, пом'якшена вода надходить у збірник і відводиться за межі апарату.
Час перебування води в термоумягчітеле складає 30.45 хв,швидкість її висхідного руху у зваженому шарі 7.10 м/ч, а в отворах помилковогодна 0,1.0,25 м/с.
Рис. 1. Термоумягчітель конструкції Копйова.
15 - скидання дренажної води; 12 - центральна подаючатруба; 13 - помилкові перфоровані днища; 11 - зважений шар; 14 - Скидання шламу; 9 - збірник пом'якшеної води; 1, 10 - подача вихідноїі відведення зм'якшеної води; 2 - продування котлів; 3 - ежектор; 4 - випарувати; 5 - плівковий підігрівач; 6 - скид пара; 7 - кільцевої перфорованийтрубопровід відведення води до ежектору; 8 - похилі сепаруючі перегородки
Реагентні методи пом'якшення води
Пом'якшення води реагентними методами засновано на обробці їїреагентами, що утворюють з кальцієм і магнієм малорозчинні сполуки: Mg (OH) 2 , СаС0 3 ,Са 3 (Р0 4 ) 2 , Mg 3 (P0 4 ) 2 і інші з наступним їхвідділенням в освітлювачах, тонкошарових відстійниках і освітлювальні фільтрах. Вякості реагентів використовують вапно, кальциновану соду, гідроксиди натріюі барію та інші речовини.
Пом'якшення води вапнуванням застосовують при її високійкарбонатною і низькою некарботаной жорсткості, а також у разі, коли не потрібнавидаляти з води солі некарбонатних жорсткості. В якості реагенту використовують вапно,яку вводять у вигляді розчину або суспензії (молока) в попередньо підігрітуоброблювану воду. Розчиняючись, вапно збагачує воду іонами ОН - і Са 2 + ,що призводить до зв'язування розчиненого у воді вільного оксиду вуглецю (IV) зутворенням карбонатних іонів і переходу гідрокарбонатних іонів в карбонатні:
С0 2 + 20Н - в†’ СО 3 + Н 2 0, НСО 3 - + ОН - в†’ СО 3 - + Н 2 О.
Підвищення в оброблюваній воді концентрації іонів С0 3 2- і присутність в ній іонів Са 2 + з урахуванням введенихз вапном приводить до підвищення твори розчинності і осадженню малорастворимогокарбонату кальцію:
Са 2 + + С0 3 - в†’СаС0 3 .
При надлишку вапна в осад випадає і гідроксид магнію
Mg 2 + + 20Н - в†’Mg (ОН) 2
Для прискорення видалення дисперсних і колоїдних домішок і зниженнялужності води одночасно з вапнуванням застосовують коагуляцію цих домішоксульфатом заліза (II) тобто FeS0 4 * 7 Н 2 0.Залишкова жорсткість пом'якшеної води при декарбонізації може бути отримана на 0,4.0,8мг-екв/л більше некарбонатних жорсткості, а лужність 0,8.1,2 мг-екв/л. Доза вапнавизначається співвідношенням концентрації у воді іонів кальцію і карбонатної жорсткості:а) при співвідношенні [Са 2 + ]/20 <Ж до ,
(20.2б)
б) при співвідношенні [Са 2 + ]/20> Ж до ,
(20.3)
де [СО 2 ] - концентрація у воді вільного оксидувуглецю (IV), мг/л; [Са 2 + ] - концентрація іонів кальцію, мг/л; Ж до - Карбонатна жорсткість води, мг-екв/л; Д до - доза коагулянту (FeS0 4 або FeCl 3 в перерахунку на безводні продукти), мг/л; е до - еквівалентна масаактивної речовини коагулянту, мг/мг-екв (для FeS0 4 е до = 76, для FeCl 3 е до = 54); 0,5 і 0,3 - надлишок вапна для забезпечення більшої повноти реакції, мг-екв/л.
Вираз Д до /е до беруть зі знаком мінус,якщо коагулянт вводиться раніше вапна, і зі знаком плюс, якщо спільно або після.
При відсутності експериментальних даних дозу коагулянту знаходятьз виразу
Д до = 3 (С) 1/3 , (20.4)
де С - кількість суспензії, що утворюється при пом'якшенні води (вперерахунку на суху речовину), мг/л.
У свою чергу, С визначають, використовуючи залежність
де М і - вміст завислих речовин у вихіднійводі, мг/л; m - зміст СаО в товарній вапна,%.
Вапняно-содовий метод пом'якшення води описується наступнимиосновними реакціями:
За цим методом залишкова жорсткість може бути доведена до 0,5.1,а лужність з 7 до 0,8.1,2 мг-екв/л.
Дози вапна Д і і соди Д з (в перерахункуна Na 2 C0 3 ),мг/л, визначають за формулами
(20.6)
(20.7)
де [Mg 2 + ] - вміст уводі магнію, мг/л; Ж н. к. - Некарбонатная жорсткість води, мг-екв/л.
При вапняно-содовому методі зм'якшення води утворюються карбонаткальцію і гідроксид магнію можуть пересищать розчини і довго залишатися в колоїдно-дисперсномустані. Їх перехід в грубодисперсних шлам тривалий, особливо при низьких температурахі наявності у воді органічних домішок, які діють як захисні колоїди.При великій їх кількості жорсткість води при реагентному пом'якшенні води може знижуватисявсього на 15.20%. У подібних випадках перед зм'якшуванням або в процесі його з водивидаляють органічні домішки окислювачами і коагулянтами. При вапняно-содовомуметоді часто процес проводять у дві стадії. Спочатку з води видаляють органічнідомішки і значну частину карбонатної жорсткості, використовуючи солі алюмініюабо заліза з вапном, проводячи процес при оптимальних умовах коагуляції. Післяцього вводять соду і решту частини вапна і доумягчают воду. При видаленніорганічних домішок одночасно з зм'якшуванням води в якості коагулянтів застосовуютьтільки солі заліза, оскільки при високому значенні рН води, необхідному для видаленнямагнієвої жорсткості, солі алюмінію не утворюють сорбційно-активного гідроксиду.Дозу коагулянту при відсутності експериментальних даних розраховують за формулою(20.4). Кількість суспензії визначають за формулою
(20.8)
де Ж про - загальна жорсткість води, мг-екв/л.
Більш глибоке зм'якшування води може бути досягнуто її підігрівом,додаванням надлишку реагенту-осаджувача і створенням контакту умягчается води з ранішеутвореними опадами. При підігріві води зменшується розчинність СаСО 3 і Mg (OH) 2 і більш повнопротікають реакції пом'якшення.
З графіка (рис. 2, а) видно, що залишкова жорсткість, близькадо теоретично можливої, може бути отримана тільки при значному підігрівіводи. Значний ефект пом'якшення спостерігається при 35.40 В° С, подальший підігрівменш ефективний. Глибоке умягчение ведуть при температурі вище 100 В° С. Великийнадлишок реагенту-осаджувача при декарбонізації додавати не рекомендується, так якзростає залишкова жорсткість через непрореагіровавшей вапна або за наявностіу воді магнієвої некарбонатних жорсткості внаслідок її переходу в кальцієву жорсткість:
MgS0 4 + Са (ОН) 2 = Mg (ОН) 2 + CaS0 4
Тому рекомендується приймати надлишок вапна не більше 0,5мг-екв/л. Залежність залишкової твердості води від дози вапна наведена на рис.2, б.
Рис. 2. Вплив температури (а) і дози вапна (б) на глибинупом'якшення води вапняно-содовим і вапняним методом
При вапняно-содовому методі також не рекомендується застосовувативеликі надлишки вапна, однак, в даному випадку вони не викликають збільшення залишковоїжорсткості, оскільки знімаються содою
Са (0H) 2 + Na 2 C0 3 = CaC0 3 +2 NaOH,
але надлишок вапна призводить до нераціонального перерасходованіюсоди, підвищенню вартості пом'якшення води і збільшення гідратної лужності. Томунадлиш...
