Z sanitaryЯк саме протидіють небажаним вапняним осадам та корозії пристрої для підготовки води без хімічних домішок? 

 

Те, що жорстка вода призводить до утворення в трубопроводах та опалювальних системах вапняних відкладень, а м'яка вода сприяє корозійним явищам, відомо давно. Для захисту внутрішніх систем санітарно-технічного обладнання будинків необхідно певним чином підготувати воду. Для цього існує широкий вибір, з одного боку, хімічних методів, а з іншого -- фізичних без застосування хімічних домішок. Проте, незважаючи на те, що ефективність водопідготовки без хімічних домішок уже давно доведена, у виробників постійно виникають запитання щодо альтернативних засобів водопідготовки.

 

-- Діапазони жорсткості питної води

 

Питна вода, яка постачається централізовано, має підлягати суворому регулярному контролю, її склад з хімічної та з гігієнічної точок зору повинен бути бездоганним. Проте насправді існує широкий спектр води різної якості. Цю якість води можна точніше описати, зокрема, і за допомогою жорсткості води, яка, приміром у Німеччині, вимірюється в "німецьких градусах жорсткості". У ході міжнародної гармонізації стандартів на цьому етапі, натомість, виникло позначення "оксиди та гідроксиди лужноземельних металів". Згідно із Законом про миючі засоби та засоби для чищення в Німеччині розрізняють три діапазони жорсткості: м'яка вода до 8,4 °d (або 1,5 ммоль/л), вода середньої жорсткості від 8,4 °d до 14 °d (або 2,5 ммоль/л) та жорстка вода від 14 °d (або 2,5 ммоль/л). Остання, як і раніше, тече з більшості кранів у будівлях Німеччини (як, власне, і України. -- Прим. ред.). Підсумовуючи, можна зазначити, що жорсткість води утворюється шляхом поєднання іонів лужноземельних металів кальцію та магнію, які містяться у воді.

 

-- Внаслідок чого утворюється вапняний осад?

 

Жорстка вода з високою концентрацією магнію та кальцію, швидше, корисна для людського організму, проте з технічної точки зору розчинене у воді вапно має побічну дію. Тому що те, що добре для людини, може завдати шкоди водопроводам і побутовим приладам. Вапняний наліт на арматурі та облицювальній плитці, збільшення споживання електроенергії через виникнення вапняного осаду на нагрівальних елементах -- це перші ознаки розвитку негативного процесу. Тонкий вапняний наліт товщиною приблизно у 3 мм на теплообміннику може спричинити втрати при теплопередачі понад 20%. Вже не кажучи про витрати, пов'язані з утворенням вапняного нальоту у трубах. Вапняний осад, передусім утворюється при нагріванні води, що містить вапно. З підвищенням температури збільшується концентрація вуглекислоти, порушується так звана вапняно-вуглекислотна рівновага, внаслідок чого відбувається перенасичення води карбонатом кальцію. Якщо у цей момент поряд знаходяться вільні поверхні, наприклад, теплообмінника або водопровідної труби, ці поверхні діють як центри утворення зародків кристалізації, у цих місцях у першу чергу виділяється вапно.

 

-- Вапняний наліт утворюється у водопровідних трубах, виготовлених із будь-яких матеріалів?

 

Відомо, що в районах із жорсткою водою в оцинкованих сталевих та мідних трубах може утворюватись осад, що призводить до зменшення діаметра труб. Проте не всі знають, що за певних обставин небажані відкладення також можуть утворюватись і в пластикових трубах, і в трубах, виготовлених із високоякісної сталі. Передусім гладка органічна поверхня пластику значною мірою перешкоджає утворенню осадів. Проте якщо почне утворюватися вапняний наліт, то існує небезпека "трубного інфаркту". Накопичені, нашаровані та відокремлені частини вапняного нальоту приклеюються до ділянок труби зі слабким протоком та у крайніх випадках можуть призвести до повного закупорювання трубопроводів питного водопостачання. Така картина найчастіше виникає на переходах у вертикальні відводи водопровідної труби, на яких можуть накопичуватися ці часточки та "склеюватися" внаслідок подальших процесів відокремлення вапна.

 

-- Як здійснюється захист від вапняного нальоту без хімічних домішок?

 

Характерним для підготовки води без хімічних домішок є те, що зберігається природна якість води із вмістом мінеральних речовин, а саме, кальцію та магнію. Отже, до питної води ані додаються, ані вилучаються з неї жодні складники. Прилади, що забезпечують таку підготовку води, працюють за принципом створення центрів кристалізації і локально втручаються у вапняно-вуглекислотний баланс. У результаті цього вапно, простіше кажучи, прикріпляється не до стінок металевих труб чи теплообмінників, а до завислих у воді дрібних зародкових кристалів. Уся суть у тому, щоб виробити якомога більше "нанокристалів" за одну часову одиницю. Якщо поверхня всіх зародкових кристалів набагато перевищує поверхню нагрівальних елементів чи внутрішню поверхню труби, то ймовірність відкладення карбонату кальцію на нагрівальних елементах є мізерною. У результаті цього розчинене у воді вапно не осідає в трубопроводах чи накопичувачах гарячої води, а просто вимивається з потоком води.

 

-- У яких сферах застосовуються системи захисту від вапняного нальоту?

 

Основною сферою застосування є захист трубопроводів питного водопостачання від вапняного нальоту в будівлях будь-якого типу і розмірів. Проте у наш час, коли відповідальне поводження та використання енергоресурсів стали необхідністю, захист від вапняного нальоту є ще більш важливим з огляду на ефективність використання енергії, оскільки значна частина води у Європі є жорсткою, а вапно переважно осідає на нагрівальних елементах. Через низьку теплопровідність вапно діє як ізолятор і порушує передачу теплової енергії від теплообмінника. Наслідком цього, поряд із високими енерговитратами, є додаткові витрати на техобслуговування та видалення вапняного нальоту. У сонячних установках, де високі температури в накопичувачах енергії є звичним і дуже бажаним явищем, спостерігається ще один додатковий феномен: подвоєння температури з 40 до 80OC означає шестикратне збільшення кількості діючого як ізолятор карбонату кальцію за той самий проміжок часу. З метою захисту накопичувачів сонячної енергії від утворення вапняного нальоту, а отже, для оптимізації використання енергії, найкраще встановлювати прилади для захисту від вапняного нальоту без застосування хімічних домішок.

 

-- Чи виникають додаткові витрати під час використання приладів для захисту від вапняного нальоту без застосування хімічних домішок?

 

Сучасні системи захисту від вапняного нальоту, як правило, не потребують техобслуговування, обладнані електричною системою керування і живляться електричною енергією. На будинок односімейного типу в режимі очікування витрачається менше 5 Вт, а при забиранні води - від 25 до 60 Вт (залежно від типу приладу та виробника). Також необхідно здійснювати заміну елементів. У будинку односімейного типу при середній витраті води приблизно 130 м3/рік інтервали заміни відрізняються залежно від виробника і типу приладу в діапазоні від трьох до п'яти років.

 

-- У чому полягає відмінність від традиційних систем зм'якшення води?

 

Класичний іонообмінний пристрій пропонує перевірений на практиці спосіб, за яким домішки (кальцій і магній) замінюються на іони натрію і видаляються з води. Виробники, зі свого боку, пропонують зручні налаштування відповідно до індивідуальних вимог чи рекомендують показник залишкової жорсткості в діапазоні від 5 до 8 °d. Відмінність від методу без застосування хімічних домішок полягає у принциповому способі дії: під час зм'якшення з жорсткої води утворюється м'яка вода, в результаті чого змінюється хімічний склад питної води. Внаслідок цього значно зменшується кількість вапняного осаду, зменшуються витрати на енергоносії на тлі постійних експлуатаційних витрат на електроенергію та сіль.

 

-- Чи можна застосовувати системи захисту від вапняного нальоту для санації труб?

 

Санація труб за допомогою цього методу можлива лише відносно. Системи захисту від вапняного нальоту, за певних обставин, можуть призвести до змивання нальоту чи осаду, проте доцільно та рекомендується промивати водопровідні системи. Після чого трубопроводи питного водопостачання можна захистити від повторного утворення вапняного нальоту за допомогою спеціальної системи захисту.

 

-- Як функціонує система антикорозійного захисту без хімічних домішок?

 

Незважаючи на застосування сучасних матеріалів, антикорозійний захист водопроводів донині залишається великим полем діяльності для спеціалістів з санітарної гігієни, оскільки щорічно корозія завдає водопровідним системам численних збитків. Тут розрізняють три класичні фізичні методи підготовки води: метод з використанням постійних магнітів, електромагнітів та гальванічний метод, причому останній не є чисто фізичним методом. При застуванні методу з використанням постійних магнітів вода, що підлягає підготовці, протікає через магнітне поле зі змінною полярністю, яку створюють постійні магніти. Внаслідок зміни структури води створюються сприятливі умови для утворення однорідного покривного шару на металевих трубах -- так званого антикорозійного покриття. Електромагнітний метод створює магнітні поля за допомогою електричних котушок. Гальванічний принцип антикорозійного захисту -- це крайній випадок. У цьому випадку створюється різниця потенціалів між анодом та катодом у вигляді благородного металу. У результаті цього цинковий анод розчиняється і створює сприятливі умови для утворення захисного покриття.

 

Висновки

 

Підсумовуючи, можна стверджувати, що системи підготовки води без хімічних домішок зарекомендували себе як сталий компонент ринкового сегменту водопідготовки. Провідні виробники пропонують на європейському ринку продукцію під назвою "альтернативні засоби водопідготовки" або "альтернативні засоби захисту від вапняного нальоту". Ці засоби є цілковитою альтернативою класичним методам підготовки води, оскільки обидва методи мають великий ринковий потенціал.

 

Маркус Курц