnäolosta, joita ei vapaudu keitettäessä vettä: pääasiassa sulfaatit ja kloridit Ca ja Mg (CaSO 4, CaCl 2, MgSO 4, MgCl 2).
Veden kovuusstandardit - 99,99 %:ssa tapauksista puhumme väliaikaisesta kovuudesta, VST-tiedot:
|
Veden kovuus hyväksytty Venäjän federaatiossa |
Yhdysvaltain veden kovuus |
||||||||
|
°F = |
ppm = mg/l |
gpg |
°F = |
ppm = mg/l |
gpg |
||||
|
1. Pehmeä vesi |
< 5,608 °dGH |
Pehmeä vesi = Pehmeä vesi |
< 3,361 °dGH |
||||||
|
2. Keskikovuus vesi |
5,608 - 28,04°dGH |
Keskikovuus = Keskikovuus vesi |
3,361 - 6,724°dGH |
||||||
|
3. Kova vesi |
Kova vesi = Kova vesi |
6,724-10,085°dGH |
|||||||
|
Erittäin kova vesi = Erittäin kova vesi |
> 10,085°dGH |
||||||||
Venäjän federaation ja Euroopan (Saksa) hyväksyttyjen veden kovuusstandardien vertailu, Ecoline-tiedot:
Veden kovuus joissakin maailman kaupungeissa- MVC-tiedot - tuntematon luotettavuus :)
| Kovuus, °F | Kalsium, mg/l | Magnesium, mg/l | |
|---|---|---|---|
| Moskova | 2,0-5,5 | 46 | 11 |
| Pariisi | 5,0-6,0 | 90 | 6 |
| Berliini | 5,0-8,8 | 121 | 12 |
| New York | 0,3-0,4 | 6 | 1 |
| Sydney | 0,2-1,3 | 15 | 4 |
- Maailman terveysjärjestön WHO:n suositukset juomavedestä:
- kalsium - 20-80 mg/l; magnesium - 10-30 mg / l. Jäykkyydelle ei ole suositeltua arvoa. Näiden indikaattoreiden mukaan Moskovan juomavesi on WHO:n suositusten mukainen.
- Venäjän säädösasiakirjat (SanPiN 2.1.4.1074-01 ja GN 2.1.5.1315-03) juomavedestä säätelevät:
- kalsium - standardia ei ole vahvistettu; magnesium - enintään 50 mg/l; jäykkyys - enintään 7 ° Zh.
- Pullotetun veden fysiologisen hyödyllisyyden standardi (SanPiN 2.1.4.1116-02):
- kalsium - 25-130 mg/l; magnesium - 5-65 mg/l; kovuus - 1,5-7 ° W.
- Kalsium- ja magnesiumpitoisuuden perusteella korkeimman luokan pullotettu vesi ei virallisesti ole hanavettä parempaa.
Veden kovuuden yksiköiden ja asteiden käännös - 99,99 %:ssa tapauksista puhumme väliaikaisesta kovuudesta:
| °F = 1 mekv/l |
mmol/l | ppm, mg/l | dGH, °dH | gpg | °e, °Clark | °fH | |
| 1 Venäjän °F \u003d 1 mg-eq / l on: | 1 | 0,5 | 50,05 | 2,804 | 2,924 | 3,511 | 5,005 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 mmol/l = mmol/l on: | 2 | 1 | 100.1 | 5.608 | 5.847 | 7.022 | 10.01 |
| 1 US ° ppm w = mg/L = Amerikan aste: | 0,01998 | 0.009991 | 1 | 0.05603 | 0.05842 | 0.07016 | 0.1 |
| 1 saksalainen ° dGH, °dH on: | 0,3566 | 0.1783 | 17.85 | 1 | 1.043 | 1.252 | 1.785 |
| 1 Yhdysvaltain suosittu yksikkö gpg on: |
0,342 | 0.171 | 17.12 | 0.9591 | 1 | 1.201 | 1.712 |
| 1 Englanti °e, °Clark on: | 0,2848 | 0.1424 | 14.25 | 0.7986 | 0.8327 | 1 | 1.425 |
| 1 ranskalainen °fH on: | 0,1998 | 0.09991 | 10 | 0.5603 | 0.5842 | 0.7016 | 1 |
| Esimerkki: 1 °F = 50,05 ppm | |||||||
- Amerikkalaiset veden kovuusasteet, huomioi kaksi seikkaa:
- gpg = Grains per gallon: 1 (0,0648 g) CaC03 1:ssä (3,785 I) vedessä. Jakamalla grammat litroilla, saamme: 17,12 mg / l CaCO 3 - tämä ei ole "amerikkalainen aste", vaan osavaltioissa hyvin käytetty veden kovuuden arvo.
- Amerikkalainen aste = w = mg/L = Amerikan aste: 1 osa CaCO 3 1 000 000 osassa vettä 1 mg/l CaCO 3
- Englannin veden kovuusasteet = °e = °Clark: 1 (0,0648 g) 1 (4,546) litrassa vettä = 14,254 mg/l CaCO 3
- Ranskan veden kovuusasteet (°fH tai °f)(fh): 1 osa CaCO 3:a 100 000 osassa vettä tai 10 mg/l CaCO 3
- Saksan veden kovuusasteet = °dH (deutsche Härte = "saksalainen kovuus" voi olla °dGH (kokonaiskovuus) tai °dKH (karbonaattikovuus)): 1 osa kalsiumoksidia - CaO 100 000 osassa vettä tai 0,719 osaa vettä magnesiumoksidi - MgO 100 000 osassa vettä, joka antaa 10 mg/l CaO tai 7,194 mg/l MgO
- Venäjän (RF) veden kovuusaste ° W = 1 mg-eq / l: vastaa maa-alkalipitoisuutta, joka on numeerisesti 1/2 sen millimoolista litrassa, mikä antaa 50,05 mg/l CaCO 3 tai 20,04 mg/l Ca2+
- mmol/l = mmol/l: vastaa maa-alkali-alkuaineen pitoisuutta, joka on numeerisesti 100,09 mg/l CaCO 3 tai 40,08 mg/l Ca2+
Menetelmät veden kovuuden poistamiseksi
- Lämpöpehmennys. Tämän seurauksena termisesti epästabiilit kalsium- ja magnesiumbikarbonaatit hajoavat kiehuvan veden perusteella ja muodostuvat kalkkia:
- Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O.
- Keittäminen poistaa vain väliaikaisen (karbonaattisen) kovuuden. Löytää sovelluksen jokapäiväiseen elämään.
- Reagenssin pehmennys. Menetelmä perustuu soodan Na2CO3 tai sammutetun kalkin Ca(OH)2 lisäämiseen veteen. Tässä tapauksessa kalsium- ja magnesiumsuolat muuttuvat liukenemattomiksi yhdisteiksi ja sen seurauksena saostuvat. Esimerkiksi sammutetun kalkin lisääminen johtaa kalsiumsuolojen muuttumiseen liukenemattomaksi karbonaatiksi:
- Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 → 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O
- Paras reagenssi veden yleisen kovuuden poistamiseen on natriumortofosfaatti Na3PO4, joka on osa useimpia kotitalous- ja teollisuusvalmisteita:
- 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
- Kalsium- ja magnesiumortofosfaatit ovat erittäin huonosti veteen liukenevia, joten ne erottuvat helposti mekaanisella suodatuksella. Tämä menetelmä on perusteltu suhteellisen suurella vedenkulutuksella, koska se liittyy useiden erityisongelmien ratkaisemiseen: sedimentin suodatus, reagenssin tarkka annostus.
- kationisaatio. Menetelmä perustuu ioninvaihtorakeisen kuormituksen (useimmiten ioninvaihtohartseja) käyttöön. Tällainen kuormitus joutuessaan kosketuksiin veden kanssa absorboi kovuussuolojen kationeja (kalsium ja magnesium, rauta ja mangaani). Sen sijaan ionimuodosta riippuen se vapauttaa natrium- tai vetyioneja. Näitä menetelmiä kutsutaan vastaavasti Na-kationisaatioksi ja H-kationisaatioksi.
- Oikein valitulla ioninvaihtokuormituksella veden kovuus laskee yksivaiheisella natriumkationisaatiolla arvoon 0,05-0,1 ° F, kaksivaiheisella - jopa 0,01 ° F.
- Teollisuudessa ioninvaihtosuodattimien avulla kalsium- ja magnesium-ionit korvataan natrium- ja kalium-ioneilla, jolloin saadaan pehmeää vettä.
- Käänteinen osmoosi. Menetelmä perustuu veden kulkemiseen puoliläpäisevien kalvojen (yleensä polyamidin) läpi. Yhdessä kovuussuolojen kanssa poistetaan myös useimmat muut suolat. Puhdistusteho voi olla 99,9 %.
- On olemassa nanosuodatus (kalvon reikien ehdollinen halkaisija on nanometrin yksikkö) ja pikosuodatus (kalvon reikien ehdollinen halkaisija on yhtä suuri kuin pikometrin yksikkö).
- Tämän menetelmän haitat on huomattava:
- - tarve esivalmistella käänteisosmoosikalvoon syötetty vesi;
- - suhteellisen korkeat 1 litran tuotettua vettä (kalliit laitteet, kalliit kalvot);
- - vastaanotetun veden alhainen suolapitoisuus (etenkin pikosuodatuksen aikana). Vesi muuttuu melkein tislattua.
- Elektrodialyysi. Se perustuu suolojen poistamiseen vedestä sähkökentän vaikutuksesta. Liuenneiden aineiden ionien poisto tapahtuu erityisten kalvojen ansiosta. Käänteisosmoositeknologian lisäksi myös muita suoloja poistetaan kovuusionien lisäksi.
- Tislaus: Vesi on mahdollista puhdistaa täysin kovuussuoloista tislaus.
"Kova vesi- yksi yleisimmistä ongelmista sekä maataloissa, joissa on autonominen vesihuolto, että kaupunkiasunnoissa, joissa on keskitetty vesihuolto. Kovuusaste riippuu kalsium- ja magnesiumsuolojen (kovuussuolojen) läsnäolosta vedessä, ja se mitataan milligrammaekvivalentteina litrassa (mg-eq / l). Amerikkalaisen luokituksen mukaan (juomavedelle), jonka kovuus on alle 2 mg-ekv / l, vettä pidetään "pehmeänä", 2 - 4 mg-ekv / l - normaali (toistamme, elintarviketarkoituksiin !), 4 - 6 mg -ekv/l - kova ja yli 6 mg-ekv/l - erittäin kova.
Monissa sovelluksissa veden kovuudella ei ole merkittävää roolia (esimerkiksi tulipalojen sammutuksessa, puutarhan kastelussa, katujen ja jalkakäytävien puhdistamisessa). Mutta joissakin tapauksissa jäykkyys voi aiheuttaa ongelmia. Kylvyssä, astioiden pesussa, pyykinpesussa, autoa pestäessä kova vesi on paljon vähemmän tehokasta kuin pehmeä vesi. Ja siksi:
Pehmeää vettä käytettäessä pesuainetta kuluu 2 kertaa vähemmän;
Kova vesi, joka on vuorovaikutuksessa saippuan kanssa, muodostaa "saippuakuonaa", jota ei pestä pois vedellä ja jättää epäsympaattisia tahroja astioihin ja putkistopintoihin; "Saippuakuonat" eivät myöskään huuhtoudu pois ihmisen ihon pinnalta, mikä tukkii huokoset ja peittää kaikki kehon karvat, mikä voi aiheuttaa ihottumaa, ärsytystä, kutinaa;
Kun vettä kuumennetaan, sen sisältämät kovuussuolat kiteytyvät ja putoavat pois kalkin muodossa. Kalkki on syynä 90 %:iin vedenlämmityslaitteiden vioista. Siksi kattiloissa, kattiloissa jne. lämmitetylle vedelle asetetaan suuruusluokkaa tiukemmat kovuusvaatimukset;
Monissa teollisissa prosesseissa kovuussuolat voivat reagoida kemiallisesti muodostaen ei-toivottuja välituotteita.
Jäykkyyden käsite
Veden kovuus liittyy yleensä kalsiumkationeihin (Ca 2+) ja vähäisemmässä määrin magnesiumiin (Mg 2+). Itse asiassa kaikki kaksiarvoiset kationit vaikuttavat kovuuteen jossain määrin. Ne ovat vuorovaikutuksessa anionien kanssa muodostaen yhdisteitä (kovuussuoloja), jotka voivat saostua. Yksiarvoisilla kationeilla (esimerkiksi natrium Na +) ei ole tätä ominaisuutta.
Tässä taulukossa luetellaan tärkeimmät metallikationit, jotka aiheuttavat kovuuden, ja tärkeimmät anionit, joihin ne liittyvät.
Käytännössä strontiumilla, raudalla ja mangaanilla on niin pieni vaikutus jäykkyyteen, että ne yleensä jätetään huomiotta. Alumiini (Al3+) ja ferrirauta (Fe3+) lisäävät myös kovuutta, mutta luonnollisissa vesissä esiintyvillä pH-tasoilla niiden liukoisuus ja siten "vaikutus" kovuuteen on mitätön. Samoin bariumin (Ba2+) merkityksetöntä vaikutusta ei oteta huomioon.
Jäykkyyden tyypit
Yleinen kovuus. Se määräytyy kalsium- ja magnesium-ionien kokonaispitoisuuden perusteella. Se on karbonaattisen (väliaikainen) ja ei-karbonaattisen (pysyvän) kovuuden summa.
karbonaattikovuus. Se johtuu kalsiumin ja magnesiumin bikarbonaattien ja karbonaattien (pH > 8,3) läsnäolosta vedessä. Tämän tyyppinen kovuus eliminoituu lähes kokonaan, kun vettä keitetään, ja siksi sitä kutsutaan väliaikaiseksi kovuudeksi. Kun vettä kuumennetaan, bikarbonaatit hajoavat hiilihapon muodostuessa ja kalsiumkarbonaatin ja magnesiumhydroksidin saostuessa.
karbonaattiton kovuus. Se johtuu vahvojen happojen (rikki-, typpi-, kloorivety-) kalsium- ja magnesiumsuoloista, eikä se poistu keittämällä (vakiokovuus).
Yksiköt
Maailmankäytännössä käytetään useita jäykkyyden mittayksiköitä, jotka kaikki korreloivat tietyllä tavalla keskenään. Venäjällä Gosstandart asettaa moolin kuutiometriä kohden (mol/m3) veden kovuuden yksiköksi.
Yksi mooli kuutiometriä kohti vastaa ekvivalenttien massapitoisuutta kalsiumioneja (1/2 Ca2+) 20,04 g/m3 ja magnesium-ioneja (1/2Mg2+) 12,153 g/m3. Kovuuden numeerinen arvo, joka ilmaistaan mooliina kuutiometriä kohti, on yhtä suuri kuin kovuuden numeerinen arvo, joka ilmaistaan milliekvivalenteina litraa kohti (tai kuutiodesimetriä), ts. 1 mol/m3 = 1 mmol/l = 1 mg-ekv./l = 1 mg-ekv./dm3.
Lisäksi kovuusyksiköitä, kuten saksalaisia asteita (do, dH), ranskalaisia asteita (fo), amerikkalaisia asteita, ppm CaCO3, käytetään laajalti ulkomailla.
Näiden jäykkyysyksiköiden suhde on esitetty seuraavassa taulukossa:
Huomautus: Yksi saksalainen aste vastaa 10 mg/dm3 CaO:ta tai 17,86 mg/dm3 CaCO3:a vedessä. Yksi ranskalainen aste vastaa 10 mg/dm3 CaCO3:a vedessä. Yksi US-aste vastaa 1 mg/dm3 CaCO3:a vedessä.
Jäykkyyden alkuperä
Kalsiumioneja (Ca2+) ja magnesiumia (Mg2+) sekä muita kovuutta aiheuttavia maa-alkalimetalleja on kaikissa mineralisoituneissa vesissä. Niiden lähde on luonnollinen kalkkikiven, kipsin ja dolomiitin esiintymä. Kalsium- ja magnesium-ionit pääsevät veteen liuenneen hiilidioksidin vuorovaikutuksen seurauksena mineraalien kanssa ja muiden kivien liukenemis- ja kemiallisten rapautumisprosessien seurauksena. Näiden ionien lähteenä voivat toimia myös valuma-alueen maaperässä, pohjasedimentissä tapahtuvat mikrobiologiset prosessit sekä eri yritysten jätevedet.
Veden kovuus vaihtelee suuresti ja vesiluokituksia on monenlaisia sen kovuuden mukaan.
Yleensä vähämineralisoiduissa vesissä vallitsee kalsiumionien kovuus (jopa 70-80 %) (vaikkakin joissain harvoissa tapauksissa magnesiumkovuus voi olla jopa 50-60 %). Veden mineralisaatioasteen noustessa kalsiumionien (Ca2+) pitoisuus laskee nopeasti ja ylittää harvoin 1 g/l. Magnesiumionien (Mg2+) pitoisuus erittäin mineralisoituneissa vesissä voi olla useita grammoja ja suolajärvissä kymmeniä grammaa litrassa vettä.
Yleensä pintaveden kovuus on yleensä pienempi kuin pohjaveden kovuus. Pintavesien kovuus on alttiina havaittaville vuodenaikojen vaihteluille, saavuttaen korkeimman arvonsa yleensä talven lopulla ja alimmillaan tulvakaudella, jolloin se laimennetaan runsaasti pehmeällä sateella ja sulamisvedellä. Meri- ja valtameriveden kovuus on erittäin korkea (kymmeniä ja satoja meq/dm3)
Jäykkyyden vaikutus
Juomaveden käytön kannalta sen hyväksyttävyys kovuuden suhteen voi vaihdella merkittävästi paikallisten olosuhteiden mukaan. Kalsiumionin makukynnys on (mg-ekvivalentteina) 2-6 meq/l vastaavasta anionista riippuen ja magnesiumin makukynnys on vielä matalampi. Joissakin tapauksissa kuluttajat voivat hyväksyä veden, jonka kovuus on yli 10 meq/l. Korkea kovuus huonontaa veden aistinvaraisia ominaisuuksia antaen sille katkeran maun ja vaikuttaa negatiivisesti ruoansulatuselimiin.
Maailman terveysjärjestö ei tarjoa suositeltua kovuutta terveydellisistä syistä. WHO:n aineistossa todetaan, että vaikka useissa tutkimuksissa on havaittu tilastollisesti käänteinen yhteys juomaveden kovuuden ja sydän- ja verisuonitautien välillä, saatavilla olevat tiedot eivät riitä päättelemään, että tämä yhteys on syy-yhteys. Samoin pehmeällä vedellä ei ole yksiselitteisesti todistettu olevan negatiivinen vaikutus ihmiskehon mineraalitasapainoon.
Kuitenkin pH:sta ja emäksisyydestä riippuen vesi, jonka kovuus on yli 4 mekv/L, voi aiheuttaa kuona- ja kalkkikerrostumia (kalsiumkarbonaatti) jakelujärjestelmään, erityisesti kuumennettaessa. Tästä syystä Kattilavalvonnan normit asettavat erittäin tiukat vaatimukset kattiloiden syöttämiseen käytettävän veden kovuudelle (0,05-0,1 mg-ekv / l).
Lisäksi, kun kovuussuolat ovat vuorovaikutuksessa pesuaineiden (saippua, pesujauheet, shampoot) kanssa, muodostuu "saippuakuonaa" vaahdon muodossa. Tämä ei johda vain huomattavaan pesuaineiden hukkaan. Kuivumisen jälkeen tällainen vaahto jää plakin muodossa putkistoon, liinavaatteisiin, ihmisen ihoon ja hiuksiin (epämiellyttävä "kovien" hiusten tunne on monille hyvin tiedossa). Näiden toksiinien suurin negatiivinen vaikutus ihmiseen on se, että ne tuhoavat luonnollisen rasvakalvon, joka on aina normaalin ihon peitossa ja tukkii sen huokoset. Merkki tällaisesta negatiivisesta vaikutuksesta on puhtaasti pestyn ihon tai hiusten tyypillinen "natise". Osoittautuu, että ärsyttävä "saippuamainen" tunne, jota jotkut ihmiset kokevat pehmeän veden käytön jälkeen, on merkki siitä, että ihoa suojaava rasvakalvo on turvallinen ja terve. Hän on se, joka liukuu. Muuten joudut käyttämään rahaa voiteisiin, pehmentäviin ja kosteuttaviin voiteisiin ja muihin temppuihin palauttaaksesi luontoäidin meille jo tarjoaman ihon suojan.
Samalla on tarpeen mainita kolikon toinen puoli. Pehmeällä vedellä, jonka kovuus on alle 2 meq/l, on alhainen puskurikapasiteetti (emäksisyys) ja sillä voi pH-tasosta ja useista muista tekijöistä riippuen olla lisääntynyt syövyttävä vaikutus vesiputkiin. Siksi useissa sovelluksissa (erityisesti lämpötekniikassa) on joskus tarpeen suorittaa erityinen vedenkäsittely, jotta saavutetaan optimaalinen suhde veden kovuuden ja sen syövyttävyyden välillä.
Veden kovuus on ominaisuus, joka johtuu veteen liuenneiden suolojen, pääasiassa kalsiumin ja magnesiumin, läsnäolosta. Veden kovuus jaetaan karbonaattiin (magnesium- ja kalsiumbikarbonaattien läsnäolo siinä) ja ei-karbonaattiin (vahvojen happojen suolojen läsnäolo - kalsiumin ja magnesiumin kloridit tai sulfaatit). Karbonaattikovuuden ja ei-karbonaattikovuuden summa määrittää kokonaiskovuuden.
Karbonaatin kovuutta kutsutaan väliaikaiseksi, koska tällaisen veden pitkäaikaisessa kiehumisessa bikarbonaatit hajoavat muodostaen kalsiumkarbonaattisakan ja vapauttamalla hiilidioksidia:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
Mg (HCO 3) 2 \u003d Mg (OH) 2 ↓ + 2CO 2
Veden kovuutta, joka johtuu magnesium- ja kalsiumsulfaattien läsnäolosta, kutsutaan vakioksi. Se voidaan poistaa vain kemiallisesti:
CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4.
Tällä hetkellä ioninvaihtohartseja käytetään myös jäykkyyden poistamiseen.
Keinot poistaa veden kovuus
Kalsium- ja magnesiumsuolat liuotetaan luonnonveteen. Nämä ovat hiilivetyjä ja sulfaatteja. Näytämme kaksi menetelmää hiilikarbonaattien saostamiseksi veden kovuuden vähentämiseksi. Ensimmäinen tapa on keittäminen. Kiehuminen* muuttaa liukenevat hiilivedyt liukenemattomiksi karbonaateiksi ja veden kovuus laskee.
FROMa (HCO 3 ) 2 = CaCO 3 ↓+H 2 O+CO 2
Toinen tapa on lisätä kalkkivettä. Kun kalkkivettä lisätään, bikarbonaatit muuttuvat karbonaateiksi ja vesi pehmenee.
FROMa (HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓+2 H 2 O
Mutta veden kovuus riippuu myös kalsium- ja magnesiumsulfaateista. Kalsium- ja magnesiumsulfaatit voidaan poistaa natriumkarbonaatilla. Kun natriumkarbonaattia lisätään, sulfaatit muuttuvat liukenemattomiksi kalsium- ja magnesiumkarbonaateiksi.
CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓+ Na 2 NIIN 4
Veden pehmennys
Kovuussuolojen poisto vedestä eli sen pehmentäminen on suoritettava kattilalaitosten ruokkimiseksi, ja veden kovuus keski- ja matalapainekattiloissa saa olla enintään 0,3 mg-ekv / l. Pehmennysvettä tarvitaan myös sellaisille teollisuudenaloille, kuten tekstiili-, paperi- ja kemianteollisuus, joissa veden kovuus ei saa olla yli 0,7 -1,0 mg-ekv/l. Myös kotitalous- ja juomaveden pehmentäminen on suositeltavaa, varsinkin jos se ylittää 7 mg-ekv/l. Seuraavia vedenpehmennysmenetelmiä käytetään:
reagenssimenetelmä - ottamalla käyttöön reagensseja, jotka edistävät huonosti liukenevien kalsium- ja magnesiumyhdisteiden muodostumista ja niiden saostumista;
kationinen menetelmä, jossa pehmennetty vesi suodatetaan aineiden läpi, joilla on kyky vaihtaa niiden sisältämät kationit (natrium tai vety) kalsium- ja magnesiumkationeiksi, veteen liuenneiksi suoloiksi. Ja vaihdon seurauksena kalsium- ja magnesium-ionit säilyvät ja muodostuu natriumsuoloja, jotka eivät anna veden kovuutta;
lämpömenetelmä, joka koostuu veden kuumentamisesta yli 100 °:n lämpötilaan, kun taas karbonaattikovuussuolat poistetaan melkein kokonaan.
Usein pehmennysmenetelmiä käytetään yhdessä. Esimerkiksi osa kovuussuoloista poistetaan reagenssimenetelmällä ja loput kationinvaihdolla. Reagenssimenetelmistä natronkalkkipehmennysmenetelmä on yleisin. Sen olemus pelkistyy siten, että veteen liuenneiden Ca Mg-suolojen sijaan saadaan liukenemattomia CaCO3- ja Mg(OH)2-suoloja, jotka saostuvat. Molemmat reagenssit - sooda Na2CO3 ja kalkki Ca(OH)2 - lisätään pehmennettyyn veteen samanaikaisesti tai vuorotellen. Karbonaattisuolat, väliaikainen kovuus poistetaan kalkilla, ei-karbonaatti, vakiokovuus - sooda. Kemialliset reaktiot karbonaattikovuuden poistamisen yhteydessä etenevät seuraavasti:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O
Magnesiumoksidihydraatti Mg(OH)2 koaguloituu ja saostuu. Ei-karbonaattisen kovuuden poistamiseksi Na2CO3 lisätään pehmennettyyn veteen. Kemialliset reaktiot, kun poistetaan karbonaattitonta kovuutta, ovat seuraavat:
Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4;
Na2CO3 + CaC12 = CaCO3 + 2NaCl.
Reaktion tuloksena saadaan kalsiumkarbonaattia, joka saostuu. Vedenkäsittelyssä käytettävät reagenssit syötetään veteen seuraavissa paikoissa:
a) kloori (esikloorauksen tapauksessa) - ensimmäisen hissin pumppuaseman imuputkiin tai putkiin, jotka syöttävät vettä käsittelyasemalle;
b) koagulantti - putkistoon ennen sekoitinta tai sekoittimeen;
c) kalkki alkalointia varten koaguloinnin aikana - samanaikaisesti koagulantin kanssa;
d) aktiivihiili hajun ja maun poistamiseksi vedestä 5 mg/l asti - ennen suodattimia. Suurilla annoksilla kivihiiltä tulee syöttää ensimmäisen hissin pumppuasemalla tai samanaikaisesti koagulantin kanssa vedenkäsittelylaitoksen sekoittimeen, mutta aikaisintaan 10 minuuttia kloorin lisäämisen jälkeen;
e) klooria ja ammoniakkia veden desinfiointiin johdetaan käsittelylaitoksiin ja suodatettuun veteen. Jos vedessä on fenoleja, ammoniakkia tulee lisätä sekä esi- että loppukloorauksen aikana.
Erityisiä vedenpuhdistus- ja käsittelytyyppejä ovat suolanpoisto, suolanpoisto, raudanpoisto, liuenneiden kaasujen poistaminen vedestä ja stabilointi.
Yksi Moskovan kaupungin asukkaiden useimmin kysytyistä kysymyksistä on kysymys juomaveden kovuudesta. Tämä johtuu astianpesukoneiden ja pesukoneiden yleisestä käytöstä jokapäiväisessä elämässä, jonka pesuainekuormituksen laskenta perustuu käytetyn veden kovuuden todelliseen arvoon.
Voit selvittää veden kovuuden arvon osoitteessasi sähköisen palvelumme kautta
Venäjällä kovuus mitataan "kovuusasteina", ja maailmanlaajuiset valmistajat käyttävät maissaan hyväksyttyjä mittayksiköitä. Siksi asukkaiden avuksi on luotu "Jäykkyyslaskin", jolla voit muuntaa jäykkyysarvot yhdestä mittausjärjestelmästä toiseen, jotta voit asentaa kodinkoneet oikein.
| Jäykkyysindeksi | Nykyinen mittayksikkö | Vaadittu mittayksikkö | Indikaattorin laskennan tulos | |
|---|---|---|---|---|
| = |
Kovuus on joukko veden ominaisuuksia, jotka liittyvät siihen liuenneiden suolojen, pääasiassa kalsiumin ja magnesiumin ("kovuussuolat") pitoisuuteen. Kokonaisjäykkyys koostuu tilapäisestä ja pysyvästä. Väliaikainen kovuus voidaan poistaa keittämällä vettä, mikä johtuu joidenkin suolojen ominaisuudesta saostua muodostaen ns.
Pääasiallinen kovuuden suuruuteen vaikuttava tekijä on kalsiumia ja magnesiumia sisältävien kivien (kalkkikivi, dolomiitti) liukeneminen, kun luonnonvesi kulkee niiden läpi. Pintavedet ovat yleensä pehmeämpiä kuin pohjavedet. Pintavesien kovuus on alttiina havaittaville vuodenaikojen vaihteluille, saavuttaen maksiminsa talvella. Kovuuden vähimmäisarvot ovat tyypillisiä korkea- tai korkeaveden jaksoille, jolloin vesilähteisiin virtaa intensiivisesti pehmeää sulaa tai sadevettä.
Jäykkyysyksiköt
Venäjällä kovuus mitataan "kovuusasteina" (1°W = 1 meq/l = 1/2 mol/m3). Ulkomailla muut veden kovuuden mittayksiköt hyväksytään.
Jäykkyysyksiköt
1 ° W = 20,04 mg Ca 2+ tai 12,15 Mg 2+ 1 dm 3:ssa vettä;
1°DH = 10 mg CaO 1 dm3:ssa vettä;
1°Clark = 10 mg CaC03:a 0,7 dm3 vedessä;
1°F = 10 mg CaC03:a 1 dm3:ssa vettä;
1 ppm \u003d 1 mg CaCO 3 1 dm 3:ssa vettä.
Veden kovuus joissakin maailman kaupungeissa
Maailman terveysjärjestön WHO:n suositukset juomavedestä:
kalsium - 20-80 mg / l; magnesium - 10-30 mg / l. Jäykkyydelle ei ole suositeltua arvoa. Näiden indikaattoreiden mukaan Moskovan juomavesi on WHO:n suositusten mukainen.
Venäjän säädösasiakirjat (SanPiN 2.1.4.1074-01 ja GN 2.1.5.1315-03) juomavedestä säätelevät:
kalsium - standardia ei ole vahvistettu; magnesium - enintään 50 mg / l; jäykkyys - enintään 7 ° Zh.
Veden kovuusaste määräytyy vedessä olevien ionien mukaan kalsium (Ca 2+), magnesium (Mg 2+), strontium (Sr 2+), barium (Ba 2+), rauta (Fe 2+), mangaani (Mn 2+). Lisäksi kalsium- ja magnesium-ionien pitoisuus ylittää merkittävästi muiden lueteltujen ionien pitoisuudet yhteensä. Siksi Venäjällä on tapana määrittää kovuuden arvo vedessä olevien kalsium- ja magnesium-ionien summana ilmaistuna milligrammaekvivalentteina litrassa (mg-eq / l). Yksi mekv/l vastaa pitoisuutta 20,04 mg Ca 2+ tai 12,16 mg Mg 2+ litrassa vettä.
Kovuus on karbonaattia (väliaikainen, poistuu keittämällä) ja ei-karbonaattia (pysyvä). Karbonaattikovuus johtuu kalsium- ja magnesiumbikarbonaattien läsnäolosta vedessä, ei-karbonaattikovuus johtuu näiden metallien sulfaattien, kloridien, silikaattien, nitraattien ja fosfaattien läsnäolosta.
Väliaikainen kovuus on nimeltään, koska keitettäessä kalsium- ja magnesiumbikarbonaatit hajoavat ja saostuvat karbonaattien muodossa. Tämän prosessin kemiallinen reaktio on seuraava: 
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
Tuloksena oleva sakka muodostaa plakin (ns. kalkin) niiden astioiden seinille, joissa vettä keitetään. Kiehumisen ja hiilivetyjen saostumisen jälkeen vesi pehmenee.
Pysyvä kovuus johtuu sulfaattien, kloridien, silikaattien ja joidenkin muiden kalsiumin ja magnesiumin suolojen stabiilien kemiallisten yhdisteiden läsnäolosta vedessä, jotka eivät saostu eivätkä poistu keitettäessä. Väliaikaisen ja pysyvän kovuuden summa antaa veden kokonaiskovuuden.
Veden yleinen kovuus, standardit
Maailmanlaajuinen juomaveden laadunvalvontakäytäntö (Maailman terveysjärjestön (WHO) standardit, Euroopan unionin (EU) standardit, ISO-standardit sekä USA:n standardit) ei standardoi juomaveden kovuutta - vain erikseen veden pitoisuutta. kalsium- ja magnesiumionit vedessä. Venäjän standardien () mukaan kovuus ei saa ylittää 7 mg-eq / l. Mitä tapahtuu, kun tämä arvo ylittyy? Osoittautuu, että kun veden kovuus on yli 7 mg-ekv/l, putkien liikakasvu kalkkikerrostumilla kasvaa merkittävästi, mikä lyhentää niiden käyttöikää ja lisää käyttökustannuksia. Ja erittäin alhaisella veden kovuudella se saa voimakkaita syövyttäviä ominaisuuksia. Muovin ja metallimuovin aktiivinen käyttö viime vuosina mahdollistaa pehmeän veden käytön rajoitusten poistamisen.
Yleinen veden kovuus, luokitukset
Luonnonveden luokitukset kovuusasteen mukaan vaihtelevat eri maissa, ja ne voidaan myös jakaa alaosiin veden käyttötarkoituksen mukaan.
Yleisin luokitus on seuraava:
Amerikkalaisen luokituksen mukaan juomavettä pidetään "pehmeänä", kun kovuussuolojen pitoisuus on alle 2 mg-ekv / l, normaali - 2 - 4 mg-ekv / l, kova - 4 - 6 mg-ekv. / l, ja erittäin kova - yli 6 meq/l. On huomattava, että tällainen luokitus koskee juomavettä. Lämminvesijärjestelmissä ja lämmityselementtien kanssa kosketuksissa olevan veden on oltava pehmeämpää järjestelmän normaalin toiminnan kannalta. Täällä et voi tehdä ilman asennusta, erityisesti -. Samanaikaisesti, jos vesi tulee yksityisestä kaivosta, on todennäköistä, että alustava tarvitaan.
Pesuainejätteet
Kovassa vedessä tavallisesta saippuasta (kalsiumionien läsnä ollessa) muodostuu saippuakuonaa - liukenemattomia yhdisteitä, joilla ei ole hyödyllisiä toimintoja. Ja ennen kuin veden kaikki kalsiumin kovuus on poistettu tällä tavalla, vaahdon muodostuminen ei ala. Pesuainehävikki on huomattava. Kuivumisen jälkeen tällaiset saippuakuonat jäävät plakin muodossa putkistoihin, liinavaatteisiin, ihmisen ihoon ja hiuksiin (epämiellyttävä "kovien" hiusten tunne on monille hyvin tiedossa).
Negatiivinen vaikutus kudoksiin
Kova vesi ei sovellu pesuun ja pesuun. Miksi? Kun saippua tai jauhe joutuu kosketuksiin kovan veden kanssa, kovuussuolojen kationeja (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) reagoivat rasvahappoanionien kanssa, jotka ovat osa saippuaa ja muodostavat huonosti liukenevia yhdisteitä, kuten kalsiumstearaattia Ca (C 17 H 35 COO) 2. Nämä kerrostumat tukkivat vähitellen kankaan huokoset ja se lakkaa päästämästä ilmaa ja kosteutta läpi, kuiduista tulee karkeita ja joustamattomia. Tuotteen värit haalistuvat ja saavat harmaankeltaisen sävyn. Kankaan pinnalle asettuneet "kalkkisaippuat" vievät sen lujuuden.
Ihoärsytys
Kun ”kovuushiutaleet” joutuvat ihmisen iholle, luonnollinen rasvakalvo tuhoutuu, mikä suojaa ihoa ympäristön haitallisilta vaikutuksilta, ja huokoset tukkeutuvat. Merkki tällaisesta negatiivisesta vaikutuksesta on ihon tai hiusten ominainen "natise", joka ilmenee suihkun jälkeen. Itse asiassa "saippuaisuus", joka aiheuttaa ärsytystä joillakin ihmisillä pehmeän veden käytön jälkeen, on varma merkki siitä, että ihoa suojaava rasvakalvo on turvallinen ja ehjä. Hän on se, joka liukuu. Tai käytä kovaa vettä ja kompensoi pinnoitteen rikkoutuminen voideilla, pehmentävillä ja kosteuttavilla voiteilla ja muilla temppuilla palauttaaksesi ihon suojan, jonka luonto on jo antanut meille.
Lyhentynyt laitteiden käyttöikä
Kun vettä, jonka kovuus on yli 4 mg-ekv/l, kuumennetaan korkean emäksisyys- ja pH-tasojen taustalla, kalsiumkarbonaatti saostuu intensiivisesti kalkin muodossa (putket "kasvavat yli", lämmitykseen muodostuu valkoinen pinnoite elementit). Siksi Kotlonadzorin normit normalisoivat kattiloiden syöttämiseen käytettävän veden kovuusindeksin arvon (0,05–0,1 mg-ekv/l). Monissa teollisissa prosesseissa kovuussuolat voivat reagoida kemiallisesti muodostaen ei-toivottuja välituotteita.
Terveysvaikutus
Maailman terveysjärjestö säätelee veden kovuuden arvoja terveysvaikutusten kannalta. Järjestön materiaalit kertovat, että vaikka useat tilastotutkimukset ovat paljastaneet käänteisen suhteen juomaveden kovuuden ja sydän- ja verisuonijärjestelmän sairauksien välillä, saadut tiedot eivät vieläkään riitä määrittämään näiden ilmiöiden välistä syy-yhteyttä. Ei myöskään ole näyttöä siitä, että pehmeä vesi vaikuttaisi negatiivisesti hivenainetasapainoon ihmiskehossa. Useat tutkimukset viittaavat siihen, että ihminen imeytyy vedestä erittäin vähän tärkeitä mineraaleja, ja hän saa suurimman osan niistä ruuasta.
Paikallisista olosuhteista riippuen juomaveden hyväksyttävä kovuus voi vaihdella jonkin verran. Joissakin tapauksissa kuluttaja voi hyväksyä veden, jonka kovuus on yli 10 meq/l. Kalsiumionin makukynnys (mg-ekvivalentteina) on vastaavasta anionista riippuen välillä 2-6 meq/l, ja magnesiumin makukynnys on tätäkin matalampi. Joten kovalla vedellä voi olla katkera maku. Ja kovan veden pitkäaikainen käyttö (johon liittyy yleensä korkea kokonaismineralisaatio) johtaa ongelmiin ruoansulatuskanavassa.
mutta toisaalta
On myös huomioitava, että vedellä, jonka kovuus on alle 2 meq/l, on alhaiset puskurointiominaisuudet (emäksisyys) ja pH-tasosta ja joistakin muista tekijöistä riippuen sillä voi olla lisääntynyt syövyttävä vaikutus putkien ja lämmityslaitteiden pintoihin. . Siksi joissakin tapauksissa, etenkin kattilahuoneissa, on lisäksi suoritettava erityinen, jonka avulla on mahdollista saavuttaa optimaalinen suhde veden syövyttävyyden ja sen kovuuden välillä.
