1.2. Умягчение и обессоливание воды

Артезианская вода, которая используется, в основном, в Республике Беларусь, характеризуется достаточно высокой карбонатной жесткостью, поэтому нуждается в умягчении.

Умягчение может проводиться несколькими методами: термическим, химическим и катионным. Перед умягчением воды из нее удаляются взвешенные и коллоидные примеси.

Термический метод

При нагревании воды гидрокарбонаты кальция и магния переходят из раствора в трудно растворимые соли - и , которые выпадают в осадок (уравнения 1 и 2), при этом устраняется временная жесткость воды.

Химический метод

Вода обрабатывается известью, содой (содово-известковый метод), а также серной или соляной кислотой. Растворенные гидрокарбонаты переходят в нерастворимые соединения, которые отделяются, либо переходят в хорошо растворимые соли, не выпадающие в осадок при нагревании воды.

	(3)
	(4)
	(5)
	(6)

Если при химическом умягчении выпадет осадок, то его отделяют (осветление воды) различными методами (отстаиванием, фильтрованием и пр.).

Ионирование (обессоливание)

Умягчение воды катионированием производится путем фильтрования предварительно осветленной воды (освобожденная от взвешенных нерастворимых примесей) через катионообменную смолу (катионит), частицы которой содержат на своей поверхности катионы или водорода, способные к обмену на катионы и солей жесткости, растворенных в воде.

	(7)
	(8)

Ионообменная смола (катиониты и аниониты) – нерастворимый зернистый материал, способный в водных растворах обменивать содержащиеся в нем подвижные катионы и анионы на катионы и анионы водного раствора.

У катионита и анионита есть предельная возможность к обмену своих подвижных ионов (,- катиониты и - аниониты) на ионы из обрабатываемой воды, после чего необходима их регенерация (восстановление).

Восстановление свойств катионита в форму осуществляют путем его обработки 5-6 % раствором (поваренной соли), либо в - форму обработкой 5-10 % раствором или . Свойства ионообменной смолы анионита восстанавливаются при обработке его 2-4 % .

Восстановленные и отмытые водой ионитовые фильтры могут быть снова использованы для умягчения воды или для обессоливания.

При обессоливании осуществляется удаление как катионов (аналогично удалению ионов кальция и магния), так и анионов , , (в обмен на анион ).

Удаление аниона кремниевой кислоты из воды осуществляется при контакте с сильно основным анионитом.

(9)

2. Экспериментальная часть

2.1. Описание лабораторной установки

Установка (рис 1.1.) включает в себя емкость 1 для воды, поступающей на обессоливание; колонки с ионообменными смолами 2 (катионит) и 3 (анионит); емкость 4 - сборник обессоленной воды; две емкости 6 и 7 для растворов соляной кислоты и щелочи, используемых по мере необходимости, для регенерации ионообменных смол установки. Разряжение в системе создается с помощью водоструйного насоса 5.

Рис 1.1. Лабораторная установка умягчения и обессоливания воды

на ионообменных смолах