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

41270. МІСТА НА ДУНАЇ ТА ЙОГО ПРАВИХ ПРИТОКАХ 45.34 MB
  Майже всі придунайські міста розвинулися з прикордонних римських таборів I—IV ст., зберігши сліди античного регулярного планування в своїх історичних ядрах. Для тих міст притаманним є складний етнічний склад міського населення
41271. Методологическая основа моделирования 127 KB
  На этапах разработки АСОИУ различных уровней отраслевые АСУ АСУ объединениями и предприятиями автоматизированные системы научных исследований и комплексных испытаний системы автоматизации проектирования АСУ технологическими процессами а также интегрированные АСУ необходимо учитывать следующие особенности: сложность структуры стохастичность связей между элементами неоднозначность алгоритмов поведения при различных условиях большое количество параметров и переменных неполноту и недетерминированность исходной информации...
41272. Общая характеристика проблемы моделирования систем 134 KB
  Общая характеристика проблемы моделирования систем. Цели и проблемы моделирования систем. Классификация видов моделирования систем. Общая характеристика проблемы моделирования систем Характеристики моделей систем При моделировании рассматривают следующие характеристики моделей: 1.
41273. Возможности и эффективность моделирования систем на вычислительных машинах 123 KB
  Классификация видов моделирования систем продолжение. Возможности и эффективность моделирования систем на вычислительных машинах. Средства моделирования систем. Обеспечение имитационного моделирования.
41274. Математические схемы моделирования систем 238.5 KB
  При построении математической модели системы необходимо решить вопрос об ее полноте. Также должна быть решена задача упрощения модели которая помогает выделить в зависимости от цели моделирования основные свойства системы отбросив второстепенные. При переходе от содержательного к формальному описанию процесса функционирования системы с учетом воздействия внешней среды применяют математическую схему как звено в цепочке описательная модель – математическая схема – математическая аналитическая или и имитационная модель. Формальная...
41275. Непрерывно-детерминированные модели (D-схемы). Основные соотношения. Возможные приложения D-схемы 224 KB
  Они отражают динамику изучаемой системы и в качестве независимой переменной от которой зависят неизвестные искомые функции обычно служит время t. Элементарные системы Из этого уравнения свободного колебания маятника можно найти оценки интересующих характеристик. Очевидно что введя обозначения h2 = mMlM2 = LK h1 = 0 h0 = mMglM = 1 CK Ft = qt = zt получим обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка описывающее поведение этой замкнутой системы: h2d2zt dt2 h1dzt dt h0zt = 0 2.9 где h0 h1...
41276. Дискретно-детерминированные модели (F-схемы). Основные соотношения. Возможные приложения F-схемы 170.5 KB
  Система представляется в виде автомата как некоторого устройства с входными и выходными сигналами перерабатывающего дискретную информацию и меняющего свои внутренние состояния лишь в допустимые моменты времени. В каждый момент t = 0 1 2 дискретного времени Fавтомат находится в определенном состоянии zt из множества Z состояний автомата причем в начальный момент времени t = 0 он всегда находится в начальном состоянии z0 = z0. Другими словами если на вход конечного автомата установленного в начальное состояние z0 подавать в...
41277. Дискретно-стохастические модели (Р-схемы). Основные соотношения. Возможные приложения P-схемы. Непрерывно-стохастические модели (Q-схемы). Основные соотношения 159.5 KB
  Непрерывностохастические модели Qсхемы Основные соотношения Особенности непрерывностохастического подхода рассмотрим на примере типовых математических Qсхем – систем массового обслуживания англ. В качестве процесса обслуживания могут быть представлены различные по своей физической природе процессы функционирования экономических производственных технических и других систем например: потоки поставок продукции некоторому предприятию потоки деталей и комплектующих изделий на сборочном конвейере цеха заявки на обработку информации ЭВМ...
41278. Непрерывно-стохастические модели (Q-схемы) (продолжение). Возможные приложения Q-схем 140.5 KB
  В студенческом машинном зале расположены две ЭВМ и одно устройство подготовки данных УПД. Студенты приходят с интервалом в 8  2 мин и треть из них хочет использовать УПД и ЭВМ а остальные только ЭВМ. Работа на УПД занимает 8  1 мин а на ЭВМ – 17 мин. Кроме того 20 работавших на ЭВМ возвращаются для повторного использования УПД и ЭВМ.