Please wait.
We are checking your browser. gomolog.ru
Why do I have to complete a CAPTCHA?
Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.
What can I do to prevent this in the future?
If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.
If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.
Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.
Cloudflare Ray ID: 6e28d21f2ecf717b • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare
Реагентное умягчение-обезжелезивание воды
Устранение жесткости воды
Существует несколько методов устранения жесткости воды, на практике наиболее часто применяется реагентное умягчение. В результате химической реакции между добавленными реагентами и присутствующими в воде ионами жесткости (Ca²⁺ и Mg²⁺) образуются нерастворимые соединения (осадки), которые легко удалить из раствора механическим способом. Для уменьшения общей жесткости воды применяют:
- кальцинированную соду — Na₂CO₃;
- гашеную известь — Са(ОН)₂;
- фосфат натрия — Na₃PO₄.
Процессы водоподготовки и умягчения воды реагентными методами и декарбонизацией известью ведутся в установках-осветлителях. В осветлителях создаются условия взвешенного осадка, а образование твердого осадка происходит по всему свободному объему раствора. Например, рост кристаллов CaCO₃ происходит из исходных частиц размером 0,01 мм.
Для того чтобы взвешенные в растворе карбонат кальция и карбонат магния быстрее выпали в осадок, дополнительно используют коагулянты — чаще всего это сульфат железа FeSO₄. Иногда применяют флокулянты (хлопьеобразователи).
Воду с высокой карбонатной жесткостью оптимально нейтрализовать известью совместно с сульфатом железа, в том случае, если не требуется дополнительно удалять ионы некарбонатной жесткости. Существенно снизить некарбонатную жесткость сможет добавление в воду щелочи NaOH с образованием соды (NaHCO₃).
Применение щелочи должно быть рассчитано исходя из соотношения
Едкий натр (NaOH) нельзя применять в осветлителях совместно с коагулянтами, так как он ухудшает показатели осаждения взвешенных частиц.
Дозы для реагентного умягчение воды известью и гидроксидом натрия вычисляют из соотношения
Описанные методы реагентного умягчения воды находят применение для обработки природных вод из поверхностных водоемов. Положительные стороны метода декарбонизации состоят в том, что из воды дополнительно удаляются взвешенные вещества, органические примеси, железистые и кремниевые соединения.
Как правило, железо в природных водах представлено в виде комплексов, коллоидных систем и тонкодисперсных взвешенных частиц. В результате реакций декарбонизации образуются осадки солей железа и магния, а также карбонат кальция. Влажный осадок направляется на дальнейшую обработку — обезвоживание, складирование и утилизацию.
Один из методов удаления солей кальция из природных подземных вод заключается в реагентной обработке известью и едким натром в вихревом реакторе. В условиях гетерогенной системы кристаллизация осадка карбоната кальция происходит на поверхности загрузки, где быстрее образуются зародыши кристаллов. С точки зрения физики процесса образование кристаллов на поверхности энергетически более выгодно, чем кристаллизация по всему объему раствора.
В тех случаях, когда раствор насыщен карбонатом кальция, для оценки его водородного показателя применяют величину рНs. Этот показатель меняется в зависимости от:
- физико-химических параметров раствора — температуры,
- общей концентрации солей, а также
- заданных величин щелочности и жесткости обработанной воды.
Если конечные показатели жесткости и щелочности достаточно высокие, то процесс декарбонизации можно вести при низких значениях рНs.
Конструкционные особенности вихревых реакторов — небольшая занимая площадь при значительной высоте сооружения. Вихревые реакторы могут эксплуатироваться под давлением, поэтому умягчать воду можно без промежуточных резервуаров и дополнительных насосов. Система может работать даже при низкой температуре обрабатываемой воды. Осадок, получаемый в процессе реагентного устранения жесткости воды, представляет собой круглые гранулы размером 1–2 мм и влажностью 20–25%.
Все о временной жесткости воды
Вода – самый важный компонент, необходимый для жизни на Земле. Вода присутствует в океанах, реках, прудах, озерах, ледниках и так далее. Дождь считается чистой (мягкой) водой, потому что она не содержит растворенных в ней солей, хотя присутствуют растворенные газы. Воду можно разделить на жесткую и мягкую. Жесткость воды обусловлена наличием растворимых бикарбонатов, хлоридов и сульфатов кальция и магния.
Что это такое и чем обусловлена?
Временная жесткость — это жесткость воды из-за наличия ионов, карбонатов и бикарбонатов таких веществ, как кальций и магний, которые могут выпадать в осадок при нагревании. Его можно удалить с помощью таких процессов, как кипячение или смягчение извести, а затем отделение воды от образовавшегося осадка.
Временная жесткость очень распространена и является причиной присутствия карбоната кальция в трубах и оборудовании.
Содержание этих отложений связаны с засорениями водопровода и снижениями эффективности теплообменников.
Поскольку во временно-жесткой воде почти всегда присутствует карбонат кальция (формула CaCO3), временную жесткость называют карбонатной жесткостью.
Жесткая вода вредна для котлов, поскольку происходит отложение солей, снижающих эффективность котлов. Жесткую воду можно пить, но ее использование в течение длительного времени может привести к множеству проблем. Самые очевидные недостатки это:
- растяжение тканей при стирке, одежда выглядит более тускло и становится грубой на ощупь;
- водонагреватели работают на повышенных мощностях, что приводит к увеличению счетов за свет;
- низкое давление воды в водопроводе из-за забитых труб;
- на посуде появляются белые пятна, также появляются пятна на керамике и накипь на смесителях.
Чем отличается от постоянной?
Временная жесткость сложна, так как ее наличие зависит от концентрации карбонатов по отношению к их реакции с кальцием и магнием.
Предположим, что ваша вода имеет 100 частей на миллион общей жесткости до кипения и 60 частей на миллион общей жесткости после кипячения. Это означает, что она имеет 40 частей на миллион временной жесткости. Хорошие новости о временной жесткости заключается в том, что ее легко удалить кипячением или осаждением известью (гидроксидом кальция). Кипячение и добавление извести — два старых метода, используемых для смягчения воды, содержащей временную жесткость.
Постоянная жесткость не удаляется кипячением, в отличие от временной. Если ваша вода гипсовая (то есть прошла через гипс в грунте), она будет содержать кальций и сульфат.
При кипячении гипсовой воды теряется очень мало жесткости, так как кальций не осаждается сульфатом.
Как определить?
Когда временная жесткость выпадает в осадок, большая ее часть приходится на карбонат кальция. Кипячение приводит к тому, что соли бикарбоната превращается в соли карбоната, которые затем связываются с кальцием. Карбонат кальция почти нерастворим, поэтому он выпадает в осадок, тем самым удаляя и кальций, и карбонат из воды. Поскольку карбонат имеет щелочной характер, в то же время щелочность в воде уменьшается.
Определение интенсивности временной жесткости затруднено тем, что ее концентрация основана на концентрации щелочных ионов по отношению к их реакции с кальцием.
Как можно устранить?
Устранение проводится с помощью самого главного способа борьбы с временной жесткостью — кипячения. Когда мы кипятим воду, растворимые соли превращаются в гидроксид магния, который нерастворим и, следовательно, осаждается и удаляется. После фильтрации получаем мягкую воду.
Уравнения реакций выглядит так:
- Ca (HCO3) 2 → CaCO3 + H2O + CO2;
- Mg (HCO3) 2 → MgCO3 + H2O + CO2.
Устранить временную жесткость воды можно по методу Кларка.
Гидроксид кальция – это реагент Кларка. Он снижает жесткость воды, превращая бикарбонаты в карбонаты.
Уравнение реакции: Ca (OH) 2 + Ca (HCO3) 2 → 2CaCO3 + 2H2O
Щелочность существует в трех формах: карбонат (CO32-), бикарбонат (HCO3-) и гидроксид (OH-). Гидроксидная щелочность редко встречается, поскольку она существует только при добавлении и когда pH превышает 10. Карбонатная и бикарбонатная щелочность свободно меняется от одной формы к другой в зависимости от pH воды. Карбонатных ионов мало в воде с низким pH. Если поднять pH, то некоторые из ионов бикарбоната превратятся в ионы карбоната.
Одно важное отличие состоит в том, что ионы бикарбоната значительно более растворимы, чем карбонаты. Кальций имеет лишь ограниченную растворимость с карбонатом, но он значительно лучше растворяется с бикарбонатом. Если pH меньше 10, можно с уверенностью предположить, что щелочность гидроксида равна нулю.
В этих условиях концентрация карбонатной щелочности равна двукратной щелочности фенолфталеина (C = 2P). Кроме того, концентрация бикарбонатной щелочности равна общей щелочности минус двукратная щелочность фенолфталеина (B = M – 2P). Также полезно понимать, что общая щелочность равна щелочности бикарбоната плюс щелочность карбоната (M = B + C).
Концентрация временной жесткости зависит от соотношения бикарбонатной и карбонатной щелочности. По мере того как циркулирует вода, щелочность и pH повышаются. Когда это происходит, соотношение карбоната и бикарбоната увеличивается. Это приводит к соответствующему снижению растворимости кальция.
Для каждого количества циклов концентрирования существует определенное соотношение карбонатных и бикарбонатных ионов.
Это соотношение зависит от pH и щелочности, а не от жесткости. Концентрация временной жесткости может быть определена как концентрация карбонатной щелочности в миллионных долях, которая выпадает в осадок, чтобы вернуть воду к равновесию, при котором кальций больше не осаждается.
Кипячение – не единственное действие, которое может удалить временную жесткость. Кипячение просто превращает очень растворимые ионы бикарбоната в менее растворимые ионы карбонатов, которые затем осаждаются в виде карбоната кальция. Современные технологии устраняют временную жесткость в реакционной камере за счет осаждения кальция в виде карбоната кальция. Удаление карбоната в форме карбоната кальция оставляет ионы бикарбоната, которые хорошо растворимы.
Это позволяет значительно повысить концентрацию кальция в растворе, поскольку карбонаты удаляются. Соотношение временной и постоянной жесткости полностью зависит от соотношения карбонатной и бикарбонатной щелочности. Другими словами, временная жесткость снимается, когда в реакционной камере образуется карбонат кальция. Удаление временной жесткости происходит по мере того, как карбонат кальция сдвигает индекс насыщения до точки, при которой остающаяся или постоянная жесткость остается растворимой.
[spoiler title="источники:"]
http://www.vo-da.ru/articles/umyagchenie-obezjelezivanie/ustranenie-jestkosti-vodyi
http://stroy-podskazka.ru/vodosnabzhenie/vremennaja-zhestkost/
[/spoiler]
