Известково-содовый метод умягчения воды

Сущность известково-содового метода умягчения воды сводится к следующим основным процессам:

Ca(ОH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Ca(ОH)₂ + Ca(HCO₃)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O

Ca(ОH)₂ + Mg(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + MgCO₃ + H₂O

Ca(ОH)₂ + MgCO₃ → CaCO₃ + Mg(OH)₂↓

Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2NaCl

Na₂CO₃ + CaSO₄ → CaCO₃↓ + Na₂ SO₄

Этим методом остаточная жесткость может быть доведена до 0,5-1,0; щелочность – до 0,8-1,2 мг-экв/л.

Дозу извести Д_и при известково-содовом методе определяют по формуле:

Д_и = 28([ CО₂ ] + Ж_к + [ Mg²⁺ ] + Д_к + 0,5),

22 12 l_к

где Ж_к – жесткость карбонатная.

Дозу соды Д_с при известково-содовом методе определяют по формуле:

Д_с = 53(Ж_нк + Д_к + 1),

l_к

где Д_с – доза соды в пересчете на Na₂CO₃, мг/л;

Ж_нк – жесткость некарбонатная.

При известково-содовом методе умягчения воды образующиеся CaCO₃ и Mg(OH)₂ могут перенасыщать растворы и долго оставаться в коллоидном состоянии. Переход в грубодисперсный шлам длителен.

Д_и = ([ CО₂ ] + (Ж_к + Ж_м + Д_к + 0,5))

22 l_к

При умягчении воды содово-натровым методом воду обрабатывают содой и гидроксидом натрия:

Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH → CaCO₃ + Na₂CO₃ + 2H₂O

Mg(HCO₃)₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄

При высокой концентрации гидрокарбонатов в воде и низкой некарбонатной жесткости избыток Na₂CO₃ может оставаться в умягченной воде. Поэтому данный метод применяется лишь с учетом соотношений между карбонатной и некарбонатной жесткостью. Если карбонатная жесткость равна некарбонатной, то соду можно не добавлять, поскольку необходимое количество ее для умягчения воды образуется в результате взаимодействия гидрокарбонатов с NaOH. Доза кальцинированной соды увеличивается по мере повышения некарбонатной жесткости воды.

Термохимический метод умягчения воды

Этим методом умягчение воды производят при температуре воды выше

100°С. Более интенсивному умягчению воды при ее подогреве способствует:

● образование тяжелых и крупных хлопьев осадка;

● быстрейшее его осаждение вследствие снижения вязкости воды при нагревании;

● сокращается также расход извести, так как CO₂ удаляется при нагревании.

Термохимический метод может применяться с добавлением и без добавления коагулянта, поскольку большая плотность осадка исключает необходимость его утяжеления.

Термохимический метод применяют при использовании воды в паровых котлах.

В качестве реагентов при этом методе применяют известь и соду, реже – гидроксид натрия и соду.

Содержание в воде магния может быть снижено до 0,05-0,1 мг-экв/л.

Фосфатный метод умягчения воды самостоятельно не применяют из-за высокой стоимости реагента. Фосфаты применяют для доумягчения воды после ее обработки другими реагентами, например, известью и содой.

В качестве реагентов применяют ди- и тринатрий фосфат.

При добавлении этих реагентов к воде образуются малорастворимые фосфаты кальция и магния:

3Ca(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6Na HCO₃

3Mg(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂ + 6NaHCO₃

3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + 6NaCl

3Mg SO₄ + 2Na₃PO₄ → Mg₃ (PO₄)₂ + 3Na₂SO₄

Процесс фосфатного доумягчения воды проводят обычно при температуре выше 100°С.

Остаточная жесткость при этом получается 0,04-0,05 мг-экв/л. Схема установки приведена на рисунке 18.9 (слайд 60).

 

 

Магнитная обработка воды

В последнее время в отечественной и зарубежной литературе появляются сообщения об успешном применении магнитной обработки с целью интенсификации процессов очистки воды, для борьбы с накипеобразованием и инкрустацией.

Механизм действия магнитного поля на воду окончательно не выяснен. Все существующие гипотезы Тебенихин и Гусев классифицировали в три группы:

● первая, объединяющая большинство гипотез, связывает действие магнитного поля на ионы солей. Под влиянием магнитного поля происходит поляризация и деформация ионов, сопровождающиеся уменьшением их гидратации, что повышает вероятность их сближения и образования центров кристаллизации;

● вторая предполагает действие магнитного поля на примеси воды, находящиеся в коллоидном состоянии;

● третья – возможность влияния магнитного поля на структуру воды. Это влияние вызывает изменение в агрегации воды и нарушает ориентацию ядерных атомов водорода в молекуле.

Наиболее широко магнитная обработка воды распространена в борьбе с накипеобразованием. Принцип метода заключается в том, что при пересечении водой магнитных силовых линий накипеобразователи выделяются не на поверхности нагрева, а в массе воды.

Метод эффективен для кальциево-карбонатных вод, которые составляют 80% вод всех водоемов.