6.Вода как сырье и компонент химического производства
Природные воды обычно подразделяют на атмосферные, поверхностные и подземные. В зависимости от солесодержания природные воды подразделяют на:
пресную воду – солесодержание до 1г/кг;
солоноватую – 1…10 г/кг;
соленую – более 10 г/кг
Воды различают также по преобладающему в них аниону: гидрокарбонатныйтип воды с преобладающим анионом HCO3или суммой анионов НСО3–и СО32–;сульфатныеводы;хлоридныеводы. В зависимости от назначения потребляемая вода условно подразделяется напромышленнуюипитьевую
Важнейшими показателями качества водыявляются такие ее физические и химические характеристики, как
-запах -сухой остаток,
-вкус - окисляемость,
-прозрачность - реакция воды
- цвет, - общая щелочность,
-содержание взвешенных веществ - жесткость,
Общее солесодержание (сухой остаток) - масса вещества, остающаяся после испарения воды и высушивания полученного остатка при 105-110°С (мг/л).
Окисляемость воды (мг/л) – количество кислорода, необходимое для окисления примесей, содержащихся в 1 л воды. Обусловлено присутствием органических веществ и быстроокисляющихся соединений железа, сероводорода, нитритов.
Активная реакция воды, т.е. степень ее кислотности или щелочности, количественно характеризуется концентрацией водородных ионов или значением рН.
Общей щелочностью воды(Що) называется суммарная концентрация содержащихся в воде анионов ОН–, НСО3–,CO32–,PO43–,HSiO3,SiO32–и некоторых солей слабых органических кислот (гуматов), выраженная в (ммоль/л). В зависимости от типа анионов, обусловливающих щелочность, различают гидрокарбонатную щелочность Щгк(НСО3–), карбонатную Щк(СО32–), силикатную Щс(SiO3–), гидратную Щг(ОН–), фосфатную ЩФ(Н2РО4–,НРО42–, РО43–). Общая щелочность Що= Щгк+ Щк+ Щс+ Щг+ Щф.
В природных водах присутствуют только гидрокарбонат–ионы, поэтому для этих вод характерно, чтоЩо = Щгк
Жесткость воды – один из важнейших показателей ее качества. Жесткость природных вод связана с наличием в них солей кальция и магния. Она выражается в ммоль/л или ммоль/кг ионов Са2+или Mg2+. Различают три вида жесткости:
временная(карбонатная или устранимая)
постоянная(некарбонатная) наличие Сl-, NO3-, SO42-, SiO32-, PO43-
и общая − сумма временной и постоянной жесткости Жо = Жв + Жп
По общей жесткости (ммоль/л) природные воды подразделяют на мягкую(Жо < 2);среднюю(Жо = 2…10);жесткую(Жо > 10).
Схемы водооборота
←Цикл с охлаждением оборотной воды
Цикл с
очисткой оборотной воды→
1 –цех, 2- насосная станция,
3-градирня, 4- очистные сооружения,
5-камера
для пополнения потерь воды
←Цикл с очисткой и охлаждением оборотной воды
Гради́рниУстройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда градирни называют такжеохладительными башнями
Промышленная
водоподготовка
Умягчением воды называется ее очистка от соединений кальция и магния, обусловливающих жесткость воды.
Физические методы(термический, дистилляция, вымораживание);
Химические (известково-содовый, содо-натровый, фосфатный);
Физико-химические (электродиализ, электроосмос, электрокоагуляция и ионнообмен)
1. Термический метод (кипячение) Ca(HCO3)2 = CaCO3↓ +CO2↑ + Н2О
Mg(HCO3)2 = MgCO3 +CO2↑ + Н2О MgCO3 + Н2О = Mg(OH)2↓+CO2↑
2. Реагентный метод
1) Известковый метод(обработка гашеной известью для устранения временной жесткости, удаления ионов железа и связывания СО2)
2) Содо-натровый метод (для устранения
постоянной жесткости: 
Ca(HCO3)2 +2NaOH = CaCO3↓ + Na2CO3 + 2Н2О
Mg(HCO3)2+2NaOH = Mg(OH)2↓+ Na2CO3 +CO2↑ + Н2О
3) Фосфатный метод (используют для
доумягчения воды до полного осажде-ния
катионов Са2+и Mg2+ )
Т ›100ºС
Ионообменный способ основан на способности ионитов (труднорастворимые твердые вещества) обменивать свои ионы на ионы солей, растворенных в воде
Иониты подразделяются на:1) катиониты (Na+, H+) (алюмосиликаты: пермутит, цеолит, полимерные вещества)
2) аниониты (OH-)(искусственные смолы) Катиониты
соответственно называются Na-катионитами
и Н-катионитами.
Схема установки для умягчения воды:
1 – Н-катионитовый фильтр;
2 – анионитовый фильтр;
3 – дегазатор, 4 – сборник воды