Szukasz systemu uzdatniania wody? Sprawdź produkty dostępne w sklepie internetowym lub napisz do eksperta!


Twarda woda to wróg numer jeden łazienkowej armatury, a także czajników, pralek i zmywarek. Choć taka woda ma w sobie dużo magnezu i wapnia może bardziej zaszkodzić niż pomóc. Dziś wyjaśnię czym jest twarda woda z naukowego punktu widzenia oraz podpowiem skuteczne sposoby na skuteczną walkę z tą zmorą wielu polskich domów.

O twardej wodzie na pewno słyszeliście już nieraz. Na przykład w artykule Twarda woda w domu – poznaj szokujące fakty! Opisywałem, co może nas spotkać, jeśli każdego dnia będziemy korzystać z wody o wysokim stopniu twardości. Dziś postaram się Wam pokazać co na temat twardej wody ma do powiedzenia nauka oraz pokazać proste sposoby na skuteczną walkę z tym zjawiskiem.

Skąd się bierze twarda woda?

Aby dobrze zrozumieć zjawisko twardości wody najlepiej zacząć od samego początku, czyli od mineralizacji ogólnej. Jest to szczególnie ważny parametr przy ocenie wód podziemnych oraz powierzchniowych. Definiuje się ją jako ilość rozpuszczonych soli. Jej miarą jest najczęściej wielkość suchej pozostałości, w tym także brana jest pod uwagę zawiesina oraz wodorowęglany.

Ogólna mineralizacja wody wzrasta wraz z głębokością, jednak bezwzględne głębokości występowania wód zmineralizowanych oraz miąższość warstw są mocno zróżnicowane.

Podział wód oparty o wartość mineralizacji jest niezwykle istotny z punktu widzenia uzdatniania wody, zwłaszcza tej przeznaczonej do celów spożywczych oraz przemysłowych.

Jak dokładnie wygląda podział wód według tego kryterium?

Jeśli chodzi o wody mineralne wyróżniamy:

  • Wody słabo zmineralizowane o suchej pozostałości od 1 do 3 g/l. Dominują w niej wodorowęglany wapnia oraz magnezu, jednak oprócz tego zdarza się, że występują wodorowęglany sodu oraz siarczany wapnia i sodu.
  • Wody średniozmineralizowane mają pozostałość na poziomie od 3 do 10 g/l. W tych wodach znajdziemy przede wszystkim wodorowęglany wapnia i magnezu, chlorek sodu, spore ilości siarczanów wapnia i magnezu.
  • Wody wysokozmineralizowane charakteryzują się pozostałością na poziomie od 10 do 35 g/l i znajdziemy w nich głównie chlorki sodu oraz wapnia.

Dzięki temu wprowadzeniu będzie łatwiej zrozumieć samą definicję twardej wody.

Czym jest twarda woda?

Czy wiedziałeś, że kiedyś za twardość wody uznawano jej zdolność do zużywania mydła bez wytwarzania piany? Za to, że mydło nie zawsze chce się szybko pienić w wodzie odpowiada szereg składników, między innymi: wapń, magnez, żelazo, mangan, cynk, kationy wodorowe. W wodach naturalnych zazwyczaj mamy styczność ze znaczącą przewagą jonów magnezowych oraz wapniowych. Z biegiem czasu właśnie łączną ilość tych substancji przybrano za najlepszą miarę stopnia twardości wody.

Najczęściej mamy do czynienia z twardością ogólną. Jest to sumaryczna zawartość jonów wapnia i magnezu występujących we wszystkich możliwych połączeniach z innymi związkami chemicznymi.

Twardość ogólna dzieli się na kilka innych rodzajów twardości. Wśród nich możemy wyróżnić:

Twardość wapniową i twardość magnezową

Twardość wapniowa jest powodowana dużą ilością jonów wapnia, zaś twardość magnezowa jest wynikiem obecności jonów magnezu.

Twardość węglanowa oraz niewęglanowa

Kolejnym rozróżnieniem jest twardość węglanowa oraz niewęglanowa. Przyczyną twardości węglanowej jest obecność wodorowęglanów, wodorotlenków wapnia oraz magnezu, węglany. Za twardość niewęglanową odpowiadają związki wapnia i magnezu (siarczany, azotany, chlorki).

Ważną informacją jest to, że w wodach, które nie zawierają wodorowęglanów potasu i sodu twardość węglanowa jest równa zasadowości ogólnej wody. Jeśli natomiast w wodzie znajdują się te substancje mamy do czynienia z sytuacją, gdy zasadowość jest większa od twardości ogólnej – wtedy woda nie charakteryzuje się twardością niewęglanową.

Twardość przemijająca i stała

Twardość przemijająca jest bezpośrednio związana z obecnością wodorowęglanów. Ten typ jest usuwany podczas zwykłego gotowania wody. W przedstawieniu za pomocą reakcji chemicznych będzie to wyglądało następująco:

Ca(HCO3)2 → CaCo3 ↓ +H2O + CO2

Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O +CO2

MgCO3 + H2O → Mg(OH)2 ↓ +CO2

Twardość stała pozostaje po przegotowaniu wody.

Jednostki, w których jest wyrażana twardość wody

Twardość wody jest zapisywana w wielu skalach: niemieckiej, francuskiej, angielskiej. Do tej pory największą popularnością cieszył się zapis w stopniach niemieckich. Obecnie coraz częściej można się spotkać z zapisem w formie mg CaCO3/l lub w miligramoważnikach na litr zapisywanych jako mval/l. Warto wspomnieć, że z jednej skali możemy bez przeszkód przejść do zapisu w innej. Wszystkie miary są od siebie uzależnione. Z łatwością przeliczysz skalę twardości wody korzystając z kalkulatora twardości wody.

Jaka twardość wody przeznaczonej do spożycia?

W naturalnych warunkach oba pierwiastki odpowiedzialne za twardość (wapń i magnez) możemy spotkać w bardzo dużym zakresie stężeń. Waha się ono od 50 do nawet 1000 CaCO3/l. W większości wód mineralnych to stężenie wapnia będzie wyższe niż magnezu.

Według naukowców najkorzystniejsze stężenie wapnia w wodzie nie powinno być niższe niż 30, ale nie może przekroczyć 80 mg/l. Ilość magnezu jest natomiast uzależniona od ilości towarzyszących jonów siarczanowych. Za najbardziej optymalny przyjmuje się przedział między 30 a 125 mg Mg/l.

Jaka jest zalecana twardość wody?

Warto dobrać twardość wody do własnych potrzeb. Woda, która jest zbyt miękka może powodować w niektórych przypadkach korozję instalacji. Zbyt twarda woda z kolei zatyka rury kamiennym osadem, a to prowadzi do pełnej niedrożności instalacji i poważnych awarii.

Czas na przedstawienie skali twardości wody:

  • 0 – 70 mg CaCO3/l – woda bardzo miękka
  • 80 – 140 mg CaCO3/l – woda miękka
  • 150 – 210 mg CaCO3/l – woda średnio twarda
  • 220 – 320 mg CaCO3/l – woda twarda
  • Powyżej 320 mg CaCO3/l – woda bardzo twarda

Na czym polega zmiękczanie wody?

W domu możemy uzyskać miękką wodę na kilka sposobów. Wspominałem już o nich w tym artykule. Przedstawiam najczęściej stosowane w polskich domach.

Wymiana jonowa

Ten typ uzyskiwania miękkiej wody polega na usuwaniu z wody jonów wapnia oraz magnezu. Do zmiękczania wody za pomocą wymiany jonowej stosowane są silnie kwaśne kationity pracujące w cyklu sodowym.

W trakcie procesu jony wapnia oraz magnezu są wymieniane na jony sodu. Dobrze zobrazują to przedstawione niżej reakcje chemiczne:

2RSO3Na + CaCl2 → (RSO3)2Ca + 2NaCl

2RSO3Na + Ca(HCO3)2 → (RSO3)2Ca + 2NaHCO3

2RSO3Na + CaSO4 → (RSO3)2Ca +Na2SO4

Tak samo wszystkie reakcje przebiegają w przypadku soli magnezowych. W trakcie zmiękczania całkowite stężenie kationów nie zmienia się. Za to zwiększa się zasolenie ogólne. Podczas regeneracji wszystkie reakcje przebiegają w odwrotną stronę. Do tego typu regeneracji najczęściej wykorzystuje się chlorek sodu. Jest to najbardziej skuteczny środek. Wyprodukowane podczas regeneracji chlorki wapnia i magnezu najlepiej rozpuszczają się w wodzie. Schemat wymiany jonowej jest dostępny tutaj.

Wymianę jonową wykorzystują centralne zmiękczacze wody, które można podłączyć zarówno w domu jednorodzinnym jak też (w niektórych przypadkach) w mieszkaniu w bloku. Wśród tej grupy zmiękczaczy wody możemy wyróżnić modele kompaktowe jak też dwuczęściowe. Więcej na ich temat przeczytasz w artykule Zmiękczacze wody – naprawdę działają? Opinie, cena, gdzie kupić?

Odwrócona osmoza

Odwrócona osmoza to kolejny sposób zmiękczania wody w domu. W tym przypadku mamy do czynienia z punktowym działaniem, ponieważ są to urządzenia podzlewozmywakowe najczęściej montowane w kuchni. Szkodliwe jony wapnia i magnezu zatrzymuje membrana osmotyczna. Po filtracji woda jest bardzo miękka. Świetnie nadaje się do przygotowania napojów gorących oraz dań. Przeczytaj więcej o odwróconej osmozie.

Dzbanki filtracyjne

To jeden z najpopularniejszych sposobów filtracji wody w domu. Wkłady w dzbankach filtracyjnych zawierają zazwyczaj węgiel aktywny oraz żywicę jonowymienną. Taka mieszanka redukuje chlor oraz jego pochodne, substancje zaburzające smak i zapach wody. Z wody usuwane są metale ciężkie, a stopień twardości wody jest redukowany. Minusem tego rozwiązania jest krótki czas kontaktu wody z filtrem, a przez to potencjalnie nieco gorsze efekty w porównaniu z innymi metodami. Czy warto kupić dzbanek filtrujący? – sprawdź to.

Wiele sposobów na twardą wodę

Jak widać, rynek uzdatniania wody bardzo ułatwia nam całą sprawę i daje kilka propozycji walki z wysokim stopniem twardości wody. Przy wyborze produktu do zmiękczania wody należy przemyśleć jak bardzo miękkiej wody będziemy potrzebować. Warto też przeprowadzić badanie wody.