Publikacja poświęcona jest problemowi oddziaływania wody o dużej zawartości węglanów wapnia na instalacje wodociągowe i urządzenia, w których podgrzewana jest woda oraz wpływowi strukturyzatorów wody – urządzeń do jej uzdatniania, wykorzystujących m.in. pole magnetyczne, na przeciwdziałanie powstawaniu osadów na wewnętrznej powierzchni instalacji i urządzeń.

Twarda woda i metody jej uzdatniania

Woda tzw. twarda to jeden z największych i najczęstszych problemów w gospodarstwach domowych, zarówno w Polsce, jak i na świecie. Twardość wody powodują rozpuszczone w niej sole wapnia, magnezu i innych metali wielowartościowych. Na całkowitą twardość wody składa się twardość węglanowa (przemijająca), spowodowana obecnością w wodzie kwaśnych węglanów wapnia i magnezu oraz twardość niewęglanowa, spowodowana zawartością innych soli wapnia i magnezu (chlorki, siarczany, azotany, krzemiany).

Twardość wody wyrażana jest w różnych jednostkach: mg CaCO₃/dm³; mval Ca²⁺/dm³, mmol CaCO3/dm3, stopnie niemieckie [°n], stopnie francuskie [°f]. Orientacyjną skalę twardości wody przedstawiono w tabeli 1.

Aby zmniejszyć twardość wody stosować można różne metody jej uzdatniania:

• termiczne (podgrzewanie wody do temperatury powyżej 37°C);
• chemiczne – metoda sodowo-wapienna i metoda fosforanowa – wymagają stosowania dodatkowych środków chemicznych (wapno, fosforany) oraz zagospodarowania powstających osadów;
• fizykochemiczne – oparte na zastosowaniu jonitów zatrzymujących obecne w wodzie kationy i aniony w procesie wymiany jonowej.

Metody fizycznego uzdatniania

Odrębną metodą, której mechanizm nie został do końca poznany i opisany, jest wykorzystanie różnego typu oddziaływań fizycznych. Efekty takiego uzdatniania objaśniane są najczęściej wpływem pola magnetycznego na przebieg krystalizacji rozpuszczonych w wodzie węglanów wapnia i magnezu. Osady, wytrącające się pod wpływem podgrzania wody, mają w wyniku oddziaływania pola magnetycznego zmniejszoną zdolność do aglomeracji i cementowania [2]. Pozostają więc zawieszone w cieczy i nie osadzają się na ściankach przewodów lub urządzeń grzewczych albo osadzają się w postaci łatwo usuwalnej. W wyniku oddziaływania pola magnetycznego obserwuje się również usuwanie osadów znajdujących się na powierzchni mającej kontakt z wodą w instalacji.

Metoda magnetycznego uzdatniania wody stosowana jest w celu zapobiegania powstawaniu nadmiernych osadów węglanów wapnia przede wszystkim w urządzeniach i instalacjach przemysłowych, w których ogrzewana jest woda (kotły wodne i parowe, wymienniki ciepła, urządzenia destylacyjne itp.). Urządzenia te rzadziej są stosowane w instalacjach domowych c.o. i c.w.u. oraz na przewodach zasilających podgrzewacze przepływowe wody, pralki automatyczne czy zmywarki.

Halina Deptuła, Monika Lipska, Karolina Solecka

O badaniach laboratoryjnych, urządzeniach do badań, metodach badań i ich wynikach w artykule z PI 9/2013. Kup go