Úprava vody a zmäkčovače
Asi všetci sme sa už stretli s pojmom „tvrdá voda“. Toto slovné spojenie ľudovo označuje vody s vysokým obsahom rozpustených solí vápnika a horčíka. Soli rozpustené vo vode sa pri vyšších teplotách ďalej rozkladajú na zlúčeniny, ktoré už vo vode rozpustné nie sú. Nerozpustné zlúčeniny sa následne usadzujú na rôznych povrchoch a vytvárajú dobre známy vodný kameň. Rozpustené soli vápnika a horčíka sa vo vode vyskytujú prirodzene. Do vody sa dostanú počas jej kolobehu v prírode. Tvrdosť vody sa značne líši od lokality. Väčšia tvrdosť vody sa vyskytuje hlavne v podzemných vodách, v oblastiach s vysokým výskytom dolomitov a iných minerálov obsahujúcich vápnik a horčík.
Tvrdá voda a vykurovanie
Množstvo domácností má prístup k vlastnému zdroju vody. Tvrdá voda však môže byť pri dlhodobom užívaní zdraviu škodlivá. Preto množstvo domácností používa vlastný zdroj vody (studňu) len na úžitkové účely a pitnú vodu čerpá z verejnej vodovodnej siete. Avšak tvrdá voda nie je vhodná na účely vykurovania a prípravy teplej úžitkovej vody. Pred jej používaním je nutné vodu zmäkčiť, čím sa zníži riziko poškodenia tepelných zariadení. Medzi hlavné druhy poškodenia tepelných zariadení tvrdou vodou patria: upchatie potrubí vodným kameňom, nánosy vodného kameňa na teplo-výmenných plochách, ktoré výrazne znižujú efektivitu systému, upchávanie vodovodných armatúr a mnohé iné.
V dnešnej dobe poznáme viacero spôsobov, ako sa vysporiadať s vysokými hodnotami tvrdosti vody. Jednotlivé metódy by sa dali rozdeliť na dve hlavné skupiny, a to chemické zmäkčovanie, kedy sa nežiadúce látky obsiahnuté vo vode z vody určitým spôsobom odstraňujú, alebo fyzikálne zmäkčovanie, kedy sa eliminuje nežiadúci dopad pôsobenia daných látok na systém.
Zmäkčovanie vody na princípe výmeny iónov
Najbežnejším a najpoužívanejším spôsobom zmäkčovania vody je systém založený na princípe výmeny iónov. Zariadenie, tzv. iónový menič, sa umiestni na začiatok potrubia privádzajúceho vodu do domácnosti. Tvrdá voda zo zdroja prúdi cez náplň v meniči, tzv. katex. Náplň obsahuje ióny sodíka. Pri prúdení tvrdej vody cez katexovú náplň sa vďaka prirodzenej vlastnosti iónov vymieňajú častice vápnika a horčíka za častice sodíka. Sodík, ktorý nahradil vápnik a horčík vo vode, je ďalej neškodný a nevytvára sa vodný kameň. Katexová náplň po určitej dobe stráca svoju funkčnosť, pretože sa z nej „vymyjú“ všetky častice sodíka. V tomto okamihu je nutné vykonať jej regeneráciu, na čo sa bežne používa kuchynská soľ v tabletovanej forme. Celý proces regenerácie je v moderných zariadeniach plne automatizovaný. Regeneračnú kvapalinu je nutné odviezť do odpadu.
Zmäkčovanie vody pomocou reverznej osmózy
Na inom princípe odstraňovania tvrdosti vody pracujú zariadenia využívajúce jav tzv. reverznej osmózy. Pri reverznej osmóze je voda tlačená cez polopriepustnú membránu. Polopriepustná membrána v tomto prípade predstavuje veľmi jemný „filter“, ktorý prepustí rozpúšťadlo (vodu), ale neprepustí ďalšie látky obsiahnuté v rozpúšťadle (napr. vápnik a horčík). Vo svojej podstate je reverzná osmóza rovnaký jav, ako keď cedíme cestoviny cez sitko.
Rozdiel je len vo veľkosti, keďže keramické polopriepustné membrány dokážu zachytávať častice na molekulárnej úrovni. Voda „prefiltrovaná“ pomocou reverznej osmózy je však na rozdiel od vody získanej pomocou iónových meničov takmer úplne demineralizovaná (zbavená väčšiny minerálov, nie len vápnika a horčíka) a kvalitatívne sa blíži k vode destilovanej. Takáto voda nie je vhodná na bežné pitie, pretože demineralizovaná voda v značnej miere odčerpáva minerály z ľudského tela a je nutné ju pred pitím vhodne upraviť.
Systémy, ktoré pracujú na základe fyzikálneho zmäkčovania, zabezpečujú elimináciu tvorby vodného kameňa a ďalší nežiadúci dopad na systém. V porovnaní s iónovými meničmi sa jedná o pomerne málo rozšírené metódy. Pri daných metódach sa nemení zloženie vody, teda jednotlivé nežiadúce látky sa z vody neodstraňujú. Princíp spočíva v zmene špecifických fyzikálnych vlastností tvrdej vody, kedy sa látky vytvárajúce vodný kameň zhlukujú do kryštálikov a nemajú tendenciu usadzovať sa na povrchoch.
Dostupnosť zariadení na úpravu vody
Tvrdosť vody a následné problémy, ktoré vytvára hlavne na výhrevných telesách, sú dlhodobo známou problematikou, ktorú má prax už dobre zvládnutú. Na trhu existuje množstvo komerčne dostupných zariadení na úpravu vody pracujúcich na rôznych princípoch. Zmäkčovanie vody je dostupné pre všetky segmenty trhu od domácností až po veľké fabriky.
Výhody a nevýhody, ako napríklad množstvo zmäkčenej vody za jednotku času, nutnosť napájania systému elektrickou energiou, doba nutná na regeneráciu a údržbu systému, kvalitatívne obmedzenia na úroveň znečistenia vody, výstupné hodnoty čistoty a v neposlednom rade cena a návratnosť systému, sa výrazne líšia a voľba optimálneho systému pre konkrétnu aplikáciu je záležitosťou dialógu zákazníka s odborníkom v danej problematike.