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

29427. Спрос на деньги и их предложение. Монетаристкий и кейнсианский подходы к количественной теории денег 18.58 KB
  В данной теории рассматривается следующая цепь причинноследственных связей предложения денег и номинального ВНП: изменение денежного предложения изменение уровня процентной ставки изменение инвестиционного спроса мультипликационый эффект изменение номинального ВНП. Основное уравнение на котором базируется кейнсианская теория денег: Y= CGINX 1 где Y номинальный объем ВНП; С потребительские расходы; G государственные...
29429. Концептуальные подходы к бюджетному дефициту 14.73 KB
  Концептуальные подходы к бюджетному дефициту Первая концепция базируется на том что бюджет должен быть ежегодно сбалансирован. До €œВеликой депрессии€ 30х годов ежегодно балансируемый бюджет общепризнанно считался желанной целью государственных финансов и финансовой политики. Однако при более тщательном рассмотрении этой проблемы становится очевидным что ежегодно балансируемый бюджет в основном исключает или в значительной степени уменьшает эффективность фискальной политики государства имеющей антициклическую стабилизирующую...
29430. Основные концепции возникновения и сохранения безработицы 12.72 KB
  Если придердиваться традиционной модели взаимодействия спроса и предложениято ситуацию безработицывозникающую на нац.При определении причин обратим внимание на 2 исходных обстоятвазавышенный объем предложения труда и заниженный объем спроса на раб.Сторонники рассматривают рынок труда как стандартный рынок одного из факторов првагде все должно подчиняться взаимодю спроса и предя.Линия спроса.
29431. Социально-экономические последствия безработицы 14.69 KB
  Социальноэкономические последствия безработицы.Возникновение безработицы означает открытое недоиспользование раб.Наращивание безработицы всегда сопровождается подрывом психологического здоровья нации. экономические издержки безработицы:1 недоиспользование рабочей силы а значит и недопроизводство валового внутреннего продукта;2 отставание реально произведенного ВВП от потенциального ВВП который мог бы быть создан при отсутствии циклической безработицы т.
29433. Основные теоретические модели экономического роста 14.47 KB
  Основные теоретические модели экономического роста АнеокейнсианскиеБ НеоклассическиеВСоциальноинституциональные Неок. согласно теории Домара существует равновесный тип прироста реального дохода в экономике при котором полностью используются имеющиеся производственные мощности. Такое динамическое равновесие может оказаться неустойчивым как только темп роста плановых инвестиций частного сектора отклоняется от уровня заданного моделью. Харрод построил специальную модель экономического роста 1939г.