Способы умягчения воды

Предмет: Физика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 05.08.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Проявление законов силы трения в повседневной жизни человека
Максвелл и его электромагнитная теория
Электромагнитные волны и электромагнитное излучение
Шаровая молния – уникальное природное явление


Введение:

Умягчение воды означает процесс удаления из нее катионов жесткости, то есть кальция и магния. По ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» жесткость воды не должна превышать 7 мг-экв/л. Некоторые виды производства требуют, чтобы технологическая вода была глубоко умягчена, то есть до 0,05,0,01 мг-экв/л. Обычно используемые источники воды имеют жесткость, соответствующую нормам бытовой питьевой воды, и не нуждаются в умягчении. Умягчение воды осуществляется в основном при ее подготовке к техническим целям. Так, жесткость воды для подачи в барабанные котлы не должна превышать 0,005 мг-экв/л. Умягчение воды осуществляется следующими методами: термический, основанный на нагреве, дистилляции или замораживании воды; реагент, в котором присутствуют ионы Ca (II) и Mg (II) связан различными реагентами с образованием практически нерастворимых соединений; ионный обмен основан на фильтрации смягченной воды через специальные материалы, которые обменивают в своем составе ионы Na (I) или H (1) на ионы Ca (II) и Mg (II), содержащиеся в диализной воде; комбинированный, представляющий различные комбинации перечисленных методов. 

Выбор метода умягчения воды определяется его качеством, необходимой глубиной умягчения и технико-экономическими соображениями. В соответствии с рекомендациями СНиП следует использовать методы ионного обмена при умягчении грунтовых вод; при умягчении поверхностных вод, когда одновременно требуется очищение воды, известковым или известково-содовым методом, а также с глубоким умягчением воды с последующей катионизацией. 

Для воды для питья необходимо, как правило, смягчить только некоторые ее воды с последующим смешиванием с сырой водой, при этом количество умягчающей воды Qy определяется по формуле 

Способы умягчения воды

где Жо. и. - общая жесткость исходной воды, мг-экв/л; Ж0. с. - общая жесткость воды, поступающей в сеть, мг-экв/л; Ж0. у. - жесткость умягченной воды, мг-экв/л.

Метод термального умягчения воды

Термический метод умягчения воды целесообразно использовать при использовании карбонатной воды, подаваемой в котлы низкого давления, а также в сочетании с реагентными методами умягчения воды. Он основан на сдвиге равновесия диоксида углерода при нагревании в направлении образования карбоната кальция, что описывается реакцией 

Способы умягчения воды

Сдвиги равновесия обусловлены уменьшением растворимости оксида углерода (IV), вызванным повышением температуры и давления. Кипячение может полностью удалить угарный газ (IV) и тем самым значительно снизить карбонатную кальциевую жесткость. Однако полностью устранить указанную жесткость невозможно, поскольку карбонат кальция, хотя и незначительно (13 мг / л при температуре 18 ° С), все еще растворим в воде. 

В присутствии бикарбоната магния в воде процесс его осаждения происходит следующим образом: сначала образуется относительно хорошо растворимый (110 мг / л при температуре 18 ° С) карбонат магния.

Способы умягчения воды

который при длительном кипении гидролизуется, что приводит к слаборастворимому осадку (8,4 мг / л). гидроксид магния 

Способы умягчения воды

Следовательно, при кипячении воды жесткость за счет бикарбонатов кальция и магния уменьшается. При кипячении воды жесткость также уменьшается, что определяется сульфатом кальция, растворимость которого падает до 0,65 г / л. 

Обработанная вода, предварительно нагретая в устройстве, поступает через эжектор в гнездо пленочного нагревателя и распыляется по вертикально расположенным трубам и стекает через них в направлении горячего пара. Затем вместе с продувочной водой из котлов она поступает в осветлитель с взвешенными осадками через центральную трубу подачи через перфорированное дно. 

Углекислый газ и кислород, выделяющиеся из воды, выбрасываются в атмосферу вместе с избытком пара. Соли кальция и магния, образующиеся при нагревании воды, сохраняются во взвешенном слое. Пройдя через подвешенный слой, умягченная вода поступает в коллектор и выходит наружу из аппарата. 

Способы умягчения воды

Время пребывания воды в термостабилизаторе составляет 30,45 мин, скорость ее восходящего движения во взвешенном слое составляет 7,10 м/ч, а в отверстиях ложного дна 0,1–0,25 м/с.

Реагентные методы умягчения воды

Смягчение воды реагентными методами основано на ее обработке реагентами, которые образуют плохо растворимые соединения с кальцием и магнием: Mg (OH) 2, СаС03, Са3 (Р042, Mg3 (P04)  и другими, с последующим их разделением в осветлителях, тонкослойных отстойниках и осветляющих фильтрах. В качестве реагентов используются известь, кальцинированная сода, гидроксиды натрия и бария и другие вещества. 

Умягчение воды путем известкования используется при ее высокой карбонатной и низкой некарбонатной жесткости, а также в том случае, когда не требуется удалять некарбонатные соли жесткости из воды. Известь используется в качестве реагента, который вводится в виде раствора или суспензии (молока) в предварительно нагретую очищенную воду. Растворяясь, известь обогащает воду ионами ОН - и Са2+, что приводит к связыванию свободного оксида углерода (IV), растворенного в воде, с образованием карбонат-ионов и переходу гидрокарбонат-ионов в карбонат-ионы: 

С0+ 20Н - → СО3 + Н20,НСО3 - + ОН - → СО3 - + Н2О.

Повышение в обрабатываемой воде концентрации ионов С032 - и присутствие в ней ионов Са2+ с учетом введенных с известью приводит к повышению произведения растворимости и осаждению малорастворимого карбоната кальция:

Са2+ + С03 - → СаС03.

При избытке извести в осадок выпадает и гидроксид магния

Mg2+ + 20Н - → Mg (ОН) 2

Для ускорения удаления дисперсных и коллоидных примесей и снижения щелочности воды одновременно с известкованием применяют коагуляцию этих примесей сульфатом железа (II) т.е. FeS04*7 Н20. Остаточная жесткость умягченной воды при декарбонизации может быть получена на 0,4.0,8 мг-экв/л больше некарбонатной жесткости, а щелочность 0,8.1,2 мг-экв/л. Доза извести определяется соотношением концентрации в воде ионов кальция и карбонатной жесткости: а) при соотношении [Са2+] /20<Жк,

Способы умягчения воды

при соотношении [Са2+] /20 > Жк,

Способы умягчения воды

де [СО2] - концентрация в воде свободного оксида углерода (IV), мг/л; [Са2+] - концентрация ионов кальция, мг/л; Жк - карбонатная жесткость воды, мг-экв/л; Дк - доза коагулянта (FeS04 или FeCl3 в пересчете на безводные продукты), мг/л; ек - эквивалентная масса активного вещества коагулянта, мг/мг-экв (для FeS04 ек = 76, для FeCl3 ек = 54); 0,5 и 0,3 - избыток извести для обеспечения большей полноты реакции, мг-экв/л.

При известково-содовом методе умягчения воды полученный карбонат кальция и гидроксид магния могут перенасыщать растворы и оставаться в коллоидно-диспергированном состоянии в течение длительного времени. Их переход к крупному илу занимает много времени, особенно при низких температурах и наличии органических примесей в воде, которые действуют как защитные коллоиды. При большом их количестве жесткость воды с реагентом умягчения воды может снизиться только на 15,20%. В таких случаях до или во время размягчения органические примеси удаляются из воды с помощью окислителей и коагулянтов. При известково-содовом методе процесс часто проводится в две стадии.

Заключение

Первоначально органические примеси и значительная часть карбонатной жесткости удаляются из воды с использованием солей алюминия или железа с известью, проводя процесс в оптимальных условиях коагуляции. После этого вводятся сода и остальная часть извести, а вода смягчается.

 При удалении органических примесей одновременно с умягчением воды в качестве коагулянтов используются только соли железа, поскольку при высоком значении рН воды, необходимой для удаления магниевой жесткости, соли алюминия не образуют сорбционно-активный гидроксид.

Более глубокое смягчение воды может быть достигнуто путем нагревания, добавления избытка осаждающего реагента и создания контакта смягченной воды с ранее образовавшимися осадками. Когда вода нагревается, растворимость СаСО3 и Mg (OH) 2 уменьшается, и реакции размягчения протекают более полно.