В системах умягчения воды используется процесс, называемый ионным обменом, для удаления кальций и магний, которые являются товарными знаками жесткой воды. Чрезмерно жесткая вода может затруднить уборку в доме, так как она часто оставляет накипь на кухонной и ванной сантехнике, тускнеет на одежде и оставляет пятна на посуде. Однако умягчение воды следует использовать с осторожностью, поскольку оно заменяет натрий на минералы, которые придают воде жесткость и могут быть вредны для людей, придерживающихся диеты с низким содержанием натрия. Натрий, образующийся при умягчении воды, также может быть вредным для растений. Во всех различных типах систем умягчения воды используется ионный обмен, но они различаются по требуемому количеству входных данных. от оператора.
Жесткая вода возникает из источников подземных вод, таких как водоносные горизонты, потому что кальций, магний и другие минералы растворяются в воде из окружающих пород. Кальций и магний вызывают характеристики, которые называются жесткими. Жесткость измеряется в зернах на галлон (GPG), при этом одно зерно твердости равно весу одного зерна пшеницы. Любая вода с более чем 1 GPG кальция и магния считается жесткой, а более 10,5 GPG классифицируется как очень жесткая.
Химические вещества иногда добавляют в стиральный порошок для смягчения воды, используемой для стирки одежды, но все системы умягчения воды, которые обрабатывают воду, используемую во всем доме, используют ионный обмен. Ион – это электрически заряженная молекула, и разные ионы могут иметь разную силу заряда. Умягчители воды содержат обменную среду, которая изначально покрыта положительно заряженными ионами натрия. Ионы кальция и магния в жесткой воде также заряжены положительно, но они имеют более сильный заряд, чем ионы натрия. Это означает, что при прохождении воды через обменную среду ионы кальция и магния захватываются средой, а ионы натрия освобождаются от нее, так как ионы кальция и магния обладают более сильным притяжением.
В конце концов, обменная среда в системе умягчения воды полностью покрывается ионами кальция и магния. Когда это происходит, умягчитель обратно промывается раствором хлорида натрия. Этот процесс известен как зарядка. Ионы кальция и магния образуют соединения с хлором и вымываются, а ионы натрия снова присоединяются к обменная среда.
Различные типы систем умягчения воды различаются в зависимости от того, сколько работы должен выполнить пользователь, чтобы их перезарядить. Самым популярным типом домашних умягчителей воды являются автоматические умягчители, также иногда называемые полностью автоматическими умягчителями, которые используют таймер, установленный владельцем, для автоматической перезарядки системы. Другой тип умягчителя воды, который работает автоматически, — это регенерация по требованию (DIR), которая определяет, когда систему необходимо подзарядить, в зависимости от количества использованной воды.
Как ручные, так и полуавтоматические системы требуют большего участия пользователя. Полуавтоматический умягчитель воды требует, чтобы владелец вручную сообщал умягчителю, когда нужно перезарядить воду. Ручные умягчители воды требуют, чтобы пользователь установил все параметры для перезарядки умягчителя, в том числе, когда система перезаряжается и как долго.