Файл: Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология учебник.pdf

Дозы реагентов при известково-содовом умягчении рассчитывают по формулам:

120

Важным эксплуатационным показателем правильно­ сти подбора доз реагентов и окончания процесса умяг­ чения служит показатель стабильности воды. Стабиль­ ность определяется изменением щелочности воды в про­ цессе фильтрации, что соответствует выделению и отложению карбоната кальция на фильтрующей загрузке.

Термохимическое умягчение. Термохимический метод умягчения применяется, при подготовке воды для пита­ ния паровых котлов. Метод заключается в подогреве во­ ды выше 100° С и применении извести и соды, реже — ед­ кого натра и соды. Высокотемпературная обработка при­ водит к интенсификации процессов укрупнения и осаж­ дения хлопьев. При таком умягчении коагулянты не при­ меняют. Необходимые дозы реагентов меньше, чем при обычной температуре, так как из воды с температурой выше 100° С практически полностью улетучивается сво­ бодная углекислота.

Фосфатное доумягчение воды проводят после извест- ково-содовой обработки. Поскольку стоимость фосфор­ ных солей значительно выше, чем извести и соды, ис­ пользование одних фосфатов неэкономично. В качестве фосфатных реагентов используют диили тринатрийфосфат.

Умягчение происходит вследствие реакций:

3Ca(HC03 )2 +2Na3 P04 -> Ca3 (P04 )2 +6NaHC03 ;

3Mg(HC0 3 ) 2 +2Na 3 P0 4 - Mg3 (PQ4 )2 +6NaHC03 ;

1

3CaCl2 +2Na3 P04 - Ca3 (PQ4 )2 +6NaCl; i

3MgS0 4 +2Na 3 P0 4 - Mg3 (PQ4 )2 +3Na2 S04 .

I

В результате фосфатного доумягчения в сочетании с термохимической обработкой можно получить воду с остаточной жесткостью 0,04—0,05 мг-экв/л. * -

Сульфатную жесткость устраняют карбонатом, гид­ роокисью или алюминатом бария. Реакции умягчения

121

с карбонатом бария могут протекать следующим об­ разом:

C a S 04 + Ba C0 3 - BaS04 +CaC03 ;

* I

MgS04 +BaC03 -> BaS04 +MgC03 ;

Здесь символом [Кат] обозначена нерастворимая часть катионита, условно принимаемая одноосновным ионом.

В результате обменных реакций в воде появляются натриевые соли, не являющиеся солями жесткости. В то же время содержание бикарбонат-ионов не изменяется, а потому щелочность воды остается без изменений. Об­ щее солесодержание несколько возрастает, так как каж­ дый ион кальция с относительной атомной массой 40,08 заменяется двумя ионами натрия, вес которых выше и равен 2-22,99 = 45,98; замена магния (относительная атомная масса 24,31) приводит к еще большему росту солесодержания.

Катиониты характеризуются величиной обменной ем­

восстановлению его обменных свойств. Na-катионит вос-

122

стаиавливают концентрированным раствором NaCl (от 2 до 10%) по реакциям:

Отработанный раствор NaCl с солями кальция и маг­ ния сбрасывается в канализацию.

Если катионит регенерировать раствором кислоты, то получится катионит в Н - форме — [Кат]Н . Н-катионито- вый фильтр позволяет получить воду, лишенную солей кальция и магния, по той же схеме, что показана для Na-катионита, при этом в воде появляются кислоты НС1 и H 2 S0 4 в количестве, равном концентрации их анионов в исходной воде. Кислотность воды после Н-катиониро- вания возрастает, величина рН снижается.

В практике нередко совмещают Na- и Н-катиониро- вание, что позволяет получить глубоко умягчённую воду, лишенную в то же время агрессивных свойств (за счет щелочности после Na-катионирования и кислотности пос­ ле Н-катионирования).

Процесс Na- и Н-катионирования выполняют по раз­ ным схемам. Например, одна часть воды направляется на Na-катионитовый фильтр, другая — на Н-катионито- вый, после чего оба фильтрата смешиваются. Возможно совместное Na- и Н-катионирование, когда вся вода про­ ходит через катионит, содержащий и ионы Н+ и ионы Na+ .

фильтрах 0,3—1,1 мм, высота фильтрующего слоя 2—4 м. Эксплуатация водоумягчительных установок прово­ дится в соответствии с инструкциями, разрабатываемы­ ми с учетом местных условий. При контроле качества воды особое внимание уделяется определению показате­ лей, так или иначе связанных с понятиями жесткости и щелочности: жесткости общей и карбонатной, щелочно­ сти карбонатной^ и гидратной, содержанию солей каль­ ция и магния, общему солесодержанию, величине рН,

содержанию анионов.

123