Теоретические основы умягчения воды, классификация методов.
Под умягчением воды подразумевается процесс удаления из нее катионов жесткости, т.е. кальция и магния.В соответствии с ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" жесткость воды не должна превышать 7 мг-экв/л. Отдельные виды производств к технологической воде предъявляют требования глубокого ее умягчения, т.е. до 0,05.0,01 мг-экв/л. Обычно используемые водоисточники имеют жесткость, отвечающую нормам хозяйственно-питьевых вод, и в умягчении не нуждаются. Умягчение воды производят в основном при ее подготовке для технических целей. Так, жесткость воды для питания барабанных котлов не должна превышать 0,005 мг-экв/л. Умягчение воды осуществляют методами: термическим, основанным на нагревании воды, ее дистилляции или вымораживании; реагентными, при которых находящиеся в воде ионы Ca (II) и Mg (II) связывают различными реагентами в практически нерастворимые соединения; ионного обмена, основанного на фильтровании умягчаемой воды через специальные материалы, обменивающие входящие в их состав ионы Na (I) или Н (1) на ионы Са (II) и Mg (II), содержащиеся в воде диализа; комбинированным, представляющим собой различные сочетания перечисленных методов.
Выбор метода умягчения воды определяется ее качеством, необходимой глубиной умягчения и технико-экономическими соображениями. В соответствии с рекомендациями СНиПапри умягчении подземных вод следует применять ионообменные методы; при умягчении поверхностных вод, когда одновременно требуется и осветление воды, - известковый или известково-содовый метод, а при глубоком умягчении воды - последующее катионирование.Основные характеристики и условия применения методов умягчения воды приведены в табл. 20.1.
умягчение вода диализ термический
Для получения воды для хозяйственно-питьевых нужд обычно умягчают лишь ее некоторую часть с последующим смешением с исходной водой, при этом количество умягчаемой воды Qy определяют по формуле
(20.1)
где Жо. и. - общая жесткость исходной воды, мг-экв/л; Ж0. с. - общая жесткость воды, поступающей в сеть, мг-экв/л; Ж0. у. - жесткость умягченной воды, мг-экв/л.
Методы умягчення воды
| Показатель | термический | реагентный | ионообменный | диализа |
| Характеристика процесса | Воду нагревают до температуры выше 100°С, при этом удаляется карбонатная и некарбонатная жесткости (в виде карбоната кальция, гидрокси-. да магния и гипса) | В воду добавляют известь, устраняющую карбонатную и магниевую жесткость, а также соду, устраняющую некарбонат - иую жесткость | Умягчаемая вода пропускается через катионито - вые фильтры | Исходная вода фильтруется через полупроницаемую мембрану |
| Назначение метода | Устранение карбонатной жесткости из воды, употребляемой для питания котлов низкого н среднего давления | Неглубокое умягчение при одновременном осветлении воды от взвешенных веществ | Глубокое умягчение воды, содержащей незначительное количество взвешенных веществ | Глубокое умягчение воды |
| Расход воды на собственные нужды | - | Не более 10% | До 30% и более пропорционально жесткости исходной воды | |
| Условия эффективного применения: мутность исходной воды, мг/л | До 50 | До 500 | Не более 8 | До 2,0 |
| Жесткость воды, мг-экв/л | Карбонатная жесткость с преобладанием Са (НС03) 2, некарбонатная жесткость в виде гипса | 5.30 | Не выше 15 | До 10,0 |
| Остаточная жесткость воды, мг-экв/л | Карбонатная жесткость до 0,035, CaS04 до 0,70 | До 0,70 | 0,03.0,05 прн одноступенчатом и до 0,01 при двухступенчатом ка - тионировании | 0,01 и ниже |
| Температура воды,°С | До 270 | До 90 | До 30 (глауконит), до 60 (сульфоугли) | До 60 |