|
|||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Реагентные методы умягчения водыРеагентные методыосаждения накипеобразователей основаны на реакциях, в результате которых образуются труднорастворимые соединения, удаляемые из воды в виде осадков. К таким методам относятся известкование, содоизвесткование и другие. Умягчение воды методами осаждения основано на связывании катионов кальция и магния карбонатными и гидроксильными ионами с образованием труднорастворимых соединений карбоната кальция CaCO3 и гидроксида магния Mg(OH)2. Карбонатные и гидроксильные ионы вводятся в обрабатываемую воду с различными реагентами-осадителями, в качестве которых применяют гашеную известь Ca(OH)2, кальцинированную соду Na2CO3, иногда - каустическую соду или едкий натр NaOH. Эти реагенты могут применяться, как каждый в отдельности, так и в комбинациях. При повышенной окисляемости воды дополнительно к обработке реагентами-осадителями необходимо предусматривать коагуляцию. В качестве коагулянта применяют железный купорос FeSO4 ∙ 7 H2O. При использовании коагулянта интенсифицируется эффект очистки воды от глинистой взвеси, органических веществ, соединений железа, кремниевой кислоты, веществ, обусловливающих цветность природной воды. При введении коагулянта в воду наряду с гидролизом происходит окисление железа с образованием коллоидного раствора гидроксида железа. Коагулирующий гидроксид сорбируется на поверхности коллоидных и грубодисперсных примесей, связывая их в комплексы. Образующиеся флоккулы, выделяются из воды. На формирование шлама и на его отделение из воды также влияют дозы реагентов, величина рН, условия ввода реагентов и перемешивания их с водой, температура воды и ее стабильность, скорость восходящего движения воды в осветлителе и количество взвеси в исходной воде. Качество воды после обработки зависит от технологии осаждения, используемых реагентов и условий проведения процесса. Нормы качества воды, обработанной методами осаждения, следующие: -прозрачность - по «кольцу» не менее 45см, по «шрифту» не менее 30см; -мутность - не более 10 мг/дм3; -окисляемость снижается на 40-60%; -кремнесодержание снижается на 50%; -свободная углекислота удаляется полностью; -бикарбонат-ион не обнаруживается; -общая щелочность не более 1 мг-экв/дм3; -общая жесткость - при известковании ; при содоизвестковании - не более 0,4 мг-экв/дм3; -водородный показатель - рН=9,5-10,5; -содержание сульфат-ионов – увеличивается на дозу коагулянта. 1) Известкование используется для декарбонизации, снижения щелочности воды, частичного умягчения (удаления карбонатной жесткости) и снижения солесодержания. Одновременно из воды удаляются грубодисперсные примеси, органические загрязнения, соединения железа и кремниевой кислоты. При этом протекают реакции: CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ +H2O; Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ®2CaCO3¯ +H2O; Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2®Mg(OH)2¯ +2CaCO3¯ +H2O; 4Fe(HCO3)2 +8Ca(OН)2 + O2 ®4Fe(OH)3¯ +8CaCO3¯ +6H2O; Fe2(SO4)3 +3Ca(OH)2 ®2Fe(OH)3¯ +3CaSO4; H2SiO3 + Ca(OH)2 ® CaSiO3¯ +2H2O; H2SiO3 +Mg(OH)2 ® Mg(OH)HSiO3¯ +H2O Процесс известкования применяется для вод со щелочностью более 1,5мг-экв/дм3, за исключением вод с большим превышением щелочности над жесткостью воды. При необходимости известкование может совмещаться с коагуляцией. Происходящая при коагуляции в условиях известкования реакция записывается следующим образом: 4FeSO4 +4Ca(OH)2 + 2H2O +O2 ® 4Fe(OH)3¯ + 4CaSO4 Это значит, что часть извести расходуется на гидролиз Доза извести зависит от качества исходной воды и определяется расчетом, а затем корректируется. Доза коагулянта выбирается ориентировочно, уточняется расчетом и проверяется в лабораторных условиях. Поскольку остаточная бикарбонатная щелочность в известкованной воде мала, в приближенных расчетах ее величиной, как правило, пренебрегают. Для вод 1 группы при ЖСа ³ Щб или ЖСа + Дк ³ Щб, если известкование дополняется коагуляцией, доза извести в миллиграмм-эквивалентах на 1дм3 воды определяется уравнением: , где ЖСа, Щб – соответственно кальциевая жесткость и бикарбонатная щелочность исходной воды, мг-экв/дм3; Дк – доза коагулянта, мг-экв/дм3, ориентировочно принятая по таблице 3; - содержание углекислоты, мг-экв/дм3.
Таблица 3
Для вод 2 группы при ЖСа < Щб или ЖСа + Дк < Щб требуется увеличить дозу извести на величину дефицита ионов кальция. Это - случай обработки исходных вод, содержащих магниевую карбонатную жесткость. Для того, чтобы достичь выделения ионов магния, необходимо обеспечить соответствующую концентрацию гидроксильных ионов в известкованной воде, т. е. дозировать известь с избытком. Требуемая доза извести в миллиграмм-эквивалентах на 1дм3 воды в этом случае равна: , где Ии – избыток извести, равный 0,1-0,2 мг-экв/дм3. Уточненная доза коагулянта в миллиграмм-эквивалентах на 1дм3 воды в пересчете на безводное сернокислое железо FeSO4 составит: , гдеС – количество образующейся при умягчении взвеси мг/дм3; 76 – эквивалентная масса FeSO4. Количество образующейся при умягчении взвеси определяется по формулам: - для вод с отношением : - для вод с отношением : где СВ- содержание взвешенных веществ в исходной воде, равное 100-400 мг/дм3; ак –коэффициент, равный 0,5-1,0.
2) Содоизвесткование осуществляется в целях удаления солей не только карбонатной, но и некарбонатной жесткости, при этом кроме реакций, протекающих при известковании, происходят следующие реакции: CaSO4 + Na2CO3 ® CaCO3¯ + Na2SO4 MgCl2 + Ca(OH)2 ® Mg(OH)2 ¯ + CaCl2; CaCl2 + Na2CO3 ® CaCO3¯ + 2NaCl В отличие от известкования в этом способе достигается глубокое умягчение воды. Известково-содовая обработка может совмещаться с коагуляцией примесей воды. Коагуляция достигается при помощи железного купороса. Дозу коагулянта находят по таблице 3 и уточняют аналогично. Количество взвеси определяют по формулам: -для вод с отношением : -для вод с отношением : Дозы извести и соды в миллиграмм-эквивалентах на 1дм3 воды при содоизвестковании определяют по формулам: , , или , где Жо, Що – соответственно общая жесткость и щелочность воды, мг-экв/дм3; Ии – избыток извести равный 0.2-0,35 мг-экв/дм3, Ис – избыток соды не превышающий 1 мг-экв/дм3. В отсутствии необходимости удаления коллоидных примесей расчетные дозы извести и соды не включают расход этих реагентов на химические реакции с участием коагулянта.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |