Известковый метод
Метод позволяет добиться щелочности обработанной воды 0,8 – 1,2 мг-экв/л. При введении в воду 5% раствора Са(ОН)2 повышается рН до 8 – 8,5, а также появляется избыток гидроксильной группы ОН-, в результате происходит реакция: Са(НСО3)2↔Са2++2НСО3-.
Высокое значение рН способствует распаду бикарбоната Са:
НСО3-→Н++СО3-; Са2++СО32-→СаСО3↓; Н++ОН-→Н2О
Мg(НСО3)2+Са(ОН)2↔Мg(ОН)2↓+Са(НСО3)2
МgSО4 +Са(ОН)2↔Мg(ОН)2↓+СаSО4
Последние 2 реакции связаны с переходом магниевой и карбонатной жесткости в кальциевую некарбонатную.
Побочные реакции, усиливающие эффективность известкования:
1. непосредственно связывающие избыток кислоты:
Са(ОН)2+2СО2↔Са(НСО3)2
2. устранение магниевой жесткости с одновременным переходом в СаСО3:
Мg(НСО3)2+Са(ОН)2↔Мg(ОН)2↓+СаСО3↓+Н2О
3. прямое устранение кальциевой и карбонатной жесткости:
Са(ОН)2+Са(НСО3)2→2СаСО3↓+2Н2О
Исходная величина рН для проведения всех реакций определяется из следующей зависимости: рН=рНS+∆рН, где рНS – величина рН воды после введения в нее различных реагентов и прежде всего извести и коагулянта; ∆рН – избыток величины рН, необходимый для успешного протекания реакций. Эти величины определяются по СНиПу.
Процесс выпадения в осадок СаСО3 и Мg(ОН)2 происходит в 2 стадии:
- собственное протекание реакции с образованием этих веществ
- кристаллизация выделенного осадка на частичках, которые по своему составу аналогичны выделяющемуся веществу. Это может быть измельченный мел, мраморная или доломитная крошка, а также коагулирующие вещества, которые наиболее эффективны и поэтому часто используются.
Обычно величина рН не менее 8,5. Необходимая доза извести зависит от содержания Са в воде и величины карбонатной жесткости:
Если Са2+/20 > Жк, то дозу извести определяем по формуле:
,мг/л
где СО2 – содержание углекислоты в исходной воде; 0,3 – избыток щелочи для определения реакции.
Если Са2+/20 < Жк, то в воде значительная величина магниевой жесткости (Мg(НСО3)2), тогда доза извести определяется:
,мг/л.
Дозу коагулянта определяют:
,
где М – мутность.
Данный метод позволяет регулировать щелочность и добиваться Жобщ=1 – 3мг-экв/л и Щобщ=0,8 – 1мг-экв/л.
Известково-содовый метод
Более эффективный метод чем известковый, так как позволяет управлять как жесткостью, так и щелочностью обрабатываемой воды до значений: Жобщ=0,5 – 1мг-экв/л; Щобщ=0,8 – 1,2мг-экв/л.
При этом методе в воду вводят: 5% р-р Са(ОН)2 и 2% р-р Nа2СО3. Доза Са(ОН)2 такая же как при известковании, то есть устранение всей магниевой жесткости, кальциевой и карбонатной жесткости.
Роль соды: увеличивает эффективность устранения Са(НСО3)2.
Са(НСО3)2+Nа2СО3↔СаСО3↓+2NаНСО3.
Но главной задачей – устранение кальциевой некарбонатной жесткости:
СаСl+Nа2СО3↔СаСО3↓+2NаСl
СаSО4+Nа2СО3↔СаСО3↓+2Nа2SО4.
В результате этих реакций происходит переход кальциевой жесткости в растворимые соли натрия с повышением натриевой щелочности (общая щелочность увеличивается).
Доза извести определяется:
,мг/л
Доза соды:
,мг/л.
Дозу коагулянта определяют: , где М – мутность.
Вывод: хотя известко-содовый метод немного дороже чем известковый, но значительно эффективней и более надежный.