Норма минерализации питьевой воды: общая классификация и степени содержания веществ в жидкости

Природные и сточные воды

Минеральный состав природных вод очень разный. Существуют пресные воды с соленостью ниже 1 г / дм3 и рассолы с концентрацией соли выше 50 г / дм3.

Атмосферные осадки слабо минерализованы, общая минерализация дождя и снега колеблется от 10 до 30 мг / дм3. Зимой в осадках больше соли, чем в летние месяцы. Благодаря своей структуре снежинка способна улавливать большее количество примесей из воздуха. В тундре и над тайгой осадки чище, так как атмосфера незагрязнена, а в пыльных пустынях и степях минерализация осадков резко возрастает. На побережье дождь содержит больше хлоридов, чем во внутренних частях континента, где преобладают сульфаты в форме диоксида серы.

В природных водах преобладают катионы Mg2 +, Na +, K +, Ca2 + и анионы HCO3-, SO42-, Cl-. По основному аниону вода делится на три класса: гидрокарбонатная, хлоридная, сульфатная.

Группа вод определяется преобладающим катионом:

• магний;
• натрий;
• футбол.

Природные воды разного происхождения обычно имеют разный солевой состав и принадлежат, соответственно, к разным классам и группам.

Название вод	Класс	Группа
под землей	сульфат	магний
река	гидрокарбонат	футбол
морской, океанический	хлористый	натрий

Промышленные сточные воды и городские ливни вносят свой негативный вклад в изменение минерализации природных вод. Приток солей в реки резко увеличивается ранней весной, когда тает снег, смешанный с антифризом. В сточных водах городских улиц индекс минерализации колеблется от 400 до 800 мг / дм3.

Общая минерализация многих промышленных сточных вод достигает 1000-3000 мг / дм3. Высокоминерализованные промышленные сточные воды (ВМСВ) признаны экологами одним из самых распространенных и опасных загрязнителей. Промышленные стоки тепловых электростанций, горнодобывающей и гальванической промышленности содержат высокие концентрации солей натрия, магния и кальция. Для очистки промышленных сточных вод, насыщенных солями в самых причудливых сочетаниях, рационально использовать сложную технологию глубокого опреснения, основанную на двухступенчатом обратном осмосе.

Общая минерализация воды

Что это – общее солесодержание?

Под общим содержанием соли или солености понимается количество растворенных в воде веществ, некоторые из которых представляют собой хлориды, сульфаты, бикарбонаты, а некоторые — органические. Растворенные в воде газы не учитываются при расчете общего содержания солей.

В зарубежных литературных источниках минерализация или показатель общего количества растворенных частиц обозначается TDS (Total Dissolved Solids).

Общая минерализация выражается в мг / дм3 или г / дм3, а также измеряется в ppm — (1 ‰ соответствует 1 грамму на 1 литр). Кроме того, результаты анализа могут быть выражены в единицах ppm от английских частей на миллион (частей на миллион).

принято считать, что 1 мг / дм3 соответствует примерно 1 ppm.

Для расчета величины минерализации, как правило, содержание диссоциированных ионов в воде суммируется, но это только часть всех веществ, присутствующих в воде. Летучие органические вещества, которые также могут находиться в растворе, не учитываются. Следовательно, понятия «минерализация» и «сумма ионов» не являются синонимами. Но подавляющее большинство растворенных в воде веществ находится в диссоциированном состоянии (важнейшие ионы). Следовательно, вычисление суммы ионов дает достаточно полную картину солености воды.

Какие минералы содержатся?

В природных водах есть две группы минеральных солей.

«Основные ионы» сначала определяются в воде.

Минералы 2-й группы включают:

• аммоний, тяжелые металлы, общее железо (сумма Fe2 + и Fe4+);
• нитрат, нитрит, ортофосфат.

Соли 2-й группы вкладываются незначительно в общую минерализацию природной воды, но учитываются при оценке качества воды, так как каждый компонент имеет свой уровень ПДК.

В зависимости от преобладания некоторых анионов 1-й группы вода делится на:

• гидрокарбонат (концентрация HCO3> 25% эквивалента анионов);
• сульфат (SO4> 25% экв.);
• хлорид (C1> 25% экв.).

По преобладающему «главному» катиону (из 1-й группы) воды делятся на натриевые, кальциевые, калиевые, магниевые.

Типология пресных и соленых вод

Гениальный ученый В.И. Вернадский предложил понятный вариант классификации, выделив три типа воды по степени минерализации:

Большинство существующих пресных вод в основном гидрокарбонаты, тогда как солоноватые и соленые воды сульфатно-хлорированы. Повышение солености выше 35 г / дм3 связано с присутствием хлоридов. Рассолы из соленых озер, глубоких колодцев, океанов и морей классифицируются как хлоридно-натриевые воды.

Классификация используется для градации подземных вод в гидрогеологии

Овчинниковой, которая представлена ​​в сводной таблице ниже.

Ультра-прохладная бессолевая вода включает в себя росу и ручьи, которые оставляют тающие ледники. Пресные воды заполняют большинство рек и озер Земли, выпадают в виде дождя и снега. Содержание солей в атмосферных осадках колеблется от 3 до 60 мг / дм3. В подземных водах концентрация солей колеблется от 40 до 50 мг на литр. Предел солености пресной воды — 1 г / кг.

Если этот предел превышен, вода будет неприятно соленой или горько соленой. Водоемы в засушливых районах слабо солоноваты и характеризуются повышенной минерализацией, а в некоторых минеральных озерах концентрация солей достигает 35 г / кг.

Содержание соли в морской воде не превышает 50 г / кг. Превышение этого значения характерно для соленых озер и подземных вод из глубоких скважин, где содержание соли может достигать 400 г / кг.

Крупнейший гидрогеолог Е.В. Пиннекер разделил рассолы по минерализации на 4 группы:

Влияние минеральной воды на человека

Питьевая столовая

Минеральные воды с солесодержанием до 1 г / дм3 включительно относятся к столовым по ГОСТ Р 54316-2011. В столовой минеральной воде из природных источников растворено мало веществ, поэтому их влияние на организм человека невелико. Столовая вода не имеет ярко выраженного вкуса и запаха. Не запрещается ежедневно использовать воду с низкой минерализацией для приготовления пищи и питья.

Столовая минеральная вода «Ессентуки», «Эвиан», «Боржоми», BonAqua, «Нарзан», «Святой источник», «Aqua Minerale», «Архыз» широко известны потребителю».

Столовые минеральные воды классифицируются по различным показателям.

Столовая минеральная вода отличается газовым наполнением:

• сульфид (сероводород) — содержит более 10 мг / дм3 общего сероводорода;
• азот — концентрация двухвалентного азота (N₂) до 20-25 мг / дм3;
• двуокись углерода — содержат не менее 0,5 г / дм3 двуокиси углерода (CO₂).

Классификация воды в бальнеологии

Минеральные воды делятся на шесть бальнеологических групп. Эта классификация минеральных вод, используемая до сих пор, была

В.В. Иванов и Г.А. Невраев в 1964 году.

Группа	Название вод	Характеристики минеральных вод	Лекарственное использование
Группа А	без специфических компонентов и свойств	общая минерализация воды и рассолов — 1-35 мг / дм3 и выше; холодные и термальные воды	для наружного применения и для лечебных напитков
Группа B	углекислый	содержание растворенного СО2 не менее 0,75 мг / дм3	при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, выделительной системы — питьевое лечение; в виде ванн — для лечения сердечно-сосудистых патологий
Группа B	сероводород (сульфид)	свободный h2S присутствует в концентрации не менее 10 мг / дм3	купаться
Группа D	железо, мышьяк и высококонцентрированный алюминий, марганец, медь	слабый или умеренно минерализованный; содержание железа не менее 20 мг / дм3; ионный состав меняется.	для ванн и орошения; пить уход
Группа D	бромид (Br), йодид (I) и с высоким содержанием органических веществ	бром — 25 мг / дм3 и йод -5 мг / дм3 с минерализацией не более 12-13 мг / дм3	при заболеваниях органов пищеварения, мочеполовой системы, при неврозах, начальных стадиях артериальной гипертензии
Группа E	радон (радиоактивный)	содержание радона выше 50 эман / л (14 махэ)	для лечения сердечно-сосудистой системы, заболеваний желудочно-кишечного тракта, почек и мочевыводящих путей, нервной системы; проблемы с гинекологией
Группа F	кислые термины	низкая минерализация; много азота и кремниевой кислоты; теплая вода (теплая	пить лекарства и готовить лечебные ванны

Низкий уровень минерализации

К воде слабой минерализации относятся воды, содержащие до 50-100 мг / дм3 солей. В такой воде практически нет минералов и она неприятна на вкус. При длительном употреблении воды с низким уровнем минерализации в организме нарушается обмен веществ, например, содержание хлоридов в тканях снижается. Но в то же время маломинерализованные воды способствуют выведению слизи, песка и даже мелких камней из почек и мочевого пузыря.

Средний и высокий уровни

Большинство питьевых минеральных вод умеренно минерализованы, в том числе ценные углекислые воды.

Воды средней минерализации оказывают сильное воздействие на ткани и органы человека, в том числе на функционирование желчного пузыря, выработку кислоты в желудке и перистальтику кишечника.

Избыток солей в питьевой воде, когда их концентрация превышает 1000 мг / дм3, делает вкус напитка неприятным. Высокий уровень минерализации часто связан с содержанием солей калия, соляной кислоты и натрия.

Питье такой воды приводит к неблагоприятным отклонениям в состоянии здоровья:

• увеличивается жажда;
• увеличивается отечность тканей;
• увеличивается риск перегрева;
• нарушается работа кишечника (увеличивается перистальтика).

Высокоминерализованные воды отлично подходят для приготовления ванн. Лечебные ванны на основе рапы с минерализацией не более 150 г / дм3 можно использовать в неразбавленном виде с пресной водой. Сильно минерализованные воды можно пить лишь в ограниченных количествах — в основном для достижения слабительного эффекта.

Купание в высокоминерализованных источниках

Воды с высоким содержанием соли при купании или приеме лечебных ванн оказывают химическое воздействие на организм, раздражая экстероцепторы кожи. Некоторые ионы и микроэлементы также проникают в организм, стимулируя интерорецепторы кровеносных сосудов и внутренних органов. Действие продолжается даже после прекращения контакта с высокоминерализованной водой, так как соль остается на коже в виде тончайшего слоя.

Сероводородная вода сочинского курорта «Мацеста» — образец высоко минерализованного драгоценного целебного ресурса. Мацестинские ванны с «огненной водой» вызывают покраснение кожи. Расширяются сосуды, в организме происходят гемодинамические изменения. Улучшение кровотока восстанавливает и нормализует тканевую структуру органов и их систем, повышает их функциональную активность.

Другой известный источник высокоминерализованных вод находится на Ближнем Востоке. Воды Мертвого моря, бескрайнего соленого озера, обладают самой высокой соленостью в мире — от 300 до 350. Богатая «химия» воды представлена ​​двумя десятками минералов и солей, среди которых хлорид калия, кальций, магний, натрий, бромиды. Обычная морская вода содержит 77% NaCl, но в Мертвом море концентрация хлорида натрия не превышает 25-30%, а содержание солей магния (хлорида и бромида) достигает 50%. Магний и бром успокаивают расшатанную нервную систему и повышают сопротивляемость стрессу. Наличие в лечебной ванне, созданной природой, солей калия и кальция нормализует артериальное давление.

Купание в высокоминерализованной воде после консультации с врачом приносит только пользу и омолаживает организм.

Как определить разновидность самостоятельно?

Для определения качественного состава воды используются специальные реагенты.

Они вступают в химические реакции с анионами или катионами, образуя нерастворимые соединения, газы, в конечном итоге выделяя свет или тепло.

По характеристикам химической реакции делается вывод о ее составе и минерализации, наличии или отсутствии примесей.

Внимание! При покупке минеральной воды следует обращать внимание на информацию на этикетке.

В нем должно быть указано:

• торговое наименование и вид воды — столовая, лечебная, лечебно-столовая;
• дата розлива в бутылки;
• источник;
• состав и концентрация действующих веществ;
• условия хранения в закрытой и открытой таре.

В домашних условиях невозможно определить для себя вид минеральной воды, взятой из источника. Исключение составляют растворы сероводорода.

У них характерный запах тухлых яиц. Но обонятельный тест может только подтвердить наличие сероводорода в источнике. Самостоятельно рассчитать уровень минерализации невозможно.

Минеральная вода — виды и классификация

Минеральная вода классифицируется по следующим критериям: уровень минерализации, ионный и газовый состав, температура, кислотность / щелочность, радиоактивность.

Классификация по уровню минерализации:

• Вода с низким содержанием минеральных веществ — 1-5 грамм / литр;
• Вода с низким содержанием минералов — более 5-10 г / л;
• Вода средней минерализации — более 10-15 грамм / литр;
• Высокоминерализованная вода — более 15-35 г / л;
• Соленая минеральная вода — более 35-150 г / л;
• Сильная соленая минеральная вода — более 150 г / л.

Классификация по ионному составу, в зависимости от преобладания ионов тех или иных минералов:

• Хлорированная минеральная вода — Cl;
• МБ сульфатированный — SO4;
• Гидрокарбонат МБ — НСО3;
• Натрий МВ — Na+;
• Кальций MB — Ca2+;
• Магний МБ — Mg2+;
• Гидрокарбонатно-хлоридный МВ;
• Магний-кальций МБ;
• и другие, с различными комбинациями ионов.

Классификация по уровню присутствия в Минеральной воде такого элемента как Радон:

• Радон очень слабо МВ — 5-20 нКи / л;
• МВ с низким содержанием радона — 20-40 нКи / л;
• Среднерадоновая МВ — 40-200 нКи / л;
• МВ с высоким содержанием радона — 200 нКи / л.

Для лечебных минеральных вод, потребляемых внутрь, путем питья, большое значение имеет такой параметр, как кислотность. Кислотность определяется показателем (pH).

Классификация минеральной воды по кислотности:

• Нейтральное МВ — 6,8… 7,2;
• Слабокислый МВ — 5,5… 6,8;
• МВ кислоты — 3,5… 5,5;
• Сильнокислый МВ — 3,5 и менее;
• Слабощелочная МВ — 7,2… 8,5;
• МБ щелочной — 8,5.

Классификация Минеральной воды по температуре:

• Очень холодная минеральная вода — ниже 4°;
• Холодный МВ — до 20°;
• Cool MV — до 34°;
• Индифферентный МВ — до 37°;
• МВ теплый — до 39°;
• МП горячий / термический — до 42°;
• МВ перегретый / высокотемпературный — более 42°.

Минеральная вода, используемая для оздоровления через питье, в зависимости от ее минерализации называется столовой или лечебной:

• Минеральная вода столовая — не более 1 г / л;
• Лечебная столовая МВ — 1-10 г / л (возможен также более низкий уровень минерализации при наличии биологически активных компонентов: железа, мышьяка, бора, кремния, йода);
• Лечебный МВ — 10-15 г / л, а иногда и больше.

Поскольку тема минеральных вод необычайно широка, остановимся на самых важных, с нашей точки зрения, моментах.

Прежде всего отметим, что минеральная вода при неправильном использовании может нанести вред здоровью человека, поэтому желательно, а в некоторых случаях и всегда необходимо проконсультироваться с врачом перед ее употреблением. Если это невозможно, вам необходимо собрать как можно больше информации и принять обоснованное решение.

Что означает «мягкая» и «жесткая» вода»?

Жесткость — это свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

«Жесткая вода» — одна из самых распространенных проблем, как в загородных домах с автономным водоснабжением, так и в городских квартирах. Жесткость измеряется в миллиграммах на литр (мэкв / л). По американской классификации (для питьевой воды) при содержании солей жесткости менее 2 мг-экв / л вода считается «мягкой», от 2 до 4 мг-экв / л — нормальной (для употребления в пищу), от 4 до 6 мг-экв / л — твердый, более 6 мг-экв / л — очень жесткий.

Для многих целей жесткость воды не играет существенной роли (например, для тушения пожаров, полива огорода, уборки улиц и тротуаров). Но в некоторых случаях жесткость может создать проблемы. При купании, мытье посуды, стирке и стирке машины жесткая вода гораздо менее предпочтительна, чем мягкая. И вот почему: когда вы используете мягкую воду, вы используете в 2 раза меньше моющего средства.

Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует «мыльные шлаки», которые не смываются водой и оставляют неприглядные пятна на посуде и поверхностях сантехники; Кроме того, «мыльные шлаки» не смываются с поверхности кожи человека, закупоривая поры и покрывая все волоски на теле, что может вызвать сыпь, раздражение и зуд.

При нагревании воды содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде хлопьев. Известковый налет является причиной 90% отказов нагрева воды. Поэтому для воды, нагреваемой в котлах, котлах и т.д., предъявляются более строгие требования к жесткости;

Методы удаления железа из воды

Удаление железа из воды — это, без преувеличения, одна из самых сложных задач по очистке воды. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах и имеет как существенные преимущества, так и недостатки. Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) во многом зависит от опыта водоочистной компании. Не без гордости можем сообщить, что в своей практике нам неоднократно приходилось сталкиваться с содержанием железа 20-35 мг / л и успешно его удалять.

Итак, существующие методы удаления железа включают:

1. Окисление (кислородом воздуха или хлором, перекисью водорода, озоном) с последующим осаждением и фильтрацией. Это самый старый метод, который используется только в крупных муниципальных системах. Озон на сегодняшний день является наиболее совершенным и мощным окислителем. Однако установки для его производства довольно сложные, дорогие и требуют значительного энергопотребления, что ограничивает его использование.

Все эти методы окисления имеют ряд недостатков:

Во-первых, если коагулянты не используются, процесс осаждения окисленного железа занимает много времени, в противном случае фильтрация нескоагулированных частиц очень затруднена из-за их небольшого размера.

Во-вторых, эти методы окисления мало помогают в борьбе с органическим железом.

В-третьих, присутствие железа в воде часто сопровождается присутствием марганца. Марганец окисляется намного сильнее, чем железо, а также при гораздо более высоких уровнях pH.

2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. На сегодняшний день это наиболее распространенный метод удаления железа, используемый в высокопроизводительных компактных системах.

Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления).

Все системы на основе данного типа окисления, помимо специфических характеристик, обладают рядом недостатков:

В начале. Они неэффективны против органического железа.

Во-вторых, системы этого типа до сих пор не справляются со случаями, когда содержание железа в воде превышает 15-20 мг / л, что совсем не редкость. Наличие в воде марганца только усугубляет ситуацию.

3. Ионный обмен. Ионный обмен как метод очистки воды известен давно и используется (и до сих пор используется) в основном для смягчения воды. Достоинством ионного обмена является еще и то, что он «не боится» верного спутника железа — марганца, что значительно усложняет работу систем, основанных на использовании методов окисления. Основное преимущество ионного обмена состоит в том, что железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии, можно удалить из воды.

Однако на практике возможность использования катионообменных смол для железа очень затруднена.

Объясняется это следующими причинами:

Во-первых, ионообменные смолы очень важны из-за присутствия в воде трехвалентного железа, которое «забивает» смолу и очень плохо смывается.

Во-вторых, при высокой концентрации железа в воде, с одной стороны, увеличивается вероятность образования нерастворимого трехвалентного железа, а с другой — ионообменная способность смолы истощается намного быстрее.

В-третьих, присутствие в воде органических веществ (включая органическое железо) может привести к быстрому «разрастанию» смолы органической пленкой, которая служит питательной средой для бактерий.

Однако именно использование ионообменных смол представляется наиболее перспективным направлением в борьбе с железом и марганцем в воде.

4. Мембранные методы. Мембранные технологии широко используются при очистке воды, но удаление железа отнюдь не является их основной целью. Это объясняет тот факт, что использование мембран еще не является одним из стандартных методов борьбы с присутствием железа в воде. Основное назначение мембранных систем — удаление бактерий, простейших и вирусов, приготовление качественной питьевой воды. То есть они предназначены для глубокой очистки воды.

Практическое применение мембран ограничивается следующими факторами:

Во-первых, мембраны, даже в большей степени, чем гранулированные фильтрующие материалы и ионообменные смолы, имеют решающее значение для «разрастания» органических веществ и забивания поверхности нерастворимыми частицами (в данном случае ржавчиной). То есть мембранные системы применимы там, где нет железа, или проблема с этими загрязнителями должна быть сначала решена другими методами.

Во-вторых, стоимость. Мембранные системы очень и очень дороги. Их использование удобно только там, где требуется очень высокое качество воды (например, в пищевой промышленности).

Мутность

Мутность воды вызвана наличием веществ органического и неорганического происхождения.

В России мутность воды определяют фотометрическим методом путем сравнения тестовых проб воды со стандартными суспензиями. Результат измерения выражается в мг / дм3 при использовании суспензии основного стандарта каолина или в ЕМ / дм3 (единицы мутности на дм3) при использовании суспензии основного стандарта формазина.

Влияние на антропную среду

Инженерные сооружения и машины

Высокая соленость воды — настоящая катастрофа для инженерных сооружений. Внутри труб откладываются твердые беловатые частицы солей кальция и магния, снижающие скорость движения воды в коммуникациях. Рост накипи на нагревательных элементах котлов снижает интенсивность теплообмена, способствует перегреву металлических поверхностей вплоть до выхода из строя оборудования. Отложение солей на теплообменнике приводит к чрезмерному расходу топлива и потерям электроэнергии.

Ливневые коммуникации и водопроводы

Соли кальция, магния и натрия, растворенные в воде, и присутствие диоксида углерода могут способствовать как образованию защитных пленок нерастворимых карбонатов на трубах, которые препятствуют коррозии, так и появлению неоднородных пленок, ускоряющих разрушение воды сеть. Сульфаты увеличивают электропроводность среды, активизируя внутреннюю коррозию и косвенно способствуя биологической коррозии. Хлориды входят в защитную пленку вместо кислорода и целенаправленно действуют на металл. На металлических поверхностях коммуникаций образуются язвы, возникают протечки.

Запах и привкус

Химически чистая вода полностью лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается: она всегда содержит в своем составе растворенные вещества. По мере увеличения концентрации неорганических и органических веществ вода начинает приобретать особый вкус и / или запах.

Основными причинами вкуса и запаха воды являются:

• Гниющие растения. Гниющие водоросли и водные растения могут вызывать запах воды, рыбы, трав и гнилостного запаха.
• Грибы и плесень. Эти микроорганизмы вызывают запах и привкус плесени, земли или плесени.
• Железистые и серные бактерии.
• Железо, марганец, медь, цинк. Продукты коррозии этих металлов придают воде характерный резкий вкус.
• Хлорирование воды. Вопреки распространенному мнению, сам по себе хлор при правильном использовании не производит заметного запаха или вкуса. Появление такого запаха / вкуса свидетельствует о передозировке при хлорировании. В то же время хлор может вступать в химические реакции с различными веществами, растворенными в воде, образуя соединения, которые на самом деле придают воде известный запах и вкус хлора».

Методы определение минерализации воды

В ГОСТ Р 51232-98 определены понятия «сухой остаток» и «общая минерализация». Для определения «сухого остатка» необходимо выпарить 1 дм3 воды и взвесить то, что осталось после этой процедуры, то есть все твердые частицы.

Параметр «сухой остаток» в лабораториях определяют двумя методами: гравиметрическим и кондуктометрическим. Гравиметрический метод предполагает предварительное испарение пробы воды, затем сушку и взвешивание осадка. Этот метод очень трудоемок, поэтому в лабораториях общую минерализацию часто определяют с помощью кондуктометра, измеряя электропроводность воды прибором. Портативный кондуктометр позволяет быстро сделать вывод о минерализации воды в лабораторных и полевых условиях. Электропроводность воды напрямую зависит от концентрации растворенных солей, ионы которых несут электрический заряд. Чем выше концентрация положительно и отрицательно заряженных частиц в жидкости, тем выше электропроводность.

Обзор методик по ГОСТу

Для определения сухого остатка по ГОСТ 18164-72 используют два варианта анализа:

• без соды;
• с добавлением соды.

Первый вариант предполагает выпаривание части исследуемой воды на водяной бане с последующей сушкой фарфоровой чашки с осадком постоянной массы (при t = 110 ⁰С в термостате).

Второй вариант определения сухого остатка предполагает добавление к образцу карбоната натрия (соды) при упаривании).

Гигроскопические хлориды кальция и магния при повышении температуры подвергаются гидролизу, а кристаллогидраты CaSO4, MgSO4 выделяют жесткую воду, поэтому результаты исследования завышены. Для получения надежных данных к образцу добавляют точно измеренный объем 1% раствора карбоната натрия, что в два раза превышает массу расчетного сухого остатка в образце воды. В результате кристаллогидраты CaSO4, MgSO4 переходят в безводные формы. Дальнейшие шаги — это выпаривание соды для извлечения воды из кристаллогидратов Na2SO4.

Что может ТДС?

Измеритель общего количества растворенных твердых веществ (TDS) — это измеритель общего количества растворенных частиц соли на 1 миллион частиц воды. По принципу действия TDS представляет собой обычный кондуктометр, измеряющий электропроводность растворов.

Соли, растворяющиеся в воде, распадаются на ионы, которые имеют электрический заряд. Чем больше заряженных частиц в растворе, тем выше его способность проводить электрический ток.

Следовательно, по электропроводности раствора можно судить о концентрации в нем солей.

Измеритель TDS покажет:

• общий уровень минерализации в единицах PPM (частей на миллион);
• избыток соли или их отсутствие.

Этот прибор не сможет проверить безопасность воды и сделать выводы о ее качестве. Измеритель TDS «не видит» растворенных в воде веществ, если растворы этих веществ не являются электролитами. Вот почему датчик устройства не обнаружит присутствие токсичного хлороформа в воде, но будет сигнализировать о неадекватности безопасной минеральной воды проверенной марки.

Измеритель TDS незаменим, если необходимо принять решение о целесообразности установки водоочистной установки обратного осмоса. Удобно измерить минерализацию поступающей воды прибором и убедиться, что в ней много (или мало) солей).

И тогда измеритель TDS пригодится для определения качества установки очистки осмоса. Измерение параметра минерализации воды до и после фильтра позволит сделать вывод о необходимости замены мембраны.

Расчет сухого остатка

Единицы измерения и формула расчета

Сухой остаток выражается в мг / дм3. Индекс минерализации рассчитывается по формулам, приведенным в таблице ниже.

Нормы по СанПиН

Для питьевой воды, подаваемой потребителю централизованной водопроводной сетью, значение сухого остатка в новом СанПиН 2.1.3684-21, вступившем в силу с 1 марта 2021 года, осталось на прежнем уровне — 1000 мг / дм3. Сухой остаток в колодцах и колодцах, снабжающих население питьевой водой, не должен превышать 1500 мг / дм3.

Солесодержание воды и сухой остаток: в чем разница

Сухой остаток показывает общее содержание растворенных в воде минеральных и органических веществ. Увеличение значения этого показателя говорит о большей вероятности приостановки или выпадения осадков.

Минеральный состав воды определяется концентрацией и соотношением растворенных в ней солей, т.е.они содержат неорганические катионы и анионы. В практическом применении катионы H +, Ca2 +, Mg2 +, Fe2 +, Fe3 +, K +, Na +, Mn2 +, Al3 +, Cu2 + и анионы OH-, Cl-, SO42-, HCO3-, SiO32 — , PO43-, NO2- и NO3 имеют большое значение-.

Требования к минеральному составу воды определяются технологическим регламентом отрасли, так как наличие и концентрация солей отражается на скорости технологических процессов и на отдельных этапах производства.

Соленость можно оценить путем прокаливания испаренного содержимого пробы воды, когда органические соединения разлагаются и остается чистый минеральный компонент осадка.

Минеральная водоподготовка

Повышенная минерализация воды способствует загрязнению труб и оборудования отложениями солей кальция и магния. Дорогие приборы, контактирующие с высокоминерализованной водой, требуют частой очистки и выходят из строя без должного ухода. Ежедневное употребление воды, насыщенной солями, не лучшим образом сказывается на организме человека.

Очистка

Во время водоподготовки снижается минерализация воды:

• дистилляция;
• очистка электромембраны (электродиализ);
• баромембранный метод (обратный осмос).

Дистилляция

Суть метода заключается в испарении жидкости при нагревании и последующей ее конденсации. Чистая вода закипает при 100, затем испаряется, а на стенках испарителя остаются примеси с другой температурой кипения.

Метод непопулярен из-за высоких энергозатрат на процесс дистилляции и постоянного нарастания «налета» хлопьев на нагревательных элементах куба.

Электродиализ

Ионы металлов и остатки кислот способны перемещаться под действием электрического тока в направлении противоположно заряженных электродов. Эта способность основана на деминерализации воды методом электродиализа в специальной емкости, разделенной двумя мембранами на три секции. Во внешних секциях расположены электроды, притягивающие заряженные ионы. Катионы и анионы из межмембранного пространства проходят через мембраны к электродам и собираются там, а вода с пониженным уровнем минерализации остается в межмембранном пространстве.

Обратный осмос

Обратный осмос — это эффективный и экономичный метод удаления солей из воды. Фильтр обратного осмоса основан на полупроницаемой мембране, которая задерживает почти все примеси, но беспрепятственно пропускает воду. Минерализованная вода подается на мембрану под давлением, которое создается специальным подкачивающим насосом. Вода, выходящая из фильтра, почти на 100% не содержит соли и неизбежно становится безвкусной.

Поэтому следующим этапом приготовления особо очищенной воды является ее насыщение необходимыми минералами.

Типы по назначению

По прямому назначению существует 3 вида минеральных вод. Они различаются количеством неорганических веществ в растворе и показаниями к применению.

Столовая

В них содержится не более 1 г минералов на 1 литр воды. Их можно купить в любом супермаркете. Второе название — пресная вода.

Разрешен к применению взрослыми и детьми любого возраста без ограничений. На них можно готовить еду.

Лечебно-столовая

В них содержится от 1 до 10 г минеральных солей на 1 литр. Допускается нерегулярное или кратковременное употребление здоровыми людьми, в том числе детьми без ограничений.

Лечебная

Минерализация лечебных вод составляет 10 г и более на 1 литр. Показан при комплексном лечении различных заболеваний. Эффективную дозировку подбирает врач. Самостоятельное обозначение неуместно и опасно. Лечебные минеральные воды не показаны детям до 4 лет.

Нормы солесодержания в водах разного назначения

Различные ПДК минеральных солей для водных растворов устанавливаются нормативными документами в зависимости от цели использования.

1. Дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72 не должна иметь солесодержание более 5 мг / л.
2. ПДК минеральных веществ в питьевой воде не может превышать 1000 мг / л, что соответствует пресной воде. Электропроводность такой воды составляет 2500 мкСм / см при 20 ° C. Верхний предел 1500 мг / л допускается в некоторых случаях для конкретной ситуации с учетом санитарной обстановки в данном населенном пункте.
3. В соответствии со стандартами ГОСТ Р 54316-2011 степень солености природных минеральных вод для питья может составлять от 1000 до 1500 мг / л.

Солесодержание в воде: ГОСТ, СанПиН

Оценка пригодности источников воды для питьевого водоснабжения проводится в соответствии с правилами, установленными в ГОСТ Р 51232-98, СанПиН 2.1.5.980-00, СанПиН 2.1.4.1074-01. Вода должна быть безопасной, с безвредным биохимическим составом и приемлемыми органолептическими показателями. Для ежедневного употребления рекомендуется использовать воду с общим содержанием соли 0,2 — 1 г / л.

Солесодержание питательной воды котлов

Допустимая минерализация питательной воды для современных паровых котлов устанавливается ГОСТ 20995-75. В барабанных системах максимально допустимая соленость котловой воды должна быть такой, чтобы котел производил необходимое количество пара. При этом допустимая соленость химически очищенной воды, входящей в состав питательной воды (остальное — турбинный и промышленный конденсаты), зависит от доли такой воды в общем растворе.
В когенерационных установках, которые вырабатывают, помимо электрической и тепловой энергии, потери пара и конденсата могут достигать значительных значений. По этой причине химически очищенная вода, добавляемая в питательную воду, должна иметь низкую соленость.

Барабанные котлы сверхвысокого давления еще более чувствительны к содержанию солей в питательной воде, когда пар приобретает замечательную способность растворять различные соли. Возникает необходимость минимизировать содержание ионов в котловой воде. В этом случае применяется глубокое обессоливание химически очищенной воды, добавляемой в питательную воду.

Для прямоточных котлов соленость котловой воды должна быть минимальной, эквивалентной высококачественному дистилляту, поскольку практически большинство солей попадает в пар, идущий к турбине.

Также существует необходимость в глубоком опреснении турбинного конденсата при неудовлетворительной плотности конденсаторов турбин на электростанциях высокого и очень высокого давления.

Как снизить солесодержание воды

Результаты химического анализа для определения общего содержания солей определяют выбор метода избавления водного раствора от минеральных ионов с точки зрения степени извлечения: опреснение или опреснение. В первом варианте содержание солей снижается до показателей дистиллированной воды, во втором — до ПДК для питьевого водоснабжения.

Способы снижения содержания солей в воде делятся на два типа:

1. при изменении агрегатного состояния (перегонка, нагрев раствора выше критической точки (350 ° С), замораживание, газогидратный метод);
2. с сохранением жидкой водной фазы (электродиализ, ионообменный метод, экстракция, обратный осмос).

При общем индексе минерализации 1,6 — 2,1 г / л рекомендуется использовать метод ионообменного опреснения, выше 9 г / л — перегонка, замораживание или обратный осмос, 2,3 — 12 г / л — электродиализ, гиперфильтрация.

Как уменьшить солесодержание в воде с помощью обратного осмоса

Обратный осмос — один из самых эффективных и простых в использовании методов снижения солесодержания воды. Водные растворы проходят через полупроницаемые мембраны, оставляя на них практически все вещества в водном растворе. Системы обратного осмоса отличаются простотой обслуживания, хорошей производительностью и экономичностью.

Основные компоненты — насосы и картриджи с полупроницаемыми мембранами. Устройства могут быть адаптированы для обслуживания предприятий, заведений общественного питания или представлять собой компактные установки для снижения содержания соли в специальном помещении или квартире под раковиной.

В качестве сырья для производства мембран используются полимеры, пористое стекло, металлизированная фольга и графит. По типу мембран, системы обратного осмоса бывают с плоскими камерами, трубчатыми элементами, полыми волокнами, роликовыми. Для опреснения морской воды используются специальные мембраны, выдерживающие высокое давление.

Что важно учесть, при работе обратного осмоса с высоким солесодержанием в воде

• Чтобы продлить срок службы мембраны, необходимо установить угольный фильтр для очистки поступающей воды от крупных взвешенных частиц и органических соединений, содержащих Cl. Концентрация примесей на входе в мембрану не должна превышать 0,55 мг / л.
• Установка минерализующего картриджа позволяет насытить воду минеральными компонентами, потерянными на мембране, но в нужном количестве и полезными соединениями Ca, Mg, K, Na.