Твердая вода затрудняет стирки белья, окраски тканей, ибо в ней мыло теряет свою моющую способность. Это объясняется тем, что растворимые в воде стеарат и пальмитат натрия, которые составляют главную составную часть мыла, переходят в нерастворимые стеарат и пальмитат кальция (или магния). Образовавшийся осадок кальциевого и магниевого милая прочно оседает на волокнах тканей и загрязняет их, а при окраске образует пятна. Она непригодна и для паросилового хозяйства, поскольку при кипячении воды образуется накипь ( CaCO3, Mg (OH) 2 ), который плохо проводит тепло, вследствие чего увеличивается расход топлива, вызывает интенсивное разрушение стенок котлов, что может привести к аварии. Использование жесткой воды для приготовления пищи тоже не рекомендуется, потому что в ней плохо развариваются мясо и овощи, чай и кофе приобретают неприятного вида и вкуса. Высокая жесткость воды может вызвать различные «каменные заболевания»: мочекаменная, ниркокам'яна, желчно-каменная болезни.

Умягчение воды - это комплекс мероприятий по устранению жесткости воды. Рассмотрим наиболее распространенные методы умягчения воды: термический, реа-гентний и метод ионного обмена.

Термический метод основывается на кипячении воды, ее дальнейшей дистилляции и конденсации пара. Метод используется в теплоэнергетике для устранение карбонатной жесткости воды:

Ca(HCO3) 2 ® CaCO3 i+CO2 н + H2O, Mg (HCO3) 2 ® Mg (OH) 2 I+2CO2 н.

Этим методом можно смягчить воду до 0,5-0,7 ммоль/л, но он нуждается в

значительных энергетических затрат.

Реагентный метод основан на добавлении воды реагентов, которые переводят хорошо растворимые соли кальция и магния в их осадки. Наиболее распространенным рэа-гентним методом является известково-содовый метод умягчения воды.

Реагенты этого метода: гашеная известь Ca(OH) 2 и кальцинированная сода

Na2 CO3.

Гашеная известь устраняет карбонатную жесткость воды и переводит некарбонат-ну магниевую твердость в некарбонатную кальциевую твердость: Ca( HCO3)2 + Ca (OH)2 ® CaCO3 и+2 H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 ® Mg(OH)2 и +2CaCO3 и +2H2O

MgCl2 + Ca (OH) 2 ® Mg (OH)2 и +CaCl2

Кальцинированная сода - устраняет некарбонатную (постоянную) жесткость воды:

CaCl2 + Na2CO3 ® CaCO3 и +2NaCl.

Известково-содовым методом жесткость воды можно снизить до 0,5-1,0 ммоль/л, щелочность - до 0,8-1,2 ммоль/л.

Для умягчения воды могут использоваться другие реагенты: фосфат или тетраборат натрия, карбонат калия, гидроксиды натрия или бария и т.д., но эти реагенты удорожают умягчения воды. Реагентные методы для умягчения питьевой воды не используются, потому что вода после умягчения имеет очень высокую щелочность. Они используются только на крупных станциях водоподготовки, энергетике и промышленности, как первая степень очистки до механических фильтров.

Метод ионного обмена - это современный физико-химический метод, который используют для умягчения и деминерализации воды. Метод основан на использовании веществ-ионитов, которые способны стехиометрически обменивать свои ионы на ионы, содержащиеся в воде. Большинство ионитов - твердые, не растворимые в воде, устойчивы к действию сильных кислот и щелочей, высокой температуры вещества. Они состоят из каркаса (матрицы) и закрепленных на нем ионогенных (активных функциональных) групп. По знаку заряда подвижных ионов, которые обмениваются, иониты разделяют на катиониты, анионита и амфоліти, по химической природе каркаса - на неорганические, органические и

минерально-органические. Для умягчения воды используют H + или Na + - катиониты. Умягчение воды осуществляется фильтрованием воды, содержащей ионы кальция и магния, сквозь H + или Na + - катиониты, которые обменивают свои ионы H + или Na + на ионы Ca 2+ и Mg2 +. Обмен катионами протекает четко в эквивалентных соотношениях и практически мгновенно. Например, при применении Na + - катионита (обозначим его условно как NaR, где R - нерастворимая матрица) происходят такие реакции. Главные недостатки метода: изменение химического состава исходной воды, значительный расход воды на технологические процессы (20-60% от производительности оборудования), необходимость удаления органических веществ, чтобы избежать отравления катионитов, обязательная периодическая регенерация катионитов. Процесс регенерации требует использования автоматизированных систем контроля и управления процессом. Кроме того, в процессе ионного обмена в больших количествах используются химикаты (часто очень агрессивные, например, HCl).


Загрузка...

Яндекс.Метрика Google+