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

86162. Культурные растения 71 KB
  Задачи: изучить многообразие культурных растений расширить и углубить знания учащихся о ценности культурных растений для человека познакомить учащихся с родиной происхождения культурных растений дать общее представление о культурных растениях тропических областей ставших нашим изысканным лакомством...
86163. Создание танграма для воскресной школы 199.5 KB
  Цель: изготовить танграм для воскресной школы. Задачи: иметь знания о древней китайской головоломке Танграм; уметь распознавать многоугольники и выделять их элементы; уметь измерять и сравнивать величины; уметь работать в малой группе коммуникативная компетентность: организация работы...
86164. Повторение и обобщение темы «Деепричастие» 40.5 KB
  Цели урока: Повторение и обобщение знаний учащихся по теме «Деепричастие» Развитие устной речи учащихся. Развитие интереса учащихся к традициям разных стран. Воспитание уважения к сопернику, умение работать в команде.
86165. Двусоставные и односоставные предложения 23.35 KB
  Задачи урока: Совершенствовать умения находить подлежащие и сказуемые в предложениях; Продолжить развитие умения анализировать сопоставлять сравнивать предложения разных типов с одним или двумя главными членами; Сформулировать алгоритм выработать способ распознавания двусоставных и односоставных предложений...
86166. Школьный компьютер 83 KB
  Цели урока: Развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся. Обобщение знаний основного программного материала. Проконтролировать уровень усвоения учениками программного материала. Задачи урока: Воспитательная – развитие познавательного интереса, воспитание любви к предмету изучения...
86168. Однородные члены предложения 35.5 KB
  Первый слайд со словами: Прилгательное слжение вырщенный рсток вырстить. Второй слайд со словами и словосочетаниями и желтым кругом в центре: Однородные члены Лексика Обобщающие слова омонимы орфография приставка Звуки русского языка Знаки препинания Задание: выберите те слова или словосочетания...
86169. Как определить тему, идейный смысл и проблематику исходного текста 25.65 KB
  Цель: создание вступления определение проблем текста и обсуждение возможных аргументов к сочинению. Задачи: образовательный аспект: учить анализировать содержание исходного текста подготовить к написанию домашнего сочинения; развивающий аспект: формировать умение определять основную проблему...