Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Строительство arrow Контроль качества воды

КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССОВ УМЯГЧЕНИЯ, ОПРЕСНЕНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ

Умягчить воду — значит удалить из нее кальций и магний. Общая жесткость воды, подаваемой водопроводами для хозяйственнопитьевых нужд, не должна превышать 7 мг-экв/дм3, а в особых случаях, по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы, не более 10 мг-экв/дм3. Норма жесткости питательной воды парогенераторов может достигать 0,05 мг-экв/дм3. В зависимости от качества исходной воды и требуемого эффекта снижения жесткости применяют реагентный, термохимический, ионитовый методы умягчения или различные комбинации их.

Реагентное умягчение.

Реагентные методы основаны на способности катионов Са2+ и Mg2+ образовывать нерастворимые и мало- растворимые соединения при обработке воды реагентами. В качестве реагентов наиболее часто используются известь и сода.

Декарбонизация воды только известкованием применяется в тех случаях, когда требуется одновременное снижение жесткости и щелочности воды.

Известь совместно с содой применяют для умягчения воды, в которой кальций и магний содержатся в сочетании с анионами сильных кислот.

Теоретический предел умягчения воды определяется растворимостью карбоната кальция и гидроксида магния. Растворимость карбоната кальция в монорастворе при температуре 0°С равна 0,15 мг-экв/дм3, а при температуре 80°С — 0,03 мг-экв/дм3; для гидроксида магния — соответственно 0,4 и 0,2 мг-экв/дм3.

Как СаС03, так и Mg(OH)2 обладают способностью образовывать пересыщенные растворы, которые лишь весьма медленно приближаются к равновесному состоянию даже при контакте с твердой фазой образующегося осадка. На практике нецелесообразно длительно выдерживать воду в водоумягчительных аппаратах до наступления равновесного состояния. Поэтому вода, умягченная известкованием (если жесткость вся карбонатная) или известково-содовым методом, обычно имеет остаточную жесткость не менее 0,5—1 мг-экв/дм3.

Глубина умягчения зависит от наличия в обработанной воде избытка осаждаемых ионов и осадительных реагентов. Так, при 40°С, солесодержании воды до 800 мг/дм3, наличии в ней ионов Са2+ в количестве 0,7—1,0; 1—3 и > 3 мг-экв/дм3 остаточная карбонатная жесткость в отсутствие замедлителей кристаллизации обычно не превышает 0,5—0,8; 0,6—0,7 и 0,5—0,6 мг-экв/дм3 соответственно, а Щобш - !>2; Щгидр < 0,4 и жс6ш < 1,0 мг-экв/дм3. При солесодержании 800—2000 мг/дм3 Щобщ = 2,0—2,2 мг-экв/дм3, Щгидр<0,5-0,8 мг-экв/дм3 и Жобщ < 2,0 мг-экв/дм3. Здесь в подстрочнике «общ» и «гидр» обозначают соответственно «общая» и «гидратная».

Следует отметить, что вода, умягченная известкованием или известково-содовым методом, как правило, пересыщена карбонатом кальция и характеризуется очень высоким pH. Поэтому для увеличения точности дозировки реагентов необходимо в дополнение к автоматическому регулированию пропорционально расходу обрабатываемой воды корректировать дозу еще и по pH. Возможна также корректировка дозы в зависимости от электропроводности обработанной воды, если содержание S042-, СГ и N03~ стабильно и невелико. При небольших колебаниях дозировки извести Mg2+ играет буферную роль: с увеличением дозировки извести повышается количество Mg2+, переводимого в осадок (ухудшая тем самым его свойства), при сохранении щелочности умягченной воды примерно на постоянном уровне.

Контроль за процессом умягчения осуществляется по величине pH, которая должна быть > 10 из-за необходимости удаления из воды Mg, или, что менее точно, по величине гидратной щелочности, рассчитываемой на основе титрования проб воды кислотой в присутствии индикаторов фенолфталеина и метилоранжа.

Необходимо отметить, что контроль процесса реагентного умягчения воды может осуществляться и по ее электропроводности. При введении в воду извести и переходе бикарбонатов в карбонаты, выпадающие в осадок, электропроводность обрабатываемой воды изменяется. В соответствии с кривой кондуктометрического титрования в момент полной нейтрализации солей карбонатной жесткости электропроводность достигает минимального значения. При дальнейшем увеличении добавок реагента электропроводность повышается вследствие избытка реагента. Таким образом, оптимальная доза известкового молока, вводимого в умягчаемую воду, характеризуется минимальным значением электропроводности воды.

С повышением температуры воды ускоряются химические реакции и кристаллизация осадков СаСОэ и Mg(OH)2. Колебания температуры ухудшают условия осаждения.

Коагуляция улучшает осаждение осадков СаСОэ + Mg(OH)2. Из-за высокого pH умягчаемой воды применяют только коагулянты на основе железа и алюминат натрия. На 1 моль FeS04 необходимо наличие в воде 4 мг 02.

Попадание в осветлитель воздуха приводит к взмучиванию и выносу осадка с умягчаемой водой. Пересыщение воды воздухом можно установить, определяя йодометрическим способом содержание кислорода в воде после воздухоотделителя и сравнивая полученные результаты с табличными для данных температур.

Термохимическое умягчение заключается в подогреве воды выше 100°С и применении извести и соды, реже — едкого натрия и соды. В результате термохимического умягчения кальциевая жесткость может быть снижена до 0,2 мг-экв/дм3, а магниевая — до 0,1 мг-экв/дм3. Термохимический метод часто сочетают с фосфатным доумягчением воды. В качестве фосфатных реагентов используют ди- или тринатрийфосфат. В результате фосфатного доумягчения можно получить воду с остаточной жесткостью 0,04-0,05 мг-экв/дм3.

Сульфатную жесткость устраняют карбонатом, гидроксидом или алюминатом бария.

Для обеспечения правильного проведения описанных выше процессов умягчения воды необходим соответствующий аналитический контроль. Рекомендуемые анализы и частота их выполнения приведены в табл. 1.7.

Полезным руководством для обеспечения хорошего эффекта умягчения могут служить следующие правила: 1) гидратная щелочность должна превышать магнезиальную жесткость примерно на 0,4 мг-экв/дм3 при процессе без подогрева и на 0,2 мг-экв/дм3 при процессе с подогревом; 2) карбонатная щелочность должна превышать кальциевую жесткость примерно на 1,2 мг-экв/дм3 при процессе без подогрева и примерно на 0,8 мг-экв/дм3 при процессе с подогревом.

Таблица 1.7

Рекомендуемые анализы и периодичность их проведения при реагентном умягчении воды

Вода

Показатели качества воды

Периодичность

анализов

Обязательные

Дополнительные

Исходная

Свободная углекислота, общая жесткость, кальций, магний, общая щелочность

Сульфаты, сухой остаток, pH, кремний, хлориды

Не реже 1 -го раза в неделю, а жесткость и щелочность — ежедневно

Умягченная

Известково-содовое

умягчение

Общая жесткость, pH, щелочность общая и по фенолфталеину, взвешенные вещества

Сульфаты, сухой остаток, кальций, магний, кремний, алюминий, хлориды

Для аппаратов периодического действия — при каждой новой дозе реагентов; для аппаратов непрерывного действия — ежедневно,хотя может потребоваться и более частое проведение анализа, если качество исходной воды существенно меняется

Фосфатное умягчение с подогревом Общая жесткость, щелочность по фенолфталеину, избыток фосфатов

Так как некоторые малорастворимые соли [СаС03, Mg(OH)2, А1(ОН)3] при длительном хранении могут выпасть в осадок, a NaOH переходит в Na2C03, то не следует пользоваться данными усредненных проб умягчаемой воды.

Также из-за наличия проскоков суспензии СаС03 и Mg(OH)2 в умягченную воду ее необходимо дополнительно профильтровать через дробленый антрацит. Кварцевый песок в этом случае является нежелательным материалом в связи с тем, что он может обогащать воду соединениями кремниевой кислоты.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы