2631

Методы нейтрализации(известкование)

Доклад

Химия и фармакология

Умягчение воды - это процесс удаления из воды солей жесткости. Процессы извлечения из воды солей Ca2+ и Mg2+ в водоподготовке называют умягчением воды. Относительно удаление солей жесткости из воды может производиться тремя методами:  реагентны...

Русский

2012-11-12

309.98 KB

24 чел.

Умягчение воды - это процесс удаления из воды солей жесткости.

Процессы извлечения из воды солей Ca2+ и Mg2+ в водоподготовке называют умягчением воды. Относительно удаление солей жесткости из воды может производиться тремя методами:

  1.  реагентным умягчением воды;
  2.  ионным обменом;
  3.  нанофильтрацией.

Жесткая питьевая вода горьковата на вкус и оказывает отрицательное влияние на органы пищеварения. По нормам оптимальная жесткость питьевой воды составляет 1,0–2,0 мг-экв/л. В бытовых условиях избыток солей жесткости приводит к зарастанию нагревающихся поверхностей в бойлерах, чайниках, трубах, отложению солей на сантех арматуре и выводу ее из строя, а также оставляет налет на волосах и коже человека, создавая неприятное ощущение их «жесткости». При стирке, взаимодействуя с ПАВами мыла или стиральных порошков, соли жесткости связывают их и требуют большего расхода.

В пищевой промышленности жесткая вода ухудшает качество продуктов, вызывая выпадение солей при хранении. Это характерно для бутилированной питьевой воды, пива, соков.

В энергетике случайное кратковременное попадание жесткой воды с систему очень быстро выводит из строя теплообменное оборудование, трубопроводы. Даже небольшой слой отложений солей на поверхности теплообменного оборудования приводит к резкому снижению коэффициента теплопередачи и увеличению расхода топлива. Трубопроводы зарастают настолько, что их производительность падает в несколько раз. Поэтому в тех процессах, где допустимо использование воды с некоторым содержанием солей, ее жесткость ограничивается еще меньшими значениями – 0,03–0,05 мг-экв/л.

Реагентное умягчение воды

Умягчение воды методом осаждения содержащихся в ней растворимых солей заключается в создании условий, при которых образуются труднорастворимые соединения CaCO3 и Mg(OH)2, выпадающие в осадок и удаляемые из воды.

В качестве осадителей применяют:

  1.  негашеную известь CaO
  2.  гашеную известь (пушонка) CaOH2
  3.  едкий натр (каустическая сода) NaOH
  4.  углекислый натрий (кальцинированная сода) Na2CO3

Эти реагенты применяют каждый в отдельности и в различной комбинации. В зависимости от этого различают следующие способы обработки:

  1.  известковый (реагент CaO);
  2.  содоизвестковый (реагент Na2CO3+CaO)
  3.  едконатровый (реагент NaOH)
  4.  содоедконатровый (реагент Na2CO3+NaOH)
  5.  известково-едконатровый (реагент CaO+NaOH)

Многие соли жесткости имеют низкую растворимость. При введении в раствор некоторых реагентов увеличивается концентрация анионов, которые образуют малорастворимые соли с ионами жесткости Ca2+ и Mg2+. Такой процесс называют реагентным умягчением воды.

Различают умягчение воды известкованием и содо-известкованием.

При известковании в раствор добавляют гашеную известь Ca(OH)2 до рН около 10. В результате протекают реакции:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2Н2O ;

Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2СaCO3 + 2Н2O .

Данный способ используют при высокой карбонатной и низкой некарбонатной жесткости воды, когда требуется одновременное снижение жесткости и щелочности. Остаточная жесткость на 0,4–0,8 мг-экв/л превышает некарбонатную жесткость. Обычно используется совместно с ионообменным умягчением воды.

Гидрокси́д ка́льция  ( Ca(OH)2 , гашёная известь или «пушонка») — химическое вещество, сильное основание. Представляет собой порошок белого цвета, плохо растворимый в воде.

гашёная известь — так как её получают путём «гашения» (то есть взаимодействия с водой) «негашёной» извести оксида кальция;

Установка для обезжелезиванием воды известкованием состоит из смесителя 1, осветлителя 2, фильтра 3, сборника с мешалкой 4 для известкового молока и дозатора известкового молока 5.

Если количество кислорода, содержащегося в воде, недостаточно для окисления, одновременно с известкованием проводят хлорирование или аэрирование воды.

Отстойники малопроизводительны, и получаемая в них гидроксидная пульпа имеет высокую влажность – 97–99%. Поэтому они в настоящее время практически не применяются.

В практике используются различные варианты осветлителей со взвешенным слоем осадка. В них очищаемый раствор подается снизу и проходит через слой осадка. Это увеличивает коэффициент очистки воды. Для уменьшения объема шлама используются дополнительные зоны и камеры шламоуплотнения. Увеличение степени осветления достигается введением дополнительных секций тонкослойного отстаивания.

При содо-известковании в воду добавляют гашеную известь Ca(OH)2 и соду Na2CO3 до рН около 10. В результате протекают реакции:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 + Na2CO3 = 2 CaCO3+ 2 NaOH + Н2СО3;

Mg(HCO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaHCO3.

Как следует из уравнений реакций, в процессе образования и осаждения осадка из воды извлекаются соли жесткости . Вместе с ними удаляются коллоидные и взвешенные частицы с ассоциированными на них загрязнениями. На хлопьях осадка частично сорбируются органические загрязнения воды.

При содо-известковании за счет избытка ионов HCO3 достигается бoльшая полнота удаления из воды солей жесткости. Повышение температуры до 70–80 ° С позволяет довести остаточную жесткость до 0,35–1,0 мг-экв/л. Того же результата можно достигнуть увеличением доз реагентов.

Способ основан на реакции извести с растворенными в воде углекислотой и бикарбонатами кальция и магния. Этим методом можно умягчить воду только до жесткости 1,4 -1,8 мг - экв/л.

Оборудование простейшей установки для умягчения воды данным способом  располагается таким образом, чтобы обеспечить самотек воды из напорных сборников 1.

Баки - смесители 2 снабжены мешалками. Дно смесителей и отстойных резервуаров 3 обычно выполняется коническим, что облегчает спуск осадков. Установка имеет парную аппаратуру, что позволяет вести умягчение воды непрерывно. Смеситель обычно заполняют водой до половины, затем в него вносят требуемое количество растворов извести и соды, после чего добавляют воду до полного объема. Содержимое тщательно размешивают мешалкой и спускают в бак - отстойник 3, где выдерживают в течение 6 ч.

Осветленную воду подают на фильтр 4, после чего вода собирается в сборниках 5. Отводные трубы парных баков позволяют перепускать воду из бака в бак посредством вентилей 6, что увеличивает маневренность установки.

Бачки для приготовления растворов соды и извести изготовляют цилиндрической формы с коническим днищем. Концентрация раствора соды должна быть 5 - 6%, а извести 2 - 3%. Бачки для приготовления растворов должны быть снабжены мешалками.

Удаление взвешанных веществ осуществляется отстаиванием и фильтрацией воды в фильтрах. Фильтрующим материалом служит дробленый гравий, кварцевый песов, антрацит, мраморная крошка.

Реагентные методы умягчения в подготовке питьевой воды не используются. После них вода имеет сильнощелочную реакцию. Они широко применяются в энергетике и промышленности как первая ступень очистки до механических фильтров. При совместной работе они позволяют умягчить воду, удалить взвешенные вещества, включая коллоиды, и частично очистить воду от органических веществ.

Поскольку осаждение образовавшихся хлопьев происходит очень медленно, производительность оборудования низка и оно имеет большие габариты. В результате образуются отходы в виде трудно утилизируемых шламов. Процесс требует тщательного контроля, причем в основном ручного, поскольку зависит от многих факторов: температуры воды, точности дозировки реагентов, исходной мутности воды и т. п.

Новые технологические решения (тонкослойное отстаивание, контактная коагуляция, ввод флокулянтов) позволяют достигнуть тех же показателей умягчения воды при меньших расходе реагентов, габаритах установок и их полной автоматизации.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28434. Дипломатический курьер 34 KB
  дипломатический курьер который должен быть снабжен официальным документом с указанием его статуса и числа мест составляющих дипломатическую почту пользуется при исполнении своих обязанностей защитой государства пребывания. Все места составляющие дипломатическую почту должны иметь видимые внешние знаки указывающие на их характер и они могут содержать только дипломатические документы и предметы предназначенные для официального пользования. Командир должен быть снабжен официальным документом с указанием числа мест составляющих почту но...
28436. Строки. Процедуры и функции действий над строками. Примеры обработки строк 31 KB
  Он во многом похож на одномерный массив символов ARRAY[0.N] of CHAR однако в отличие от последнего количество символов в строке переменной может меняться от 0 до N где Nмаксимальное количество символов в строке. COPY ST INDEX COUNTфункция типа STRING ; копирует из строки ST COUNT символов начиная с символа с номером INDEX; DELETE ST INDEX COUNT процедура ; удаляет COUNT символов из строки ST начиная с символа с номером INDEX. STR X [:L [: M] ST процедура; преобразует число X любого вещественного или целого типов в...
28437. Записи. Структура объявления типа записи. Оператор присоединения WITH. Использование записи с вариантными полями. Примеры 48.5 KB
  Записи. Структура объявления типа записи. Использование записи с вариантными полями. Примеры Запись это структура данных состоящая из фиксированного числа компонентов называемых полями записи.
28438. Множества. Описание типа множества. Операции над множествами. Примеры 33 KB
  Операции над множествами пересечение множеств; результат содержит элементы общие для обоих множеств; например mset4mset6 содержит [2.5]; mset4mset5 пустое множество; объединение множеств результат содержит элементы первого множества дополненные недостающими элементами из второго множества: mset4mset5 содержит [0 1 2 3 4 5]; mset5mset6...
28439. Процедуры и функции. Локализация имен. Описание подпрограммы. Параметры. Примеры использования подпрограмм 51 KB
  Процедуры и функции. Процедуры и функций используется для оформления самостоятельного фрагмента программы используемого более одного раза. Процедуры. Процедура состоит из заголовка и тела процедуры называемого блоками.
28440. Модули. Структура модулей. Заголовок модуля и связь модулей друг с другом. Интерфейсная часть. Исполняемая часть. Инициирующая часть. Компиляция модулей. Доступ к объявленным в модуле объектам. Примеры использования модулей 56.5 KB
  Заголовок модуля и связь модулей друг с другом. Здесь UNIT зарезервированное слово единица; начинает заголовок модуля; имя имя модуля; INTERFACE зарезервированное слово интерфейс; начинает интерфейсную часть модуля; IMPLEMENTATION зарезервированное слово выполнение; начинает исполняемую часть; BEGIN зарезервированное слово; начинает инициирующую часть модуля; конструкция BEGIN инициирующая часть необязательная; END зарезервированное слово признак конца модуля. Тела процедур и функций располагаются в исполняемой...
28441. Алфавит языка. Идентификаторы. Константы. Выражения. Операции. Структура программы. Типы данных INTEGER, REAL, CHAR, STRING, BOOLEAN. Оператор присваивания. Организация ввода-вывода данных. Программирование линейных структур алгоритмов. Условный оператор. 61.5 KB
  Оператор присваивания. Условный оператор. Составной оператор. Метки и операторы перехода.
28442. Операторы повторений. Счетный оператор цикла FOR. Оператор цикла WHILE. Оператор цикла REPEAT… UNTIL. Программирование циклических структур алгоритмов 29 KB
  Операторы повторений. Счетный оператор цикла FOR. Оператор цикла WHILE. Оператор цикла REPEAT UNTIL.