Оценка стабильности воды

Показатель стабиль- ности	Индекс стабильности (индекс Ланжелье)	Характеристика стабильности воды	Стабилизационная обработка воды
С = 1 Свсп.=1	J = 0 (±0,25 – 0,3) рНисх. = рНs	Вода стабильна [СО2]исх. =[СО2 ]равн.	-
С > 1 Свсп. > 1	J > 0 рНисх. > рНs	Вода нестабильная. Склонна к карбонатным отложениям. [СО2]исх.<[СО2 ]равн.	Насыщение углекислым газом (рекарбонизация). Обработка кислотами (сульфатной, хлоридной): NаНСО3 +НСl = NaCl+ H2O+CO2 Обработка гексаметафосфатом Na6Р6О18, или фосфатом натрия Na3РО4.
С < 1 Свсп. < 1	J < 0 рНисх. < рНs	Вода нестабильная. Агрессивная по отношению к цементу и бетону. [СО2 ]исх.>[СО2 ]равн.	Обработка щелочными реагентами: - известью: Са(ОН)2 + 2 СО2 = Са(НСО3)2 - гидроксидом натрия: NаОН + СО2 = NаНСО3 - карбонатом натрия: Nа2СО3+СО2 + Н2О= 2 NаНСО3

10.3. Пример решения индивидуального задания

Пример.

Условия заданий:

1). Рассчитать индекс насыщения воды следующего состава: температура воды – 10^оС, рН = 7,1, концентрация иона кальция – 80 мг/дм³, общая щелочность – 6,8 мг-экв/ дм³, общее солесодержание – 0,8 г/ дм³;

2). Оценить стабильность исследуемой воды;

3). Рекомендовать метод стабилизационной обработки.

Решение

При отсутствии данных технологических анализов стабильность воды допускается определять по индексу насыщения карбонатом кальция (индекс Ланжелье J) по формуле:

J = pHисх. - рНs

где: J - индекс Ланжелье; pHисх. — опытное значение рН исходной воды;

pHs — значение рН в условиях насыщения воды карбонатом кальция, рассчитывают на основании данных анализа воды по формуле:

pHs = f₁(t^о) - f₂(Ca²⁺) - f₃(Щ) + f₄(Р)

где: f₁, f₂, f₃, f₄ — значения функций: f₁ – температура воды; f₂ - содержание Са²⁺; f₃ – показатель щелочности (Щ); f₄ - общее солесодержание (Р) в воде.

Значения функций определяют по номограмме (рис. 5). На четырех шкалах номограммы слева отложены температура воды (t,^оС), щелочность (Щ, мг-экв/дм³), концентрация кальция (Са²⁺, мг/дм³), общее солесодержание (Р, г/дм³); справа функции этих величин.

1). Определяем значение f₁. По номограмме (рис. 5) на шкале температуры напротив точки - 10^оС определяем соответствующее значение коэффициента f₁ = 2,35.

2). Определяем значение f₂. По номограмме (рис. 5) на шкале «содержание Са²⁺, мг/дм³» отмечаем точку - 80 мг/дм³ и определяем соответствующее значение коэффициента f₂ = 1,9.

3). Определяем значение f₃. По номограмме (рис. 5) на шкале «общая щелочность, мг - экв/дм³» отмечаем точку – 6,8 мг - экв/дм³ и определяем соответствующее значение коэффициента f₃ = 1,84.

4). Определяем значение f₄. По номограмме (рис. 5) на шкале «общее солесодержание, мг/дм³» отмечаем точку – 0,80 г/дм³ и определяем соответствующее значение коэффициента f₄ = 8,94.

5). Рассчитываем значение pHs:

pHs = f₁(t^о) + f₂(Ca²⁺) - f₃(Щ) + f₄(Р) = 2,35 – 1,9 – 1,84 + 8,94 = 7,55

6). Индекс стабильности вычисляем по формуле:

J = pHисх. - pHs = 7,1 – 7,55 = - 0,45 < 0

где: рНисх..— значение рН исходной воды; pHs — рассчитанный по номограмме (рис. 5) водородный показатель в условиях насыщения воды карбонатом кальция.

7). Заключение о стабильности исследуемой воды выполняем в соответствии с табл. 10.15.

Заключение: J < 0, вода агрессивна по отношению к цементу и бетону. Содержание свободной углекислоты превышает равновесную концентрацию. Требуется проводить стабилизационную обработку исследуемой воды щелочными реагентами:

- известью:

Са(ОН)₂ + 2 СО₂ = Са(НСО₃)₂

- гидроксидом натрия:

NаОН + СО₂ = NаНСО₃

- карбонатом натрия:

Nа₂СО₃+СО₂ + Н₂О= 2 NаНСО₃

Рис. 5. Номограмма для расчета величины рНs