Вся электронная библиотека >>>

 Водоснабжение и канализация >>>

    

 

Основы водоснабжения и канализации


Раздел: Производство

 

§ 27. УМЯГЧЕНИЕ И ДРУГИЕ МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ

  

Умягчение воды заключается в снижении концентрации солей кальция и магния, обусловливающих жесткость воды. Существуют следующие методы умягчения воды: реагентные (химические), катионитовый, термический, а также комбинированные из перечисленных методов (термохимический, реагентно-катионитовый)

Из реагентных методов наибольшее распространение получил известково-содовый метод. При взаимодействии извести Са(ОН2) с солями жесткости образуются малорастворимые соединения — карбонат кальция СаС03 и гидроокись магния Mg(OH)2. Эти соединения выпадают в осадок. Таким образом устраняется карбонатная и магниевая жесткость. Однако при описанных реакциях образуется ряд дополнительных соединений: CaS04 и СаС12, являющихся

солями, которые обусловливают некарбонатную жесткость. Некарбонатная кальциевая жесткость устраняется введением в воду соды ЫагСОз. При этом также образуется карбонат кальция, выпадающий в осадок.

Для умягчения воды применяют также едконатриевый, бариевый и фосфатный способы.

Конструктивно водоумягчительные установки практически не отличаются от установок для осветления и обесцвечивания воды.

Катионитовый метод умягчения воды основан на способности некоторых нерастворимых в воде органических или неорганических веществ, называемых катеонитами, обменивать содержащиеся в них активные группы катионов (натрия, водорода и др.) на катионы кальция или магния воды, обусловливающие ее жесткость.

Умягчаемую воду фильтруют через слой катеонита, при этом катионы Са2+ и Mg2+ из воды переходят в катионит, а в воду переходят катионы Na+ и Н+. В итоге вода умягчается.

Умягчающая способность катионита постепенно уменьшается. Ее восстанавливают путем пропуска через катионит раствора поваренной соли, серной или соляной кислоты. В зависимости от того, каким реагентом восстановлен катионит, получают Na-катионит (обменный катион натрия — при регенерации поваренной солью) или Н-катионит (обменный катион водорода— при регенерации кислотой). После обработки воды на Na-катионитах получается щелочной фильтрат, а на Н-катиони- тах — кислый фильтрат.

Катионитовое умягчение может осуществляться по различным схемам. Наиболее простой является схема одноступенчатого Na-катионирования ( 64), когда обрабатываемая вода однократно (одноступенчато) фильтруется через Na-катионит.

Число фильтров в установке должно быть не менее двух. Это обеспечивает ее непрерывную работу даже в период регенерации одного из фильтров.

Преимуществом Ыа-катиониро- вания перед Н-катионировани- ем является отсутствие кислых растворов, требующих применения кислотоупорных арматур, труб и защитных покрытий самих фильтров.

При необходимости получения бесперебойного глубокого умягчения воды применяется двухступенчатое Ыа-катионирование.

В тех случаях когда наряду с умягчением требуется снижение щелочности воды, применяют Н—Ыа-катионирование. При этом одна часть воды обрабатывается на Na-катионитовых фильтрах, а другая часть — на Н-катионитовых, а затем полученные щелочной и кислый потоки смешиваются в определенных пропорциях. Возможно параллельное, последовательное и совместное Н—Na-катионирование.

В целях одновременного снижения щелочности может применяться и комбинированный (реагентно-катионитовый) метод умягчения воды. При этом карбонатная жесткость исходной воды перед Ыа-катионированием устраняется известкованием.

Катионитовые фильтры выпускаются отечественной промышленностью серийно и рассчитываются на рабочее давление 6 кгс/см2.

Сущность термического метода умягчения воды заключается в том, что вода при нагревании теряет растворенную в ней равновесную свободную углекислоту, что в свою очередь приводит к распаду бикарбонатов с выделением малорастворимых осадков СаС03 и Mg(OH)2.

В зависимости от свойств и требуемой степени умягчения воды в ряде случаев целесообразно применение различных комбинаций рассмотренных методов умягчения.

Обезжелезивание воды. В зависимости от количества и формы, в которых железо присутствует в воде, показателей качества воды применяются различные методы удаления из воды железа.

Обезжелезивание воды поверхностных источников производится одновременно с ее осветлением и обесцвечиванием. Состав сооружений в этом случае аналогичен составу сооружений для осветления и обесцвечивания воды.

Обезжелезивание воды подземных источников следует производить фильтрованием в сочетании с одним из способов предварительной обработки воды — упрощенной аэрацией, введением реагентов-окислителей (перманганат калия, хлор и др.) с аэрацией или без нее. Допускается применение катионирования при необходимости одновременного обезжелезивания и умягчения воды и при отсутствии обогащения воды кислородом по пути к катионитовому фильтру.

Выбор метода обезжелезивания подземных вод, расчетных параметров и доз реагентов следует применять на основе результатов технологических исследований, произведенных непосредственно у источника водоснабжения.

Наиболее дешевым методом удаления железа из воды является аэрация с последующим фильтрованием. Сущность этого метода заключается в том, что при аэрации воды из нее выделяется часть углекислоты и происходит ее насыщение кислородом воздуха. При этом возрастает значение рН воды, что ускоряет обезжелезивание, т. е. окисление двухвалентного железа в трехвалентное, последующий гидролиз его с образованием гидрата окиси железа и коагулирование гидроокиси. Воду аэрируют путем излива (высотой 0,5—0,6 м) в центральный канал или карман фильтра (упрощенная аэрация) либо в вентиляторных градирнях.

Коагулированием, применяемым при осветлении и обесцвечивании, можно удалять из воды железо, содержащееся в виде органических комплексных соединений либо коллоидных или тонкодисперсных взвесей.

Известкование воды повышает рН, а это, как отмечалось выше, ускоряет процесс обезжелезивания.

Катионирование позволяет удалить из воды лишь то железо, которое находится в ионной форме.

Технологические схемы обезжелезивания воды коагулированием, известкованием и катионированием аналогичны схемам, в которых применяются эти же методы для улучшения других показателей качества воды.

Опреснение и обессоливание воды. Опреснение воды, т. е. снижение ее солесодержания до величины, позволяющей использовать воду для питьевых целей (1000 мг/л), осуществляется следующими методами: при солесодержании опресняемой воды 2—3 г/л — ионным обменом, при солесодержании 2,5— 15 г/л — электродиализом или гиперфильтрацией, при солесодержании более 10 г/л — дистилляцией, замораживанием или гиперфильтрацией. При этом обычно опресняется часть воды до остаточного солесодержания 15—150 мг/л с последующим смешением ее с исходной водой для получения требуемого солесодержания (500—1000 мг/л).

Обессоливание воды, т. е. более полное удаление растворенных в воде солей до величины, устанавливаемой технологическими требованиями (0,1 — 1 мг/л), осуществляется путем применения ионного обмена по двух- или трехступенчатой схеме.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Основы водоснабжения и канализации

 

Смотрите также:

 

Опреснение воды

Умягчение воды с помощью ионообменных смол является одним из эффективных методов предупреждения образования накипи
с комплектующим оборудованием, насосов опресненной воды со сборным резервуаром, фильтров улучшения качества...

 

Очистные сооружения. Обработка воды

Для задержания находящихся в воде взвешенных веществ применяют также специальный метод осветления, при котором вода
Для улучшения качества воды применяют также и другие операции: умягчение, сгбессоливание, дегазацию и др.

 

ДЕГАЗАЦИЯ ВОДЫ, химические и физические способы дегазации...

Для улучшения качества воды применяют также и другие операции: умягчение, сгбессоливание, дегазацию и др. Далее детально рассматриваются процессы очистки ...

 

 УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ РЕАГЕНТАМИ с использованием флокулянта...

Для умягчения воды могут использоваться разл. реагентные методы: известковый (декарбонизация), содово-известковый, фосфатный, бариевый.
При использовании коагулянта для улучшения условий хлопьеобразо-вания и увеличения гидравлич...

 

Умягчение воды — процесс понижения ее жесткости...

Существует несколько методов снижения жесткости воды, выбор которых производится исходя из требований к качеству умягчаемой воды (глубины умягчения) и технико-экономических обоснований.

 

Требования к качеству воды

При мембранных методах опреснения (электродиализ и гиперфильтрация) требуемые уровни
В связи с этим должна быть предусмотрена возможность применения дополнительных приемов улучшения качества опресненной воды.

 

Катиониты. Основы катионитного умягчения воды

§ 124. Основы катионитного умягчения воды. Умягчение воды по методу ионного обмена основано на свойстве катионитов обменивать
В качестве катионитов в настоящее время применяются только искусственно получаемые материалы.