W trosce o zdrowie i instalację

Zmiękczanie wody z własnej studni i wodociągu

Marcin Dąbrowski
Marcin Dąbrowski

Twarda woda może mieć niekorzystny wpływ na naszą skórę, włosy oraz na instalacje i urządzenia grzewcze. Czy trzeba ją zmiękczać? Kiedy i jak to robić bez szkody dla zdrowia?

O chemicznej własności wody zwanej twardością decyduje zawartość wapnia i magnezu w postaci rozpuszczonych w wodzie soli, a także jonów innych pierwiastków (żelaza, manganu, baru, strontu i glinu), których stężenie jest jednak zwykle niewielkie, więc pomijane. O wodzie, która ma dużo soli wapnia i magnezu, mówimy, że jest twarda. Nie oznacza to jednak, że jest zanieczyszczona i nie nadaje się do picia. Przeciwnie. W wodach naturalnych wapń i magnez występują w stężeniu od 50 do 1000 mg CaCO3/l. Optymalna twardość wody to 100-500 mg CaCO3/l. Przeciętna twardość wody użytkowej (kranowej) wynosi mniej więcej 10on, czyli 178,57 mg CaCo3, 3,57 mval/l, 17,86of lub 19,64oa.

W trosce o zdrowie i instalację

Woda, zwłaszcza ta czerpana z własnych przydomowych ujęć, często ma nadmierną twardość. Stacja do uzdatniania zamontowana na przyłączu wodociągowym poprawia jakość całej zużywanej w domu wody – tej kierowanej do spożycia i zasilającej urządzenia sanitarne oraz grzewcze

fot. Andrzej Szandomirski

Dobra do picia

Organizm ludzki do prawidłowego funkcjonowania potrzebuje wprawdzie wody czystej, ale niepozbawionej rozpuszczonych w niej mikroskładników, takich jak: sód, potas czy właśnie wspomniane wapń i magnez.

Wapń wpływa na pracę mięśni i przesyłanie sygnałów nerwowych oraz na koagulację krwi. Reguluje pracę serca i jest budulcem kości. Jego niedobór może powodować osteoporozę.

Magnez uczestniczy w budowie komórek mięśni i powstawaniu wielu enzymów. Wpływa na równowagę systemu nerwowego. Gdy w organizmie jest go za mało, pojawiają się skurcze mięśni, nerwowość i rozdrażnienie.

Organizm człowieka łatwiej przyswaja wapń i magnez z wody niż z pożywienia. Ten drugi aż 30-krotnie. Najzdrowsza do picia jest woda zawierająca 30-80 mg Ca/l oraz 30-125 mg Mg/l. Kiedy pijemy wodę twardą, dzienne spożycie magnezu sięga 52 mg/l, gdy miękką – zaledwie 2,3 mg/l.

Usunięcie z wody jonów wapnia i magnezu sprawia, że ich zawartość w organizmie człowieka drastycznie spada. Miękka, czyli pozbawiona tych pierwiastków, woda może być większym zagrożeniem dla organizmu człowieka niż woda twarda.

Większość wód mineralnych, w tym lecznicze, to twarde wody wapniowo-magnezowe. W ich przypadku jakiekolwiek zabiegi powodujące zmianę naturalnego składu są prawnie zabronione.

Różne oblicza twardości

Twardość ogólna to suma zawartości jonów wapnia i magnezu we wszystkich możliwych połączeniach. Dzieli się ją na wapniową – wywołaną obecnością jonów wapnia – i magnezową – powodowaną przez jony magnezu. Jest też pojęcie twardości węglanowej, czyli spowodowanej przez wodorowęglany, węglany i wodorotlenki wapnia oraz magnezu, a także niewęglanowej – wynikającej z obecności w wodzie innych związków wapnia i magnezu (siarczanów, chlorków, azotanów). Twardość przemijająca wywołana przez wodorowęglany wapnia i magnezu jest usuwana w procesie gotowania, twardość stała pozostaje po przegotowaniu wody. Za pomocą gotowania można obniżyć twardość ogólną nawet o 50%.

m_168463

Jednostki twardośći wody

Kiedy woda nadaje się do spożycia

Przepisy (rozporządzenie ministra zdrowia z 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (DzU nr 61, poz. 417 z późn. zm.)) dopuszczają do spożycia zarówno wodę miękką, jak i taką o dużej twardości, bo i jedna, i druga się do tego nadaje. Zgodnie z nimi twardość ogólna wody w przeliczeniu na węglan wapnia (CaCO3) może wynosić od 60 do 500 mg CaCO3/l. Jest to wartość zalecana (pożądana) ze względów zdrowotnych i zgodna z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia, ale jeśli woda jest zbyt miękka (wartość wskaźnika jest poniżej 60 mg/l), nie ma obowiązku uzupełniania niedoboru składników, które o tym decydują. Spożywanie takiej wody nie jest jednak korzystna dla zdrowia – w dłuższej perspektywie może powodować choroby układu krążenia. Niekorzystne dla zdrowia może być także picie wody ze zbyt dużą – przekraczającą 500 mg CaCO3/l – ilością soli wapnia i magnezu, bo spożywane w nadmiarze odkładają się one w nerkach. Taką wodę można poznać po gorzkawym smaku.

Woda z podłoża wapiennego jest dużo twardsza niż z granitowego, dlatego w różnych regionach geograficznych jest inna. W Polsce najtwardsza występuje w rejonie południowo-wschodnim.

Kto ma miękką, a kto twardą wodę

Kto ma miękką, a kto twardą wodę

Twardość wody jest zróżnicowana w zależności od regionu kraju

rys. Agnieszka i Marek Sterniccy

Nieodpowiednia do instalacji i urządzeń

Korzystanie w gospodarstwach domowych z wody twardej, czyli zawierającej dużo rozpuszczonych soli wapnia i magnezu, choć nieszkodliwe dla zdrowia, przysparza licznych problemów eksploatacyjnych. Kiedy się ją podgrzewa, zawarte w niej wodorowęglany (sole) przekształcają się w węglany i w postaci twardego osadu przywierają do wewnętrznych ścianek naczyń. Największą odpowiedzialność za to ponosi siarczan wapniowy.

Z takim zjawiskiem mamy do czynienia na przykład podczas gotowania wody w czajniku. Ubywa z niej wtedy minerałów, a na ścianach czajnika osadza się kamień, który jednak stosunkowo łatwo usunąć octem lub specjalnie do tego przeznaczonym płynem. Jest to trochę uciążliwe, ale zupełnie niegroźne.

Inaczej niż w przypadku stalowych przewodów ciepłej wody, grzałek w pralkach i zmywarkach, kotłów lub innych urządzeń grzewczych. Kamień wytrącający się z twardej wody utrudnia przewodzenie ciepła w tych urządzeniach i zmniejsza w ten sposób sprawność wymiany ciepła. Warstwa kamienia o grubości 1 mm zwiększa zużycie energii o blisko 15%. Z czasem zmniejsza także światło przewodów, przez co w urządzeniach grzewczych rosną straty ciśnienia na przepływie i skraca się żywotność instalacji. Kamień osadzający się na ceramice sanitarnej odpowiada też za powstawanie nieestetycznych zacieków.

Twardość wody wpływa na jej napięcie powierzchniowe, a im jest ono większe, tym trudniej zwilżać wszelkiego rodzaju powierzchnie i oczyścić je. Podczas mycia lub prania w twardej wodzie zużywa się więcej środków czystości. To naturalny odruch wynikający z tego, że mydło, szampon, płyn czy proszek do prania nie chcą się normalnie pienić, ponieważ jony wapniowe i magnezowe wytrącają z nich ług. Na tej podstawie możemy się zresztą w najprostszy sposób przekonać, że mamy do czynienia z twardą wodą.

Kamień kotłowy można oczywiście usuwać mechanicznie albo chemicznie, ale jest to dość uciążliwe i naraża instalację na ryzyko uszkodzenia. Lepiej więc zapobiegać jego powstawaniu, zmiękczając wodę przed wprowadzeniem jej do urządzeń i instalacji.

W przypadku pralek i zmywarek dość popularne jest stosowanie – oprócz środków piorących – preparatów zmiękczających wodę w postaci proszku, płynu lub tabletek. Zapobiegają one powstawaniu osadów oraz zapewniają wypranym rzeczom puszystość, a umytemu szkłu – połysk.

Nie ma jednak podobnych środków do ochrony instalacji grzewczej, kotłów czy podgrzewaczy wody, więc jeśli mamy bardzo twardą wodę (zwykle chodzi o tę czerpaną z własnej studni), warto rozważyć zakup i zamontowanie urządzenia do jej zmiękczania. Taką sugestię możemy też usłyszeć na przykład przy zakupie nowego kotła centralnego ogrzewania.

Woda w instalacji potrzebuje zmiękczania, gdy:

  • ma zły smak, nienaturalne zabarwienie lub jest nadmiernie mętna;
  • spożywanie jej wywołuje zaburzenia w pracy układu pokarmowego;
  • tworzy żółtobrązowe zacieki na ceramice łazienkowej;
  • powoduje powstawanie żółtawych plam na pranej bieliźnie;
  • na wewnętrznej powierzchni garnków i czajników podczas gotowania pozostawia kamienny osad; podobne zjawisko zagraża urządzeniom grzewczym.

Odpowiednie do twojej instalacji

Odpowiednie do twojej instalacji

Jeśli woda zawiera kilka mg Fe/l, głównie w postaci wodorowęglanów, ilość manganu i barwa są w normie, a odczyn pH powyżej 7, można zastosować uzdatnianie w wersji minimum – z filtracją wstępną i ze zmiękczaniem

rys. Agnieszka i Marek Sterniccy
Odpowiednie do twojej instalacji

W instalacji z układem podnoszenia ciśnienia można zastosować odżelaziacz ze złożem żwirowo-piaskowym współpracujący ze sprężarką. By-pass (obejście) jest wbudowany w głowicę sterującą

rys. Agnieszka i Marek Sterniccy
Odpowiednie do twojej instalacji

Jeżeli stężenie żelaza i manganu jest większe, a oprócz tego pojawiają się siarkowodór lub amoniak albo odczyn pH jest niższy niż 7,5, należy stosować złoże katalityczne regenerowane KMnO4. Do kolumny ciśnieniowej jest wtedy podłączony zbiornik z roztworem do regeneracji złoża

rys. Agnieszka i Marek Sterniccy

Jak sprawdzić, jaką mamy wodę

Woda dostarczana do domowych instalacji siecią wodociągową jest wcześniej uzdatniana (filtrowana w celu pozbawienia zanieczyszczeń mechanicznych, dezynfekowana), a jej jakość – przed wysłaniem do odbiorców – kontrolowana pod kątem przydatności do spożycia. Nadzór nad jakością wody sprawują jednostki Państwowej Inspekcji Sanitarnej. Twardość wody można sprawdzić na stronie internetowej zaopatrującego nas w nią lokalnego przedsiębiorstwa wodociągowego.

Jakość wody pobieranej ze studni można i warto skontrolować w laboratorium terenowym bądź stacji sanitarno-epidemiologicznej. Można także skorzystać z usług firm zajmujących się sprzedażą urządzeń do uzdatniania wody.

Poziom twardości wody można również sprawdzić samodzielnie, używając do tego dostępnych w sprzedaży (nieraz dołączanych przez producentów do AGD wrażliwych na osadzanie się kamienia) testów paskowych lub dokładniejszego od nich testera kropelkowego.

Nie w pralce czy zmywarce, ale kompleksowo

Jeżeli zdecydujemy się na zmiękczanie całej wody dostarczanej do domu (zwykle z własnej studni), potrzebne nam będzie urządzenie zwane zmiękczaczem. To zbiornik wypełniony złożem ze specjalnej żywicy, tak zwanego jonitu. W przepuszczonej przez nie wodzie następuje wymiana jonów wapniowych i magnezowych na jony sodowe. Kiedy jonit się nasyci, nie wymienia się go, lecz regeneruje, czyli płucze roztworem soli kuchennej i czystą wodą. W czasie regeneracji, która odbywa się automatycznie, jony wapnia i magnezu są zastępowane jonami sodowymi i kiedy proces się kończy, urządzenie jest ponownie gotowe do przyjęcia nowej porcji jonów odpowiedzialnych za twardość wody. Takie cykle – zmiękczania i regeneracji – mogą się wielokrotnie powtarzać. Wypłukane z żywicy jony wapnia i magnezu są usuwane do kanalizacji.

Płukanie złoża odbywa się w kierunku przeciwnym niż uzdatnianie. Ilość koniecznych do tego soli i wody może być mniejsza.

Częstotliwość regeneracji zależy od rodzaju zastosowanej żywicy i jej zdolności jonowymiennej oraz od twardości wody i wielkości jej zużycia. Stosowane złoża jonitowe mają wysoką wydajność i długą żywotność, w czasie której zachowują niemal niezmienną sprawność. Żywica w zasadzie się nie zużywa. Ewentualne ubytki mogą się pojawić dopiero po kilku latach eksploatacji. Od czasu do czasu trzeba za to kontrolować ilość soli do regeneracji jonitu i w razie potrzeby ją uzupełniać.

Sól powinna być dobrej jakości, najlepiej w blokach lub tabletkach, bo w takiej postaci nie zbryla się na dnie zbiornika i nie zatyka przewodów solankowych oraz łatwo ją uzupełniać. Podczas uruchamiania zmiękczacza należy zmierzyć twardość doprowadzanej do niego wody i wprowadzić tę wartość do pamięci sterownika. Będzie ona dla sterownika podstawą do określenia, kiedy ma nastąpić regeneracja.

Zmiękczacze mają zazwyczaj dwa zbiorniki: jeden na żywicę jonowymienną, drugi – na solankę do regeneracji.

Nowoczesne zmiękczacze, nazywane bardziej elegancko stacjami uzdatniania wody, nie tylko usuwają twardość, ale też zmniejszają zawartość zanieczyszczeń stałych. Mają estetyczny wygląd i są proste w obsłudze. W obudowie znajdują się zwykle zbiornik ze złożem jonitowym, zbiornik na sól i solankę, zawór do regulacji twardości wody, zawór obejścia (by-pass) oraz sterownik (z wyświetlaczem) zarządzający pracą urządzenia. Zależnie od rodzaju głowicy sterującej sterowanie może być czasowe (realizowane na podstawie założonego planu zużycia wody) lub objętościowe (uzależnione od pomiaru jej rzeczywistego przepływu).

Do niektórych urządzeń można podłączyć dodatkowo:

  • czujnik soli informujący, że brakuje jej w zbiorniku;
  • czujnik ciśnienia umożliwiający precyzyjnie dobranie przez sterownik ilości solanki i wody koniecznych do prawidłowej regeneracji złoża;
  • konwertery pozwalające na podłączenie sterownika do komputera lub zdalną obsługę zmiękczacza przez Internet.

Odżelaziacz musi być ustawiony w miejscu pozwalającym na wygodne podłączenie go do instalacji wodnej, kanalizacyjnej i zasilania elektrycznego. Musi być do niego dostęp umożliwiający czynności konserwacyjne

fot. Andrzej Szandomirski
W trosce o zdrowie i instalację

Zależnie od rodzaju głowicy sterowanie może się odbywać na podstawie założonego zużycia wody lub pomiaru jej rzeczywistego przepływu

fot. Andrzej Szandomirski

Jak prawidłowo dobrać zmiękczacz

Podstawą doboru urządzenia zmiękczającego (stacji uzdatniania) są twardość wody oraz jej dzienne i maksymalne chwilowe zużycie. Jeśli woda pochodzi z własnego ujęcia, powinno się wcześniej przeprowadzić jej analizę. Często bowiem zawiera dużą ilość żelaza i manganu, które mogą spowodować szybką degradację żywicy, bo część jej zdolności jonowymiennej zostanie wykorzystana na wymianę jonów żelazowych i manganowych na jony sodowe. Producenci żywic jonowymiennych ostrzegają, że duża ilość żelaza w wodzie skraca okres eksploatacji żywic jonowymiennych nawet o połowę.

Dlatego w przypadku mocno zażelazionej wody przed zmiękczaczem należy zamontować odżelaziacz.

Wielkość zużycia można ustalić pośrednio na podstawie liczby pomieszczeń sanitarnych i ich wyposażenia oraz liczby osób stale korzystających z wody w gospodarstwie domowym.

Wielkość złoża powinna być dobrana w taki sposób, aby przerwa potrzebna na regenerację, podczas której nie jest pobierana woda, wynosiła od pół godziny do trzech godzin. Najwygodniej jest, gdy regeneracja może się odbywać nie częściej niż raz na dobę, na przykład w nocy, kiedy nie korzystamy z wody.

Można kupić także urządzenia, które nie wymagają przerwy na regenerację, bo mają dwa zbiornikami z żywicą jonowymienną pracujące na zmianę. Są zwykle droższe, ale pozwalają na korzystanie ze zmiękczonej wody bez przerwy.

Do domów jednorodzinnych zwykle wystarczają zmiękczacze o wydajności 1-2 m3/h, jednak warto zrobić obliczenia, żeby zakupione urządzenie nie okazało się za duże lub za małe. Eksploatacja zbyt małego zmiękczacza będzie uciążliwa i bardziej kosztowna ze względu na konieczność kilkakrotnej regeneracji złoża w ciągu doby oraz zwiększone zużycie potrzebnej do tego soli. Z kolei na zakup przewymiarowanego urządzenia niepotrzebnie wydamy więcej, niż to konieczne.

W trosce o zdrowie i instalację

Kolumna filtracyjna i zbiornik z solą do regeneracji złoża muszą stać obok siebie. Łączy się je elastycznym przewodem

fot. Andrzej Szandomirski

Estetyczne, wygodne w obsłudze stacje uzdatniania wody oprócz twardości zmniejszą także zawartość zanieczyszczeń stałych. Wszystkie potrzebne elementy (zbiornik ze złożem, zbiornik na sól i solankę, zawór do regulacji twardości, by-pass i sterownik, są we wspólnej obudowie

fot. Piotr Mastalerz

Zamiast wapnia i magnezu – sód

W wyniku zmiękczania na jonitach w wodzie zamiast soli wapniowych i magnezowych pojawiają się sole sodowe i zwiększa się jej kwasowość. Dla instalacji z tworzywa nie jest to groźne, ale w przypadku stalowych w połączeniu z tlenem zwiększa zagrożenie korozją. Dlatego w instalacjach ze stali woda zmiękczona na jonitach powinna być dodatkowo odgazowywana.

Duże stężenie kwaśnego węglanu sodowego (NaHCO3) może być też szkodliwe dla osób z nadciśnieniem krwi, więc powinno się pilnować, by nie przekroczyło 200 mg/l.

Gdzie go zamontować

Zmiękczacz powinien się znaleźć na przyłączu wodociągowym w pobliżu wodomierza, zaraz za filtrem mechanicznym. Jeśli w instalacji jest rozgałęzienie do podlewania ogrodu – za nim, ponieważ nie ma powodu, by zmiękczać i tę wodę. Miejsce powinno być ustronne, ale łatwo dostępne. W pobliżu musi się znajdować gniazdo elektryczne (230 V) oraz odpływ do kanalizacji.

Nie trzeba koniecznie kierować całego strumienia wody na filtr odżelaziający. Najlepiej zainstalować urządzenie na specjalnie wykonanym obejściu (by-passie), a nie bezpośrednio na przewodzie głównym. Dzięki temu konserwacja zmiękczacza lub jego ewentualna awaria nie spowodują przerwy w dopływie wody do baterii i urządzeń sanitarnych. W miejscu zamontowania zaworu na obejściu można też będzie zmieszać wodę zmiękczoną ze świeżą wodą z ujęcia, jeśli chcemy mieć w instalacji wodę tylko częściowo, a nie maksymalnie zmiękczoną. W pomieszczeniu musi być odpływ do kanalizacji umożliwiający odprowadzenie wody po regeneracji złoża.

Woda z płukania złoża zawiera znaczną ilość żelaza i pozostawia brunatny osad. Nie zaleca się wykorzystywania jej na przykład do podlewania ogrodu.

Ścieków z płukania złoża regenerowanego nadmanganianem potasu nie należy odprowadzać do przydomowej oczyszczalni. Jeśli się z takiej korzysta, trzeba je odprowadzać do osobnego zbiornika, który będzie okresowo opróżniany przez szambiarkę albo przed wpuszczeniem do osadnika gnilnego rozcieńczyć je dużą ilością wody. Najbezpieczniej jednak wybrać inny sposób regeneracji złoża.

Należy ściśle przestrzegać zaleceń producentów co do częstotliwości i czasu płukania oraz regeneracji złoża. Od tego zależy prawidłowe działanie urządzenia przez wiele lat.

Wariant minimum instalacji uzdatniania wody, składający się z filtracji wstępnej oraz jonowymiennej, to filtrowanie wstępne i zmiękczenie wody.

Urządzenia do zmiękczania wody

Zmiękczacz kompaktowy Niebieskie Źródła
Producent (kraj produkcji): UST-M (Polska)
Urządzenie wyposażone w całkowicie automatyczną głowicę czasowo-objętościową z polskim menu oraz by-pass ułatwiający zamontowanie i zdemontowanie głowicy. Pracuje bezobsługowo – raz w miesiącu należy dozować tabletki soli.
Jest dostępny w czterech wielkościach – ze złożem uzdatniającym o pojemności 8, 12, 20 oraz 25 l.
Cena: od 1200 zł (netto), 1476 zł (z 23% VAT)

fot. UST-M

Przydatne adresy

EKO WODA FILTRACJA: tel. 71 798 93 97, www.ewf.net.pl

GLOBAL GROUP: tel. 22 644 92 41, www.global.com.pl

SECURA BC: tel. 22 813 07 22 w. 105, www.secura.com.pl

UST-M: tel. 44 789 08 98, www.ustm.pl

Wydanie: Murator 2/2016 Tekst Marcin Dąbrowski
warto przeczytać
tematy z okładki
Na jasnym i ciepłym poddaszu
Laureatami konkursu „Czyste powietrze z Muratorem” w kategorii „Poddasze” zostali właściciele domu w Popławach. Relacjonujemy przebieg prac związanych z realizacją...
ADAPTACJA PODDASZA
Domy solarne
Czy dom może być ogrzewany wyłącznie energią słoneczną? Czy można zrezygnować z energii pochodzącej z paliw kopalnych bądź z energii...
OGRZEWANIE DOMU