Основні методи пом'якшення води
Зміст
Теоретичні основи пом'якшення води, класифікація методів
Термічний метод пом'якшення води
Реагентні методи пом'якшення води
Технологічні схеми і конструктивніелементи установок реагентного пом'якшення води
термохімічних метод пом'якшення води
Пом'якшення води діалізом
Магнітна обробка води
Література
Теоретичні основи пом'якшення води, класифікація методів
Під зм'якшуванням води мається на увазі процес видалення з неїкатіонів жорсткості, тобто кальцію і магнію. Відповідно до ГОСТ 2874-82"Вода питна" жорсткість води не повинна перевищувати 7 мг-екв/л. Окремівиди виробництв до технологічної воді пред'являють вимоги глибокого її пом'якшення,тобто до 0,05.0,01 мг-екв/л. Звичайно використовувані вододжерела мають жорсткість, що відповідаєнормам господарсько-питних вод, і в пом'якшенні не потребують. Пом'якшення води виробляютьв основному при її підготовці для технічних цілей. Так, жорсткість води для харчуваннябарабанних котлів не повинна перевищувати 0,005 мг-екв/л. Пом'якшення води здійснюютьметодами: термічним, заснованим на нагріванні води, її дистиляції чи виморожування;реагентними, при яких знаходяться у воді іони Ca ( II ) і Mg ( II ) пов'язують різними реагентами в практичнонерозчинні сполуки; іонного обміну, заснованого на фільтруванні умягчаетсяводи через спеціальні матеріали, що обмінюють входять до їх складу іони Na ( I) або Н (1) на іониСа (II) і Mg ( II ),містяться у воді діалізу; комбінованим, що представляє собою різні поєднанняперерахованих методів.
Вибір методу пом'якшення води визначається її якістю, необхідноїглибиною зм'якшування і техніко-економічними міркуваннями. У відповідності з рекомендаціямиСНіПа при пом'якшенні підземних вод слід застосовувати іонообмінні методи; приумягчении поверхневих вод, коли одночасно потрібно і освітлення води, - вапнянийабо вапняно-содовий метод, а при глибокому пом'якшенні води - подальше катіонірованіе. Основні характеристики та умови застосування методів пом'якшення води наведенів табл. 20.1.
зм'якшування вода діаліз термічний
Для отримання води для господарсько-питних потреб зазвичай мовить м'якенькілише її деяку частину з наступним змішуванням з вихідною водою, при цьому кількістьумягчается води Q y визначаютьза формулою
(20.1)
де Ж о. і . - Загальна жорсткість вихідної води, мг-екв/л;Ж 0. з . - Загальна жорсткість води, що надходить в мережу, мг-екв/л; Ж 0. у. - жорсткість пом'якшеної води, мг-екв/л.
Методи пом'якшення води
Показник
термічний
реагентниє
іонообмінний
діалізу
Характеристика процесу
Воду нагрівають до температури вище 100 В° С, при цьому віддаляється карбонатнаі Некарбонатная жорсткості (у вигляді карбонату кальцію, гідрокси-. да магнію і гіпсу)
У воду додають вапно, що знімає карбонатну і магнієву жорсткість,а також соду, що знімає некарбонат - іую жорсткість
умягчается вода пропускається через катіоніту - ші фільтри
Вихідна вода фільтрується через напівпроникну мембрану
Призначення методу
Усунення карбонатної жорсткості з води, вживаної для живленнякотлів низького н середнього тиску
Неглибоке умягчение при одночасному освітленні води від зваженихречовин
Глибоке зм'якшування води, що містить незначну кількість зваженихречовин
Глибоке пом'якшення води
Витрата води на власні потреби
-
Не більше 10%
До 30% і більше пропорційно жорсткості вихідної води
10
Умови ефективного застосування: каламутність початкової води, мг/л
До 50
До 500
Не більше 8
До 2,0
Жорсткість води, мг-екв/л
Карбонатна жорсткість з переважанням Са (НС03) 2, Некарбонатная жорсткістьу вигляді гіпсу
5.30
Не вище 15
До 10,0
Залишкова жорсткість води, мг-екв/л
Карбонатна жорсткість до 0,035, CaS04 до 0,70
До 0,70
0,03.0,05 прн одноступенчатом і до 0,01 при двухступенчатом ка - тіонірованіі
0,01 і нижче
Температура води, В° С
До 270
До 90
До 30 (глауконіт), до 60 (сульфоуглі)
До 60
Термічний метод пом'якшення води
Термічний метод пом'якшення води доцільно застосовувати привикористанні карбонатних вод, що йдуть на харчування котлів низького тиску, а такожв поєднанні з реагентними методами пом'якшення води. Він заснований на зсуві вуглекислотногорівноваги при її нагріванні в бік утворення карбонату кальцію, що описуєтьсяреакцією
Са (НС0 3 ) 2 -> СаСО 3 + С0 2 + Н 2 0.
Рівновага зміщується за рахунок пониження розчинності оксиду вуглецю(IV), що викликається підвищенням температури і тиску. Кип'ятінням можна повністювидалити оксид вуглецю (IV) і тим самим значно знизити карбонатну кальцієвужорсткість. Однак, повністю усунути зазначену жорсткість не вдається, оскількикарбонат кальцію хоча і незначно (13 мг/л при температурі 18 В° С), але все жрозчинний у воді.
При наявності у воді гідрокарбонату магнію процес його осадженнявідбувається наступним чином: спочатку утворюється порівняно добре розчинний(110 мг/л при температурі 18 В° С) карбонат магнію
Mg (НСО 3 ) в†’ MgC0 3 + С0 2 + Н 2 0,
який при тривалому кип'ятінні гідролізується, в результатічого випадає осад малорастворимого (8,4 мг/л). гідроксиду магнію
MgC0 3 + H 2 0в†’ Mg (0H) 2 + C0 2 .
Отже, при кип'ятінні води жорсткість, що обумовлюєтьсягідрокарбонатами кальцію і магнію, знижується. При кип'ятінні води знижується такожжорсткість, обумовлена ​​сульфатом кальцію, розчинність якого падає до 0,65г/л.
На рис. 1 показаний термоумягчітель конструкції Копйова, що відрізняєтьсявідносною простотою пристрою і надійністю роботи. Попередньо підігрітав апараті оброблювана вода надходить через ежектор на розетку плівкового підігрівачаі розбризкується над вертикально розміщеними трубами, і по ним стікає вниз назустрічгарячій парі. Потім спільно з продувної водою від котлів вона по центрально подаючоїтрубі через дірчасті днище надходить в освітлювач із зваженим осадом.
Виділяються при цьому з води вуглекислота і кисень разом знадлишком пара скидаються в атмосферу. Утворені в процесі нагрівання водисолі кальцію і магнію затримуються у зваженому шарі. Пройшовши через зваженийшар...
