Анализ и улучшение качества вод

6. Влияние жесткости природных вод на их использование

Различают следующие виды жесткости.

Общая жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости (измеряется в миллиграмм - эквиваленте на литр (мг-экв/л)).

Карбонатная жесткость. Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.

Некарбонатная жесткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).

Для многих применений жесткость воды не играет существенной роли (например, для тушения пожаров, уборки улиц и тротуаров). Но в ряде случаев жесткость может создать проблемы. В промышленности, в быту при принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жесткая вода гораздо менее эффективна, чем мягкая. И вот почему:

 При использовании мягкой воды расходуется в 2 раза меньше моющих средств;

 Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует "мыльные шлаки", которые не смываются водой и оставляют разводы на посуде и поверхности сантехники;

 "Мыльные шлаки" также не смываются с поверхности человеческой кожи, забивая поры и покрывая каждый волос на теле, что может стать причиной появления сыпи, раздражения, зуда;

 При нагревании воды, содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде накипи. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п., предъявляются на порядок более строгие требования по жесткости;

 Во многих промышленных процессах соли жесткости могут вступить в химическую реакцию, образовав нежелательные промежуточные продукты.

7. Какие физические процессы используются для обработки воды питьевого назначения?

• Для уменьшения мутности используют осветление, используется метод отстаивания, центрифугирование с последующим фильтрованием на скорых фильтрах и фильтрование через слой фильтрующего материала, через сетки, через пористые перегородки

• умягчают воду кипячением, т.е. избавляются от карбонатной жесткости (временной)

Са(HCO₃)₂ + Mg(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + CO₂↑ + H₂O

• Используют процесс аэрации для окисления таких веществ как железо или для удаления из воды растворенных газов, таких как CO₂ (двуокись углерода) или сероводород.

• Используют ультрафиолетовое облучение для очистки и обеззараживания воды (удаление патогенных микроорганизмов)

• Применяют замораживание. Температура замораживания воды = 0 ⁰С, примеси более низкая температура.