Изборник
Poznato nam je da se sa aspekta kvaliteta vode, tvrdoća vode smatra jednim od važnijih parametara. Filteri za vodu kojima će se tvrdoća vode smanjiti imaju široku primenu. Koje su to komponente koje vodu čine tvrdom?
Tvrdoća vode potiče od rastvorenih soli kalcijuma i magnezijuma. Joni kalcijuma i magnezijuma u prirodnim vodama se pretežno nalaze u obliku karbonata, sulfata i hlorida. U svom originalnom značenju, ukupna tvrdoća predstavlja ukupni sadržaj kalcijumovih i magnezijumovih jona koji su rastvoreni u jednom litru vode, bez obzira sa kojim anjoskim vrstama se nalaze u ravnoteži.
Voda je dobar rastvarač i rastvaraće različite materije iz tla sa kojima je u kontaktu. Glavni prirodni izvori tvrdoće u vodi su rastvoreni polivalentni metalni joni iz sedimentnih stena i minerali iz zemljišta. Kalcijum i magnezijum, dva glavna jona, prisutni su u mnogim sedimentnim stenama, od kojih su najčešći krečnjak i kreda. Površinska voda je, u opštem slučaju, mekša od podzemne vode usled pojave padavina i manjeg kontakta sa mineralima.
Postoje različiti stepeni tvrdoće. Izražava se kao sadržaj CaCO3 (kalcijum karbonata) u mg/l vode ili u stepenima.
Prema WHO (World Health Organization), voda se u odnosu na sadržaj CaCO3 može podeliti na:
Svi smo se susreli sa naslagama kamenca na sudovima, priboru, sanitarijama, a možda se nismo zapitali šta je dovelo do formiranja ovih naslaga? Možda smo i od servisera čuli da je efikasnost i životni vek našeg bojlera smanjen upravo zbog kamenca? Glavni uzročnik ovih estetskih problema, a posledično i finansijskih izdataka jeste upravo tvrda voda iz vodovodnih sistema.
Vrednost tvrdoće vode varira od grada do grada i zavisi od lokalnih uslova. Mnoga domaćinstva u Srbiji se snabdevaju tvrdom vodom, što je najizraženije u Beogradu i Novom Sadu, gde prosečna vrednost tvrdoće iznosi 15 °dh (nemački stepeni tvrdoće). Možda nemate pri ruci uređaj za merenje tvrdoće, ali kamenac na Vašem posuđu, ravnim površinama, aparatima za kafu i drugim uređajima i opremi će Vam reći dosta o stepenu tvrdoće vodovodske vode.
Osim negativnih utcaja koje možemo u domaćinstvu i sami da uočimo, tvrdoća vode je nepoželjna karakteristika i zbog štetnih uticaja na vodovodne instalacije i uređaje u industriji.
Izdvajanje teško rastvorenih karbonata iz vode uzrokuje stvaranje naslaga, što ima uticaj na odvijanje tehnoloških procesa. Osim u industriji, tvrdoća vode je obično značajan problem pri korišćenju i u drugim uslužnim delatnostima i aktivnostima (na primer autoperionice).
Tvrda voda nije pogodna za većinu industrijskih svrha, što obuhvata mnoga polja proizvodnje.
Tvrdoća u vodi je glavni izvor stvaranja kamenca u opremi za prenos toplote, kotlovima i cevovodima. Nakupljanje kamenca u cevima dovodi do smanjenog protoka i povećanja pada pritiska, zatim izaziva veće troškove pumpanja i na kraju dovodi do neophodnosti čišćenja ili zamene cevovoda.
U rashladnim tornjevima može smanjiti efikasnost prenosa toplote. Formirane naslage mogu izazvati koroziju u tornjevima, što iziskuje skupe popravke ili zamene delova rashladnih tornjeva. Kamenac može da izazove štetu čak i u nemetalnim vodovodima instalacijama.
U kotlovima, kada kamenac počne da se formira na površini cevi, stvara se još jedan sloj materijala, kroz koji toplota mora da prođe da bi zagrejala vodu. Kamenac ima manji koeficijent toplotne provodljivosti u odnosu na metal, deluje kao izolator i ometa prenos toplote. Usled nakupljanja kamenca na nekoj površini, može doći do stvaranja pukotina u nastalom sloju kamenca, usled čega se u kotlu naglo obrazuje vodena para. Kao posledica, javljaju se dva glavna problema: korozija i pregrevanje metalnih cevi kotla. što dovodi do kvara i pucanja cevi pod pritiskom. Ova pojava može uzorkovati havariju u termoenergetskim postrojenjima. Sve navedeno uzrokuje potrebu za skupljim održavanjem i popravkama i smanjuje životni vek kotla.
Zbog bogatog mineralnog sadržaja, teže je praviti rastvore sa tvrdom vodom, jer se supstance u njoj teško rastvorljive. Takođe, može negativno uticati na sirovine. Na primer, tvrda voda čini tkaninu krutom i nerastegljivom, što je čini neprikladnom za tekstilnu industriju.
Uticaj na prehrambene proizvode i alkoholna pića – Usled povećane tvrdoće vode, može doći do reakcije sa fosfatima i zakišeljavanja sredine. Posledica upotrebe tvrde vode u prehrambednoj industriji uzorkovaće stvaranje nepoželjnih mirisa i boje. Zbog stvaranja taloga i zamućena usled proizvodnje alkoholnih pića, pre proizvodnje na primer piva, uvek je potrebno utvrditi stepen tvrdoće vode.
Ako zanemarimo iznad navedenu definiciju tvrdoće sa hemijskog aspekta, tradicionalno se tvrdoća vode opisivala kao mera sposobnosti vode da reaguje sa sapunom. Sapuni i deterdženti reaguju sa solima koje čine tvrdoću vode i talože ih gradeći nerastvorne sapune, što utiče na otežano stvaranje pene. Tek kada se sasvim istalože, sapuni i deterdženti mogu početi svoju funkciju pranja, zbog čega se njihova potrošnja znatno povećava prilikom pranja u tvrdoj vodi. Kao primer gde je ovaj problem posebno izražen navodimo delatnost autoperionica, u kojima se troše prevelike količine deterdženata. Pranje automobila tvrdom vodom, smanjiće efikasnost deterdženta i za isti stepen pranja zahtevaće se veći utrošak deterdženata, što osim što utiče na kvalitet pranja, stvara dodatne nepotrebne troškove.
Razultati istraživanja sprovedenog u 5 zemalja Evrope su pokazali su da je tvrdoća vode ključni faktor za uspešan ishod proces pranja (1). Osim što je pranje tvrdom vodom slabo, dolazi do taloženja soli kalcijuma po materijalu usled čega nastaje grub materijal. Sa druge strane, ako bismo, na primer kosu oprali kišnicom, zbog odsustva soli koje čine tvrdoću, kosa bi bila svilenkasta.
Najefikasniji način za sprečavanje stvaranja kamenca i pratećih problema je sprečavanje ulaska tvrde vode u sistem njenim pravilnim prečišćavanjem.
Postupci koji se najčešće primenjuju za izdvajanje mineralnih sastojaka iz vode na osnovu izdvojenih komponenata se mogu podeliti na:
Filtracija vode, jonska izmena, reverzna osmoza su mehanizmi po kojima se vrši eliinacija nepoželjnih minerala i dobijanje vode zahtevanih karakteristika. Filteri za prečišćavanje vode iz naše ponude sa velikom efikasnošću sprovode demineralizaciju odnosno omekšavanje vode.
