3. Термохимический метод умягчения воды

Этим методом умягчение воды производят при температуре воды выше

100°С. Более интенсивному умягчению воды при ее подогреве способствует:

● образование тяжелых и крупных хлопьев осадка;

● быстрейшее его осаждение вследствие снижения вязкости воды при нагревании;

● сокращается также расход извести, так как CO₂ удаляется при нагревании.

Термохимический метод может применяться с добавлением и без добавления коагулянта, поскольку большая плотность осадка исключает необходимость его утяжеления.

Термохимический метод применяют при использовании воды в паровых котлах.

В качестве реагентов при этом методе применяют известь и соду, реже – гидроксид натрия и соду.

Содержание в воде магния может быть снижено до 0,05-0,1 мг-экв/л.

Фосфатный метод умягчения воды самостоятельно не применяют из-за высокой стоимости реагента. Фосфаты применяют для доумягчения воды после ее обработки другими реагентами, например, известью и содой.

В качестве реагентов применяют ди- и тринатрий фосфат.

При добавлении этих реагентов к воде образуются малорастворимые фосфаты кальция и магния:

3Ca(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6Na HCO₃

3Mg(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂ + 6NaHCO₃

3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + 6NaCl

3Mg SO₄ + 2Na₃PO₄ → Mg₃ (PO₄)₂ + 3Na₂SO₄

Процесс фосфатного доумягчения воды проводят обычно при температуре выше 100°С.

Остаточная жесткость при этом получается 0,04-0,05 мг-экв/л. Схема установки приведена на рисунке 18.9 (слайд 60).

3. Магнитная обработка воды

В последнее время в отечественной и зарубежной литературе появляются сообщения об успешном применении магнитной обработки с целью интенсификации процессов очистки воды, для борьбы с накипеобразованием и инкрустацией.

Механизм действия магнитного поля на воду окончательно не выяснен. Все существующие гипотезы Тебенихин и Гусев классифицировали в три группы:

● первая, объединяющая большинство гипотез, связывает действие магнитного поля на ионы солей. Под влиянием магнитного поля происходит поляризация и деформация ионов, сопровождающиеся уменьшением их гидратации, что повышает вероятность их сближения и образования центров кристаллизации;

● вторая предполагает действие магнитного поля на примеси воды, находящиеся в коллоидном состоянии;

● третья – возможность влияния магнитного поля на структуру воды. Это влияние вызывает изменение в агрегации воды и нарушает ориентацию ядерных атомов водорода в молекуле.

Наиболее широко магнитная обработка воды распространена в борьбе с накипеобразованием. Принцип метода заключается в том, что при пересечении водой магнитных силовых линий накипеобразователи выделяются не на поверхности нагрева, а в массе воды.

Метод эффективен для кальциево-карбонатных вод, которые составляют 80% вод всех водоемов.

6. Основы метода умягчения воды катионированием.

Сущность ионного обмена основана на способности ионообменных материалов поглощать из растворов электролита положительные ионы в обмен на эквивалентное количество ионов ионита. Процесс обработки воды методом ионного обмена, в результате которого происходит обмен катионов, называется катионированием. Энергия вхождения различных катионов в катионит связана с зарядом катиона и располагается в ряд:

Na⁺ < NH₄⁺ < K⁺ < Mg²⁺ < Ca²⁺

Энергия вхождения H⁺ в 17 раз больше, чем у Na⁺.

Скорость обмена катионов зависит от их диффузии к поверхности раздела катионит–вода и определяется структурой катионита.

При компактной структуре катионита обмен происходит на наружных поверхностях – экстрамицеллярный обмен (не полностью используется сорбционная поверхность).

В случае пористой структуры обмен совершается на внутренних поверхностях - интермицеллярный обмен.

Каждый катионит обладает определенной обменной емкостью, выражаемой количеством катионов, которое катионит может обменять в течение цикла фильтрования.

Различают полную и рабочую обменную емкость.

Полная – количество катионов Ca²⁺ и Mg²⁺, которое может задержать 1 м³ катионита, находящегося в рабочем состоянии.

Рабочая емкость – количество катионов, которое может задержать 1 м³ катионита до проскока.

Регенерацией называется процесс восстановления обменной емкости истощенного катионита.