Σκληρότητα νερού και μέθοδοι αποσκλήρυνσης του. Μέθοδοι και τρόποι για να μαλακώσετε το σκληρό νερό στο σπίτι

Τα άλατα συσσωρεύονται στα τοιχώματα του βραστήρα, οι βρύσες καλύπτονται με άλατα και το σαπούνι παράγει λίγο αφρό; Πιθανή αιτία - σκληρό νερό. Η υπερβολική σκληρότητα βλάπτει τις συσκευές θέρμανσης και τα υδραυλικά και αυξάνει την κατανάλωση απορρυπαντικά, είναι η αιτία πολλών προβλημάτων υγείας. Υπάρχει κάποιο όφελος από τέτοιο νερό; Πώς να μετρήσετε τη σκληρότητα; Πώς να «μαλακώσετε» το νερό και να φροντίσετε την υγεία των αγαπημένων σας και τη δυνατότητα συντήρησης οικιακές συσκευές? Θα μιλήσουμε για όλα αυτά στο άρθρο.

Γιατί το νερό είναι σκληρό;

Η έννοια της «σκληρότητας» προέρχεται από τις ιδιότητες των λευκών ειδών και των ρούχων που πλένονται σε τέτοιο νερό. Μετά από επαφή με σκληρό νερό, το ίδιο το υλικό γίνεται τραχύ και δυσάρεστο στην αφή. Το αποτέλεσμα είναι πιο ευδιάκριτο στις πετσέτες πετσετών. Η αυξημένη σκληρότητα του νερού προκαλείται από υψηλή συγκέντρωση κατιόντων διαλυμένων αλάτων μαγνησίου και ασβεστίου σε αυτό. Τα άλατα σκληρότητας εισέρχονται στο νερό καθώς κινείται μέσα από το έδαφος και επομένως η συγκέντρωσή τους εξαρτάται άμεσα από τις ιδιότητες του εδάφους στην περιοχή. Κατά τις ξηρές περιόδους, η συγκέντρωση των αλάτων στο νερό, κατά κανόνα, αυξάνεται και κατά την περίοδο των πλημμυρών της άνοιξης μειώνεται.

Σημάδια σκληρότητας νερού

1. Λευκοί λεκέδες από ασβέστη σε πλακάκια και ρούχα.
2. Τα λέπια εναποτίθενται στα τοιχώματα του βραστήρα μετά το βράσιμο του νερού.
3. Τα πλέγματα στις βρύσες, τους αεραγωγούς και τις κεφαλές ντους φράζουν γρήγορα.
4. Τα φίλτρα της καφετιέρας αποτυγχάνουν γρήγορα.
5. Λευκός αφρός στην επιφάνεια του καφέ και του τσαγιού.
6. Τα συνθετικά απορρυπαντικά και τα σαπούνια σκληρού νερού δεν παράγουν αρκετό αφρό για να πλυθούν αποτελεσματικά.
7. Ξηρότητα και «σφίξιμο» του δέρματος μετά το πλύσιμο.
8. Πιτυρίδα και σκληρότητα των μαλλιών μετά το λούσιμο.
9. Το βραστό κρέας παραμένει σκληρό και οι πατάτες είναι υπερβολικά ψημένες.
10. Ελαφρώς πικρή γεύση νερού.

Εάν παρατηρήσετε πολλά από αυτά τα σημάδια, το νερό που εισέρχεται στο σπίτι σας είναι σκληρό και θα πρέπει να εξετάσετε το ενδεχόμενο να το μαλακώσετε για να διατηρήσετε τις θερμαντικές σας μονάδες υγιείς και λειτουργικές.

Οφέλη και βλάβες

Η ποιότητα του νερού έχει ισχυρό αντίκτυπο στην ανθρώπινη υγεία. Το δέρμα και τα μαλλιά είναι τα πρώτα που υποφέρουν από το σκληρό νερό. Το δέρμα ξηραίνεται, εμφανίζεται ένα αίσθημα σφίξιμο και οι πόροι φράζουν. Στα μικρά παιδιά, το υπερβολικά σκληρό νερό μπορεί να προκαλέσει δερματίτιδα, η οποία αργότερα συχνά εξελίσσεται σε έκζεμα ή αλλεργίες.

Το τριχωτό της κεφαλής και τα μαλλιά υποφέρουν όχι λιγότερο. Η ξηρότητα, η ευθραυστότητα, η γρήγορη βρωμιά και η πιτυρίδα είναι αποτέλεσμα της χρήσης σκληρού νερού. Η κατανάλωση τέτοιου νερού συμβάλλει στην εναπόθεση αλάτων στα οστά και τις αρθρώσεις και είναι επίσης μία από τις αιτίες του σχηματισμού πέτρας. Η μακροχρόνια κατανάλωση τέτοιου νερού συμβάλλει στην ανάπτυξη ουρολιθίασης.

Εκτός από την υγεία, η σκληρότητα του νερού επηρεάζει και το πορτοφόλι σας. Η ζυγαριά που σχηματίζεται σε οικιακές συσκευές θέρμανσης και σωλήνες θέρμανσης έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Αποτρέπει την απελευθέρωση θερμότητας, λόγω της οποίας τα θερμαντικά στοιχεία καίγονται και οι σωλήνες θέρμανσης παραμένουν ελαφρώς ζεστοί, ακόμα κι αν το νερό σε αυτούς είναι ζεστό. Έτσι, το κόστος του νερού θέρμανσης αυξάνεται και η παραγωγή είναι σχεδόν μηδενική. Λόγω των ιδιοτήτων του νερού, τα σαπούνια, τα σαμπουάν, τα απορρυπαντικά πιάτων και πλυντηρίων ρούχων σχηματίζουν λιγότερο αφρό, γεγονός που μειώνει την αποτελεσματικότητά τους και σας αναγκάζει να χρησιμοποιείτε περισσότερα προϊόντα, γεγονός που με τη σειρά του αυξάνει και πάλι το κόστος.

Παρά τον μεγάλο αριθμό αρνητικών ιδιοτήτων, το σκληρό νερό έχει επίσης θετικές ιδιότητες. Τα μέταλλα στη σύνθεσή του συμβάλλουν στη μείωση του κινδύνου εμφάνισης καρδιαγγειακών παθήσεων. Επιπλέον, ένα στρώμα αλάτων στο εσωτερικό των σωλήνων προστατεύει το μέταλλο από τη διάβρωση.

Τα οφέλη και οι βλάβες του μαλακού νερού

Το μαλακό νερό έχει αναμφίβολα περισσότερα οφέλη από το σκληρό νερό. Η κατανάλωση μαλακωμένου νερού θα προστατεύσει το σώμα από την αρθρίτιδα και το σχηματισμό λίθων στα κοίλα όργανα και θα διατηρήσει υγιές δέρμα, μαλλιά και δόντια. Η γεύση του φαγητού που παρασκευάζεται με μαλακό νερό είναι πολύ υψηλότερη. Η εξοικονόμηση απορρυπαντικού θα είναι 30-50% λόγω του καλού αφρισμού. Το κόστος θέρμανσης των χώρων θα μειωθεί. Η χρήση μαλακωμένου νερού θα προστατεύσει τις οικιακές συσκευές θέρμανσης: ηλεκτρικούς βραστήρες, πλυντήρια ρούχων και πλυντήρια πιάτων από βλάβες και θα εξαλείψει το κόστος των επισκευών και της αγοράς νέων οικιακών συσκευών από τον οικογενειακό προϋπολογισμό.

Το μόνο μειονέκτημα του υπερβολικά μαλακωμένου νερού είναι ο αυξημένος κίνδυνος εμφάνισης καρδιαγγειακών παθήσεων λόγω της έλλειψης των απαραίτητων μεταλλικά στοιχείαγια την πρόληψή τους.

Προσωρινή και μόνιμη σκληρότητα

Υπάρχουν έννοιες προσωρινής και μόνιμης ακαμψίας. Προσωρινή προκαλείται από την παρουσία διττανθρακικών ασβεστίου και μαγνησίου στο νερό. Αυτά τα άλατα καθιζάνουν όταν βράζονται. Σταθερά προκαλείται από αυξημένες συγκεντρώσεις χλωριδίων και θειικών αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου. Δεν καθιζάνουν όταν βράζονται και αποτελούν μεγάλη απειλή για την ανθρώπινη υγεία και τη δυνατότητα συντήρησης των ηλεκτρικών συσκευών.

Πώς να μετρήσετε τη σκληρότητα

Μπορείτε να προσδιορίσετε εάν το νερό είναι μαλακό ή σκληρό στο σπίτι ή υποβάλλοντας ένα δείγμα για ανάλυση σε έναν υγειονομικό-επιδημιολογικό σταθμό. Η τελευταία μέθοδος είναι η πιο ακριβής. Στο σπίτι, η συγκέντρωση των αλάτων σκληρότητας μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας σαπούνι πλυντηρίου, δοκιμαστικές ταινίες και μετρητή αγωγιμότητας. Αυτές οι μέθοδοι δεν είναι ακριβείς, αλλά σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε την κατά προσέγγιση σκληρότητα του νερού και να αποφασίσετε εάν θα προσθέσετε μαλακτικά για το πλυντήριο ρούχων και το πλυντήριο πιάτων, καθώς και τη χρήση φίλτρων για πόσιμο νερό.

Η μέθοδος που χρησιμοποιεί το σαπούνι πλυντηρίου βασίζεται στην ιδιότητα της δέσμευσης αλάτων σκληρότητας. Για τη δοκιμή θα χρειαστείτε απεσταγμένο νερό, σαπούνι πλυντηρίου 60% ή 72%, 0,5 λίτρα νερό βρύσης, ζυγαριά κουζίνας. Το σαπούνι πλυντηρίου (1 g) πρέπει να θρυμματιστεί και να διαλυθεί σε μικρή ποσότητα ζεστού αποσταγμένου νερού. Το διάλυμα σαπουνιού χύνεται σε ένα ποτήρι και προστίθεται νερό στα 6 cm εάν το σαπούνι ήταν 60%, και στα 7 cm εάν το 72%. Είναι καλύτερα να πάρετε ένα κυλινδρικό ποτήρι με διάμετρο 6 cm, σε αυτή την περίπτωση το αποτέλεσμα θα είναι πιο ακριβές.

Στη συνέχεια, ρίξτε το διάλυμα σαπουνιού σε ένα λεπτό ρεύμα σε ένα δοχείο με νερό βρύσης, ανακατεύοντας συνεχώς. Η εμφάνιση σταθερού λευκού αφρού δείχνει ότι όλα τα άλατα σκληρότητας είναι «δεσμευμένα». Στη συνέχεια, μετρήστε πόσο διάλυμα σαπουνιού παραμένει στο ποτήρι, το phi αφαιρείται από το αρχικό 6-7 cm.

Κάθε εκατοστό του διαλύματος που χύνεται δεσμεύει 2°dH αλάτων. Ένα αποτέλεσμα 5-8°dH υποδηλώνει μαλακό νερό, 9-12°dH δείχνει μέτρια σκληρότητα. Εάν έχει χυθεί όλο το διάλυμα σαπουνιού, αλλά εξακολουθεί να μην εμφανίζεται αφρός, τότε το νερό που δοκιμάζεται είναι σκληρό ή πολύ σκληρό. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να επαναλάβετε τη δοκιμή χρησιμοποιώντας μικρότερη ποσότητα νερού βρύσης (0,25 l).

Το περισσότερο με απλό τρόποΟ προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού στο σπίτι είναι η μέθοδος των δοκιμαστικών ταινιών. Οι μέθοδοι μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς ανάλογα με τον κατασκευαστή, αλλά η βασική αρχή είναι να συγκρίνετε το χρώμα της λωρίδας μετά την επαφή με το νερό με τον αντίστοιχο πίνακα στις οδηγίες.

Η μέθοδος που χρησιμοποιεί ένα αγωγόμετρο δίνει ένα αποτέλεσμα υπό όρους, καθώς η συσκευή έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού. Όσο μεγαλύτερη είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα, τόσο περισσότερα άλατα διαλύονται στο νερό. Η ακρίβεια της μεθόδου εξαρτάται από τη θερμοκρασία του δείγματος που ελέγχεται. Μπορείτε να προσδιορίσετε τη συγκέντρωση των αλάτων χρησιμοποιώντας έναν ειδικό πίνακα μετατροπής στις οδηγίες για τη συσκευή.

Μέθοδοι αποσκλήρυνσης νερού

Οι μέθοδοι αποσκλήρυνσης του νερού επιλέγονται ανάλογα με τις ανάγκες. Για την αποσκλήρυνση του πόσιμου νερού και για το μαγείρεμα, για το μπάνιο και το ντους και για την προστασία των οικιακών συσκευών θέρμανσης, οι μέθοδοι αποσκλήρυνσης διαφέρουν.

Για να μαλακώσετε το πόσιμο νερό και για το μαγείρεμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια κανάτα φίλτρου και ένα φίλτρο ροής κάτω από το νεροχύτη. Δυστυχώς, τέτοια φίλτρα είναι κατάλληλα για νερό μέτριας σκληρότητας, εάν το νερό είναι σκληρό ή πολύ σκληρό, το φυσίγγιο θα πρέπει να αλλάζεται πολύ συχνά.

Για να προστατεύσετε τα στοιχεία θέρμανσης του πλυντηρίου ρούχων και του πλυντηρίου πιάτων σας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε χημικά μαλακτικά με βάση το ανθρακικό νάτριο. Παρουσιάζονται σε μεγάλη γκάμα σε καταστήματα οικιακών χημικών. Φυσικά, το νερό που έχει μαλακώσει με αυτόν τον τρόπο δεν είναι κατάλληλο για φαγητό.

Το πλύσιμο και το ντους απαιτούν μεγάλες ποσότητες νερού, γι' αυτό δώστε προσοχή κύρια φίλτρα αντίστροφη ώσμωσηκαι ανταλλαγή ιόντων. Τέτοιες συσκευές είναι καθολικές και το νερό που καθαρίζεται με τη βοήθειά τους είναι κατάλληλο τόσο για πόσιμο όσο και για οικιακές ηλεκτρικές συσκευέςκαι για πλύσιμο.

Τα φίλτρα για σκληρό νερό με βάση την αντίδραση ιοντικής αντικατάστασης χρησιμοποιούν ειδική ρητίνη πολυμερούς - ιοντοανταλλαγής. Καθώς το νερό περνά μέσα από αυτό, τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου διατηρούνται και το νερό εμπλουτίζεται με ιόντα νατρίου. Τα οικιακά μοντέλα τέτοιων φίλτρων έχουν συνήθως αρκετούς βαθμούς καθαρισμού για τον καθαρισμό του νερού από τη σκουριά και άλλες ακαθαρσίες. Τα φίλτρα με φυσίγγια ανταλλαγής ιόντων για σκληρό νερό είναι δημοφιλή λόγω της αποτελεσματικότητάς τους και της όχι πολύ υψηλής τιμής τους.

Τα φίλτρα αντίστροφης όσμωσης είναι μια πιο ριζική και ακριβή λύση. Με τη βοήθειά τους μπορείτε να αποκτήσετε πολύ καθαρό νερό, σχεδόν αποσταγμένο. Η αρχή λειτουργίας είναι η διέλευση νερού υπό υψηλή πίεση μέσω ειδικής μεμβράνης. εύρος ζώνηςΗ μεμβράνη είναι τέτοια που μόνο μόρια στο μέγεθος ενός μορίου νερού μπορούν να διαρρεύσουν μέσα από αυτήν. Ωστόσο, ένα τέτοιο νερό δεν είναι κατάλληλο για ενυδρείο και οι γιατροί συμβουλεύουν να πίνετε νερό μέτριας σκληρότητας για την πρόληψη καρδιαγγειακών παθήσεων.

Τέτοια φίλτρα έχουν συνήθως αρκετούς βαθμούς καθαρισμού λόγω της ευαισθησίας της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης. Τα premium μοντέλα στο τελικό στάδιο εμπλουτίζουν το νερό με απαραίτητα μέταλλα για την υγεία, αλλά το κόστος τέτοιων φίλτρων είναι πολύ υψηλότερο.

Φίλτρο "Geyser".

Τα φίλτρα για σκληρό νερό "Geyser" παρουσιάζονται σε όλες τις τεχνικές λύσεις: φίλτρα κανάτας, ροής, ανταλλαγής ιόντων και οσμωτικά. Η εταιρεία συμμετέχει ενεργά στην επιστημονική ανάπτυξη και στα συστήματα καθαρισμού της χρησιμοποιεί καινοτόμα υλικά όπως το aragon και το catalon, που βελτιώνουν την ποιότητα του καθαρισμού του νερού.

Η εταιρεία παράγει καθολικά φυσίγγια, τα οποία επιτρέπουν την εύκολη αντικατάστασή τους εάν το "εγγενές" μοντέλο δεν είναι διαθέσιμο. Η αντικατάσταση των κασετών μπορεί να είναι δύσκολη λόγω της ανάγκης αποσυναρμολόγησης ολόκληρης της δομής του φίλτρου και παρακολούθησης της στεγανοποίησης μετά τη συναρμολόγηση. Ο κατασκευαστής εγγυάται ποιοτική δουλειάπροϊόντα από 1 έτος έως 5 χρόνια, ανάλογα με το μοντέλο.

Φίλτρο "Aquaphor"

Τα φίλτρα σκληρού νερού Aquaphor έχουν επίσης ένα ευρύ η παράταξη: από κανάτες φίλτρου έως συσκευές αντίστροφης όσμωσης. Τα φίλτρα είναι εξοπλισμένα με τις δικές μας ερευνητικές εξελίξεις για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού: κοίλες ίνες, μπλοκ άνθρακα, ακουαλένιο. Στη γκάμα προϊόντων υπάρχουν τυπικά μοντέλα με φυσίγγια γενικής χρήσης, αλλά υπάρχουν περισσότερα επώνυμα σχέδια με αυθεντικά αντικαταστάσιμα μπλοκ. Η αντικατάσταση των μονάδων καθαρισμού είναι ευκολότερη από ό,τι σε παρόμοια μοντέλα που παράγονται από την Geyser. Τα φυσίγγια εισάγονται ως ενιαίο μπλοκ και η στεγανότητα της δομής δεν διακυβεύεται. Υπάρχει μικρότερος κίνδυνος διαρροής. Η εγγύηση για τα φίλτρα που παράγονται από την Aquaphor είναι 1 έτος.

Το σκληρό νερό προκαλεί πολλά προβλήματα Καθημερινή ζωήκαι έχει αρνητικό αντίκτυπο στην υγεία. Καταστρέφει το δέρμα και τα μαλλιά, αφήνει άλατα στα υδραυλικά, άλατα στον βραστήρα και βλάπτει τις οικιακές συσκευές.

Για την καταπολέμηση της υπερβολικής σκληρότητας του νερού, χρησιμοποιούνται χημικά αποσκλήρυνση και φίλτρα. Για οικιακές ανάγκες χρησιμοποιούνται φίλτρα που βασίζονται σε ανταλλαγή ιόντων και αντίστροφη όσμωση. Μεγάλοι κατασκευαστέςοικιακά φίλτρα, οι εταιρείες Geyser και Aquaphor παρέχουν μια μεγάλη γκάμα μοντέλων για αποσκλήρυνση του νερού. Και οι δύο εταιρείες λειτουργούν περίπου στο ίδιο κατηγορία τιμής, χρησιμοποιούν μοναδικές επιστημονικές εξελίξεις, και η ποιότητα του νερού που καθαρίζεται από τα φίλτρα παραγωγής τους είναι σταθερή υψηλό επίπεδο. Ο ανταγωνισμός μεταξύ των κατασκευαστών παίζει στα χέρια του τελικού καταναλωτή και τους επιτρέπει να το αποκτήσουν Ποιοτικό προϊόνσε λογική τιμή.

Βασικές μέθοδοι αποσκλήρυνσης του νερού

Θεωρητικά θεμέλια αποσκλήρυνσης νερού, ταξινόμηση μεθόδων

Θερμική μέθοδος αποσκλήρυνσης του νερού

Μέθοδοι αποσκλήρυνσης με αντιδραστήρια

Τεχνολογικά διαγράμματα και δομικά στοιχείαΕγκαταστάσεις αποσκλήρυνσης νερού αντιδραστηρίων

Μέθοδος θερμοχημικής αποσκλήρυνσης νερού

Αποσκλήρυνση του νερού με αιμοκάθαρση

Μαγνητική επεξεργασία νερού

Βιβλιογραφία

Θεωρητικά θεμέλια αποσκλήρυνσης νερού, ταξινόμηση μεθόδων

Η αποσκλήρυνση του νερού αναφέρεται στη διαδικασία αφαίρεσης κατιόντων σκληρότητας από αυτό, δηλ. ασβεστίου και μαγνησίου.Σύμφωνα με το GOST 2874-82 "Πόσιμο νερό", η σκληρότητα του νερού δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 7 mEq/l. Ορισμένοι τύποι παραγωγής απαιτούν βαθιά αποσκλήρυνση του νερού επεξεργασίας, δηλ. έως 0,05,0,01 mEq/l. Οι τυπικά χρησιμοποιούμενες πηγές νερού έχουν σκληρότητα που πληροί τα πρότυπα πόσιμου νερού και δεν απαιτούν αποσκλήρυνση. Η αποσκλήρυνση του νερού πραγματοποιείται κυρίως κατά την προετοιμασία του για τεχνικούς σκοπούς. Έτσι, η σκληρότητα του νερού για τροφοδοσία τυμπάνων λεβήτων δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,005 mEq/l. Η αποσκλήρυνση του νερού πραγματοποιείται με τις ακόλουθες μεθόδους: θερμική, με βάση τη θέρμανση του νερού, την απόσταξη ή την κατάψυξή του. αντιδραστήρια, στα οποία τα ιόντα υπάρχουν στο νερόCa (II ) ΚαιMg (II ) δεσμεύονται με διάφορα αντιδραστήρια σε πρακτικά αδιάλυτες ενώσεις. ανταλλαγή ιόντων, με βάση το φιλτράρισμα του μαλακωμένου νερού μέσω ειδικών υλικών που ανταλλάσσουν τα ιόντα που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή τουςΝα (Εγώ ) ή Η (1) σε ιόντα Ca (II) καιMg (II ), περιέχεται στο νερό αιμοκάθαρσης· συνδυασμένα, αντιπροσωπεύοντας διάφορους συνδυασμούς των μεθόδων που αναφέρονται.

Η επιλογή της μεθόδου αποσκλήρυνσης του νερού καθορίζεται από την ποιότητά του, το απαιτούμενο βάθος αποσκλήρυνσης και τεχνικά και οικονομικά ζητήματα. Σύμφωνα με τις συστάσεις του SNiP κατά την αποσκλήρυνση των υπόγειων υδάτων, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μέθοδοι ανταλλαγής ιόντων. κατά την αποσκλήρυνση των επιφανειακών υδάτων, όταν απαιτείται επίσης διαύγαση του νερού, χρησιμοποιείται η μέθοδος ασβέστης ή ασβέστης-σόδας και όταν γίνεται βαθύ αποσκλήρυνση, ο επακόλουθος κατιονισμός.Τα κύρια χαρακτηριστικά και προϋποθέσεις για τη χρήση μεθόδων αποσκλήρυνσης νερού δίνονται στον πίνακα. 20.1.

θερμική αιμοκάθαρση αποσκληρυντικού νερού

Για να ληφθεί νερό για οικιακές και πόσιμες ανάγκες, συνήθως μαλακώνει μόνο ένα ορισμένο μέρος του, ακολουθούμενο από ανάμειξη με νερό πηγής, ενώ η ποσότητα του αποσκληρυμένου νερού Q yκαθορίζεται από τον τύπο

που είναι ο J o. Και. - συνολική σκληρότητα του νερού πηγής, mEq/l. F 0. s. - συνολική σκληρότητα του νερού που εισέρχεται στο δίκτυο, mEq/l. ΚΑΙ 0. u. - σκληρότητα μαλακωμένου νερού, mEq/l.

Μέθοδοι αποσκλήρυνσης νερού

Δείκτης	θερμικός	αντιδραστήριο	ανταλλαγή ιόντων
Χαρακτηριστικά της διαδικασίας	Το νερό θερμαίνεται σε θερμοκρασία άνω των 100°C, η οποία αφαιρεί την ανθρακική και μη ανθρακική σκληρότητα (με τη μορφή ανθρακικού ασβεστίου, υδροξυλίου, μαγνησίου και γύψου)	Προστίθεται ασβέστης στο νερό, που εξαλείφει τη σκληρότητα ανθρακικού και μαγνησίου, καθώς και σόδα, που εξαλείφει τη μη ανθρακική σκληρότητα.	Το νερό που πρόκειται να μαλακώσει διέρχεται από φίλτρα κατιονεναλλάκτη	Το νερό της πηγής φιλτράρεται μέσω ημιπερατής μεμβράνης
Σκοπός της μεθόδου	Εξάλειψη της ανθρακικής σκληρότητας από το νερό που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία λεβήτων χαμηλής και μέσης πίεσης	Ρηχό μαλάκωμα ενώ ταυτόχρονα καθαρίζεται το νερό από τα αιωρούμενα στερεά	Βαθύ μαλάκωμα νερού που περιέχει μικρή ποσότητα αιωρούμενων στερεών	Βαθιά αποσκλήρυνση νερού
Κατανάλωση νερού για δικές σας ανάγκες		Όχι περισσότερο από 10%	Έως 30% ή περισσότερο σε αναλογία με τη σκληρότητα του νερού της πηγής
Συνθήκες αποτελεσματική εφαρμογή: θολότητα νερού πηγής, mg/l			Όχι περισσότερο από 8
Σκληρότητα νερού, mEq/l	Ανθρακική σκληρότητα με υπεροχή Ca (HC03) 2, μη ανθρακική σκληρότητα σε μορφή γύψου		Όχι πάνω από 15
Υπολειπόμενη σκληρότητα νερού, mEq/l	Ανθρακική σκληρότητα έως 0,035, CaS 04 έως 0,70		0.03.0.05 prn μονοβάθμιο και έως 0,01 με κατιονισμό δύο σταδίων	0,01 και κάτω
Θερμοκρασία νερού, °C			Έως 30 (γλαυκονίτης), έως 60 (σουλφονίτης)

Θερμική μέθοδος αποσκλήρυνσης του νερού

Η θερμική μέθοδος αποσκλήρυνσης του νερού συνιστάται να χρησιμοποιείται όταν χρησιμοποιούνται ανθρακικά νερά που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία λεβήτων χαμηλής πίεσης, καθώς και σε συνδυασμό με μεθόδους αποσκλήρυνσης με αντιδραστήρια. Βασίζεται σε μια μετατόπιση της ισορροπίας του διοξειδίου του άνθρακα όταν θερμαίνεται προς το σχηματισμό ανθρακικού ασβεστίου, που περιγράφεται από την αντίδραση

Ca (HC0 3) 2 -> CaCO 3 + C0 2 + H 2 0.

Η ισορροπία μεταβάλλεται λόγω της μείωσης της διαλυτότητας του μονοξειδίου του άνθρακα (IV) που προκαλείται από την αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης. Ο βρασμός μπορεί να αφαιρέσει πλήρως το μονοξείδιο του άνθρακα (IV) και έτσι να μειώσει σημαντικά τη σκληρότητα του ανθρακικού ασβεστίου. Ωστόσο, δεν είναι δυνατό να εξαλειφθεί εντελώς αυτή η σκληρότητα, καθώς το ανθρακικό ασβέστιο, αν και ελαφρώς (13 mg/l σε θερμοκρασία 18°C), εξακολουθεί να είναι διαλυτό στο νερό.

Εάν υπάρχει διττανθρακικό μαγνήσιο στο νερό, η διαδικασία καθίζησής του συμβαίνει ως εξής: πρώτα, σχηματίζεται σχετικά πολύ διαλυτό (110 mg/l σε θερμοκρασία 18 ° C) ανθρακικό μαγνήσιο

Mg (HCO 3) → MgC 0 3 + C0 2 + H 2 0,

το οποίο υδρολύεται κατά τη διάρκεια παρατεταμένου βρασμού, με αποτέλεσμα ένα ελαφρώς διαλυτό ίζημα (8,4 mg/l). υδροξείδιο του μαγνησίου

MgC 0 3 + H 2 0 → Mg (0H) 2 + C 0 2.

Κατά συνέπεια, όταν βράζει το νερό, η σκληρότητα που προκαλείται από τα διττανθρακικά άλατα ασβεστίου και μαγνησίου μειώνεται. Όταν βράζει το νερό, η σκληρότητα, που προσδιορίζεται από το θειικό ασβέστιο, μειώνεται επίσης, η διαλυτότητα της οποίας πέφτει στα 0,65 g/l.

Στο Σχ. 1 δείχνει ένα θερμικό μαλακτικό σχεδιασμένο από τον Kopyev, που χαρακτηρίζεται από τη σχετική απλότητα της συσκευής και την αξιόπιστη λειτουργία. Το επεξεργασμένο νερό, προθερμασμένο στη συσκευή, εισέρχεται μέσω του εκτοξευτήρα στην υποδοχή του θερμαντήρα μεμβράνης και ψεκάζεται σε κάθετα τοποθετημένους σωλήνες και ρέει προς τα κάτω μέσω αυτών προς τον καυτό ατμό. Στη συνέχεια, μαζί με το νερό εκκένωσης από τους λέβητες, εισέρχεται στον καθαριστή με αιωρούμενο ίζημα μέσω του κεντρικού σωλήνα παροχής μέσω του διάτρητου πυθμένα.

Το διοξείδιο του άνθρακα και το οξυγόνο που απελευθερώνονται από το νερό μαζί με την περίσσεια ατμού απορρίπτονται στην ατμόσφαιρα. Τα άλατα ασβεστίου και μαγνησίου που σχηματίζονται κατά τη θέρμανση του νερού διατηρούνται στο αιωρούμενο στρώμα. Αφού περάσει μέσα από το αιωρούμενο στρώμα, το μαλακωμένο νερό εισέρχεται στη δεξαμενή συλλογής και απορρίπτεται έξω από τη συσκευή.

Ο χρόνος παραμονής του νερού στο θερμικό αποσκληρυντικό είναι 30,45 λεπτά, η ταχύτητα της ανοδικής του κίνησης στην αναρτημένη στρώση είναι 7,10 m/h και στις οπές του ψεύτικου πυθμένα 0,1-0,25 m/s.

Ρύζι. 1. Θερμικό μαλακτικό σχεδιασμένο από τον Kopyev.

15 - απόρριψη νερού αποστράγγισης. 12 - κεντρικός σωλήνας παροχής. 13 - ψευδείς διάτρητοι πυθμένες. 11 - αιωρούμενο στρώμα. 14 - απόρριψη λάσπης. 9 - συλλογή μαλακωμένου νερού. 1, 10 - παροχή νερού πηγής και απομάκρυνση αποσκληρυμένου νερού. 2 - φύσημα λέβητα. 3 - εκτοξευτής? 4 - εξάτμιση 5 - θερμαντήρας φιλμ? 6 - απελευθέρωση ατμού. 7 - δακτυλιοειδής διάτρητος αγωγός για την αποστράγγιση του νερού στον εκτοξευτήρα. 8 - κεκλιμένα διαχωριστικά χωρίσματα

Μέθοδοι αποσκλήρυνσης με αντιδραστήρια

Η αποσκλήρυνση του νερού με τη χρήση μεθόδων αντιδραστηρίων βασίζεται στην επεξεργασία του με αντιδραστήρια που σχηματίζουν δυσδιάλυτες ενώσεις με ασβέστιο και μαγνήσιο: Mg (OH) 2, CaC0 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P 0 4) 2 και άλλα, ακολουθούμενο από το διαχωρισμό τους σε διαυγαστές, δεξαμενές καθίζησης λεπτής στιβάδας και φίλτρα διαύγασης. Ως αντιδραστήρια χρησιμοποιούνται ασβέστης, ανθρακικό νάτριο, υδροξείδια νατρίου και βαρίου και άλλες ουσίες.

Αποσκλήρυνση νερού με ασβέστηχρησιμοποιείται για υψηλή ανθρακική και χαμηλή μη ανθρακική σκληρότητα, καθώς και σε περιπτώσεις όπου δεν είναι απαραίτητο να αφαιρεθούν τα άλατα μη ανθρακικής σκληρότητας από το νερό. Ως αντιδραστήριο χρησιμοποιείται ο ασβέστης, ο οποίος εισάγεται με τη μορφή διαλύματος ή εναιωρήματος (γάλα) σε προθερμασμένο επεξεργασμένο νερό. Όταν διαλυθεί, ο ασβέστης εμπλουτίζει το νερό με ιόντα OH - και Ca 2+, γεγονός που οδηγεί στη δέσμευση του ελεύθερου μονοξειδίου του άνθρακα (IV) διαλυμένου στο νερό με το σχηματισμό ανθρακικών ιόντων και τη μετάβαση των υδρογονανθρακικών ιόντων σε ανθρακικά:

C0 2 + 20H - → CO 3 + H 2 0, HCO 3 - + OH - → CO 3 - + H 2 O.

Η αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων CO 3 2 - στο επεξεργασμένο νερό και η παρουσία ιόντων Ca 2+ σε αυτό, λαμβάνοντας υπόψη αυτά που εισάγονται με ασβέστη, οδηγεί σε αύξηση του προϊόντος διαλυτότητας και σε καθίζηση κακώς διαλυτού ανθρακικού ασβεστίου :

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3.

Εάν υπάρχει περίσσεια ασβέστη, κατακρημνίζεται και υδροξείδιο του μαγνησίου.

Mg 2+ + 20H - → Mg (OH) 2

Για να επιταχυνθεί η απομάκρυνση των διασκορπισμένων και κολλοειδών ακαθαρσιών και να μειωθεί η αλκαλικότητα του νερού, η πήξη αυτών των ακαθαρσιών με θειικό σίδηρο (II) χρησιμοποιείται ταυτόχρονα με ασβέστη, δηλ. FeS 0 4 * 7 H 2 0. Η υπολειπόμενη σκληρότητα του μαλακωμένου νερού κατά την απανθρακοποίηση μπορεί να ληφθεί 0,4-0,8 mg-eq/l μεγαλύτερη από τη μη ανθρακική σκληρότητα και η αλκαλικότητα είναι 0,8-1,2 mg-eq/l. Η δόση του ασβέστη προσδιορίζεται από την αναλογία της συγκέντρωσης των ιόντων ασβεστίου στο νερό και τη σκληρότητα του ανθρακικού: α) στην αναλογία [Ca 2+ ] /20<Ж к,

β) με την αναλογία [Ca 2+ ] /20 > J c,

όπου [CO 2 ] είναι η συγκέντρωση του ελεύθερου μονοξειδίου του άνθρακα (IV) στο νερό, mg/l. [Ca 2+] - συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου, mg/l; Fc - ανθρακική σκληρότητα νερού, mEq/l; D k - δόση πηκτικού (FeS 0 4 ή FeCl 3 ως προς τα άνυδρα προϊόντα), mg/l. μι Προς την- ισοδύναμη μάζα της δραστικής ουσίας του πηκτικού, mg/mg-eq (για FeS 0 4 μι k = 76, για FeCl3 e k = 54); 0,5 και 0,3 - περίσσεια ασβέστη για να εξασφαλιστεί μεγαλύτερη πληρότητα της αντίδρασης, mEq/l.

Η έκφραση D k / e k λαμβάνεται με αρνητικό πρόσημο εάν το πηκτικό εισάγεται πριν από τον ασβέστη και με σύμβολο συν εάν μαζί ή μετά.

Ελλείψει πειραματικών δεδομένων, η δόση του πηκτικού εντοπίζεται από την έκφραση

D k = 3 (C) 1/3, (20,4)

όπου C είναι η ποσότητα της αιωρούμενης ύλης που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της αποσκλήρυνσης του νερού (από άποψη ξηρής ουσίας), mg/l.

Με τη σειρά του, το C προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας την εξάρτηση

Μέθοδος λάιμ-σόδααποσκλήρυνση του νερούπεριγράφεται από τις ακόλουθες βασικές αντιδράσεις:

Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, η υπολειπόμενη σκληρότητα μπορεί να φτάσει στο 0,5,1 και η αλκαλικότητα από 7 σε 0,8,1,2 mEq/l.

Οι δόσεις ασβέστη D και σόδας D s (σε όρους Na 2 C 0 3), mg/l, προσδιορίζονται από τους τύπους

(20.7)

πού είναι η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο στο νερό, mg/l; Jn. Κ. - μη ανθρακική σκληρότητα νερού, mEq/l.

Με τη μέθοδο αποσκλήρυνσης του νερού με ασβέστη-σόδα, το ανθρακικό ασβέστιο και το υδροξείδιο του μαγνησίου που προκύπτουν μπορούν να υπερκορεσθούν τα διαλύματα και να παραμείνουν σε κολλοειδή διασκορπισμένη κατάσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η μετάβασή τους σε χοντρή λάσπη διαρκεί πολύ, ιδιαίτερα σε χαμηλές θερμοκρασίες και την παρουσία οργανικών ακαθαρσιών στο νερό, που λειτουργούν ως προστατευτικά κολλοειδή. Με μεγάλη ποσότητα από αυτά, η σκληρότητα του νερού κατά την αποσκλήρυνση του αντιδραστηρίου μπορεί να μειωθεί μόνο κατά 15,20%. Σε τέτοιες περιπτώσεις, πριν από την αποσκλήρυνση ή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποσκλήρυνσης, οι οργανικές ακαθαρσίες απομακρύνονται από το νερό χρησιμοποιώντας οξειδωτικά και πηκτικά. Με τη μέθοδο lime-soda, η διαδικασία συχνά πραγματοποιείται σε δύο στάδια. Αρχικά, οι οργανικές ακαθαρσίες και ένα σημαντικό μέρος της ανθρακικής σκληρότητας αφαιρούνται από το νερό,χρησιμοποιώντας άλατα αλουμινίου ή σιδήρου με ασβέστη, πραγματοποιώντας τη διαδικασία υπό βέλτιστες συνθήκες πήξης. Μετά από αυτό, εισάγεται σόδα και το υπόλοιπο λάιμ και το νερό μαλακώνει.Κατά την αφαίρεση οργανικών ακαθαρσιών ταυτόχρονα με την αποσκλήρυνση του νερού, χρησιμοποιούνται μόνο άλατα σιδήρου ως πηκτικά, καθώς σε υψηλή τιμή pH του νερού που είναι απαραίτητη για την απομάκρυνση της σκληρότητας του μαγνησίου, τα άλατα αλουμινίου δεν σχηματίζουν υδροξείδιο που είναι ενεργό στη ρόφηση. Η δόση του θρομβωτικού απουσία πειραματικών δεδομένων υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο (20.4). Η ποσότητα του εναιωρήματος καθορίζεται από τον τύπο

όπου W o - συνολική σκληρότητα νερού, mEq/l.

Η βαθύτερη αποσκλήρυνση του νερού μπορεί να επιτευχθεί θερμάνοντάς το, προσθέτοντας μια περίσσεια αντιδραστηρίου κατακρήμνισης και φέρνοντας το μαλακωμένο νερό σε επαφή με προηγουμένως σχηματισμένα ιζήματα. Όταν το νερό θερμαίνεται, η διαλυτότητα του CaCO 3 και του Mg (OH) 2 μειώνεται και οι αντιδράσεις μαλάκυνσης συμβαίνουν πληρέστερα.

Υπάρχει μια ευρέως διαδεδομένη πεποίθηση ότι το νερό από βαθείς υδροφορείς μπορεί να καταναλωθεί χωρίς προκαταρκτική προετοιμασία. Πράγματι, το νερό από αυτά είναι πολύ πιο καθαρό από ό, τι από το υψηλό νερό, ωστόσο, περιέχει επίσης ακαθαρσίες, η παρουσία των οποίων μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την ανθρώπινη υγεία και τη λειτουργία του εξοπλισμού. Για να κατανοήσουμε λεπτομερώς το ζήτημα, ας επικοινωνήσουμε με τους ειδικούς του τμήματος συστημάτων επεξεργασίας νερού της εταιρείας BIICS.

Το νερό είναι εξαιρετικός διαλύτης. Το να είσαι σε συνεχή επαφή με βράχους, είναι κορεσμένο με τις ουσίες από τις οποίες αποτελούνται αυτά τα πετρώματα. Με την πάροδο του χρόνου, συσσωρεύεται ένας τεράστιος αριθμός ενώσεων. Η σύσταση του νερού εξαρτάται από τον τύπο του πετρώματος μέσα στον οποίο διέρχεται ο υδροφόρος ορίζοντας. Η Μόσχα και η περιοχή της Μόσχας χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε ανθρακικά άλατα σκληρότητας και ενώσεις σιδήρου.

Η μακροχρόνια κατανάλωση νερού αυξημένης σκληρότητας οδηγεί σε εναποθέσεις λίθων στα νεφρά (πέτρες), κατά την επαφή το δέρμα και τα μαλλιά ξηραίνονται. Κατά τη θέρμανση, οι ενώσεις καθιζάνουν, σχηματίζοντας μια σκληρή επικάλυψη που είναι δύσκολο να αφαιρεθεί. Τα θερμαντικά στοιχεία γίνονται άχρηστα, οι σωλήνες και οι εύκαμπτοι σωλήνες βουλώνουν και ο ρυθμός φθοράς των κινούμενων μερών του εξοπλισμού αυξάνεται.

Η υπέρβαση της σκληρότητας μπορεί να προσδιοριστεί:

• οπτικά: σχηματισμός πλάκας σε υδραυλικά και θερμαντικά στοιχεία (σε βραστήρα, σε θερμαντικά στοιχεία για πλύσιμο και πλυντήρια πιάτων, λέβητες);
• να δοκιμάσω: σε σύγκριση με εμφιαλωμένο νερό γνωστής σκληρότητας.
• στον αφρισμό: στο σκληρό νερό σχηματίζεται λιγότερος αφρός και η κατανάλωση απορρυπαντικών είναι μεγαλύτερη.
• στο εργαστήριο.

Η αποσκλήρυνση του νερού είναι η μείωση της συγκέντρωσης των αλάτων σκληρότητας και η επίτευξη αυτών των δεικτών στις συνιστώμενες τιμές.

Πρότυπα σκληρότητας νερού

Ανάλογα με τη συγκέντρωση των αλάτων σκληρότητας, το νερό χωρίζεται σε:

• μαλακό - περιεκτικότητα σε αλάτι όχι μεγαλύτερη από 2 mEq/l.
• κανονική - περιεκτικότητα σε αλάτι εντός 2 - 4 mEq/l.
• σκληρό - περιεκτικότητα σε αλάτι στην περιοχή από 4 - 6 mEq/l.
• υψηλή σκληρότητα - περιεκτικότητα σε αλάτι πάνω από 6 mEq/l.

Το ρωσικό πρότυπο που ρυθμίζει την ποιότητα του πόσιμου νερού θέτει την οριακή τιμή της συγκέντρωσης των αλάτων σκληρότητας στο επίπεδο των 7,0 mEq/l. Ενώ ο ΠΟΥ ορίζει αυτόν τον δείκτη στα 2,5 mEq/L, η ΕΟΚ έχει υιοθετήσει ένα πρότυπο 2,9 mEq/L. Έτσι, επιτρέπεται η παροχή πολύ σκληρού νερού ως πόσιμου νερού βρύσης στη Ρωσία, υπερβαίνοντας δύο φορές τις συστάσεις του ΠΟΥ.

Μέθοδοι αποσκλήρυνσης νερού

Θερμικός

Με άλλα λόγια - βράσιμο. Καθώς οι θερμοκρασίες αυξάνονται, το διαλυτό όξινο ανθρακικό ασβέστιο (η πιο κοινή ένωση που προκαλεί σκληρότητα) διασπάται σε αδιάλυτο ανθρακικό ασβέστιο και διοξείδιο του άνθρακα. Το αδιάλυτο μέρος κατακρημνίζεται και το αέριο εξατμίζεται. Το βράσιμο μειώνει εν μέρει τη συγκέντρωση του θειικού ασβεστίου. Θερμική μέθοδοςπιο προσιτό σε συνθήκες διαβίωσης, αλλά όχι το πιο βολικό και έχει χαμηλή απόδοση. Επιπλέον, δεν είναι κατάλληλο για ενώσεις μαγνησίου.

Μεμβράνη

Για να μαλακώσει το νερό με αυτόν τον τρόπο, χρησιμοποιούνται μοριακές μεμβράνες που επιτρέπουν τη διέλευση μόνο σωματιδίων νερού, αφαιρώντας τις περισσότερες από τις ακαθαρσίες (έως και 98%). Έτσι λειτουργούν τα φίλτρα αντίστροφης όσμωσης.

Δεν χρειάζεται να πίνετε μολυσμένο νερό για χάρη κάποιων υποτιθέμενων ευεργετικών αλάτων που περιέχει επίσης. Είναι πολύ καλύτερο να θρέφετε το σώμα σας με τις ίδιες ουσίες, αλλά βρίσκονται σε συνηθισμένα τρόφιμα. Στην πραγματικότητα, η ανθρωπότητα περνάει όλη της τη ζωή παίρνοντας τα από ψωμί, γάλα, κρέας, ψάρι, λαχανικά και φρούτα. Για παράδειγμα, ένα ποτήρι γάλα περιέχει εκατοντάδες φορές περισσότερο ασβέστιο μόνο από ένα ποτήρι νερό βρύσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, εγκαθίσταται ένας μεταλλοποιητής για την προετοιμασία του πόσιμου νερού με αυτόν τον τρόπο.

Χημικό (αντιδραστήριο)

Η ουσία της μεθόδου είναι η μετατροπή των διαλυτών ενώσεων σε αδιάλυτες. Για αυτό, χρησιμοποιούνται διάφορα αντιδραστήρια ανάλογα με την επικράτηση αλάτων του ενός ή του άλλου τύπου στο νερό. Για άλατα ανθρακικού τύπου χρησιμοποιούνται ασβέστης, ενώσεις νατρίου, σόδα και συνθετικές ενώσεις όπως φωσφορικό τρινάτριο. Ως αποτέλεσμα, το νερό μαλακώνει, αλλά λόγω της παρουσίας αντιδραστηρίων δεν μπορεί να καταναλωθεί ως τροφή.

Μαγνητικός

Το νερό επηρεάζεται από την κατεύθυνση μιας σταθεράς μαγνητικό πεδίο. Η διέλευση από ένα μαγνητικό πεδίο αλλάζει τη δομή των αλάτων σκληρότητας. Τα μόρια σταματούν να συνδέονται όταν θερμαίνονται και δεν σχηματίζουν ίζημα και επίσης χαλαρώνουν το στρώμα της υπάρχουσας αλάτων, το οποίο διαλύεται στο νερό. Αυτή η μέθοδος δεν μειώνει τη συγκέντρωση των αλάτων, αλλά αποτρέπει την εναπόθεσή τους ως ίζημα. Για οικιακούς σκοπούς, αυτό το νερό είναι κατάλληλο: σωλήνες, εξοπλισμός αντλίαςκαι τα στοιχεία θέρμανσης θα διαρκέσουν περισσότερο. Το νερό μπορεί να μαλακώσει αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας μαγνήτες μόνο σε μικρούς όγκους και ταχύτητες ροής όχι μεγαλύτερες από 0,5 m/s. Το μαγνητικό μαλακτικό μειώνει επίσης την περιεκτικότητα σε σίδηρο.

Ηλεκτρομαγνητικός

Είναι μια βελτιωμένη έκδοση του μαγνητικού με τη διαφορά ότι τα πλεονάζοντα άλατα όχι μόνο χάνουν την ικανότητα καθίζησης, αλλά απομακρύνονται και μέσω του κάρτερ στην αποχέτευση.

Ανταλλαγή ιόντων

Η ουσία της μεθόδου είναι η αντικατάσταση των ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου με ιόντα νατρίου, οι ενώσεις των οποίων είναι διαλυτές και δεν έχουν αρνητική επίδραση στην υγεία και τον εξοπλισμό.

Τα σύγχρονα συστήματα καθαρισμού του πόσιμου νερού συνδυάζουν συχνά διάφορες μεθόδους, οι οποίες εξαρτώνται από την ανάλυση του νερού από το πηγάδι. Ένας επαγγελματίας επεξεργασίας νερού μπορεί να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε ποιος τύπος μαλακτικού χρειάζεται για την περίπτωσή σας. Για αρτεσιανά πηγάδιαστην περιοχή της Μόσχας, όπου κυριαρχούν τα ανθρακικά, συνιστάται η εγκατάσταση αποσκληρυντών νερού τύπου ανταλλαγής ιόντων.

Δομικά, η συσκευή είναι ένα πλαστικό δοχείο, μέσα στο οποίο χύνεται μια πολυμερής ιονανταλλακτική ρητίνη με τη μορφή κόκκων, ικανών να απελευθερώνουν ιόντα νατρίου και να απορροφούν ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Το νερό που εισέρχεται στον κύλινδρο διέρχεται αργά μέσα από τη ρητίνη στην οποία συμβαίνει η αντίδραση αντικατάστασης. Όταν πέφτει η συγκέντρωση ιόντων νατρίου στη ρητίνη, πρέπει να πραγματοποιηθεί διαδικασία πλύσης και αναγέννησης. Για τους σκοπούς αυτούς, στον κύλινδρο συνδέεται μια δεξαμενή αλατιού, από την οποία παρέχεται διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Η διαδικασία ελέγχεται από μια μονάδα αυτόματου ελέγχου. Κατά το ξέβγαλμα, η παροχή μαλακωμένου νερού διακόπτεται, επομένως η αναγέννηση προγραμματίζεται τη νύχτα. Εάν το νερό συλλέγεται συνεχώς, συνιστάται η τοποθέτηση δύο κυλίνδρων και η έναρξη της αναγέννησης εναλλάξ. Περιοδικά, κατά μέσο όρο κάθε 3-4 χρόνια, η ρητίνη πρέπει να αλλάζεται, αφού ο αριθμός των κύκλων αποκατάστασής της είναι περιορισμένος. Η απόδοση του συστήματος εξαρτάται από τον όγκο φόρτισης στον κύλινδρο.

Το άρθρο ετοιμάστηκε με τη συμμετοχή ειδικών από το τμήμα συστημάτων επεξεργασίας νερού του ιστότοπου

4. Χαρακτηριστικά και ιδιότητες του σκληρού νερού

Οι βάσεις ασθενούς διάστασης περιλαμβάνουν υδροξείδια ασβεστίου και μαγνησίου. Δεδομένου ότι το σκληρό νερό περιέχει ιόντα Ca 2+ και Mg 2+, συμμετέχουν στην αντίδραση υδρόλυσης - αλληλεπίδραση με προϊόντα διάστασης νερού:

Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται περίσσεια ιόντος υδρογόνου στο διάλυμα και το σκληρό νερό «οξινίζεται», το pH (αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης του ιόντος υδρογόνου) μειώνεται σε σύγκριση με το ουδέτερο και γίνεται μικρότερο από 7. Όσο υψηλότερο είναι το ψυκτικό του νερού, τόσο χαμηλότερη είναι η τιμή του pH. Το ανθρακικό οξύ είναι ένα οξύ που διασπάται ασθενώς. Το νερό με ανθρακική σκληρότητα περιέχει ιόντα HCO 3 - και CO 3 2 - και συμμετέχουν στην αντίδραση υδρόλυσης - αλληλεπίδραση με προϊόντα διάστασης νερού:

Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται περίσσεια ιόντος υδροξυλίου στο διάλυμα και το νερό με ανθρακική σκληρότητα γίνεται «αλκαλικό», ενώ το pH αυξάνεται σε σύγκριση με το ουδέτερο και γίνεται μεγαλύτερο από 7. Όσο υψηλότερη είναι η ποιότητα ζωής του νερού, τόσο υψηλότερο είναι το pH αξία.

Συνήθως στο νερό, η ολική και η ανθρακική σκληρότητα εμφανίζονται ταυτόχρονα, αλλά δεν είναι πάντα ίσες μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, το pH αυτού του νερού θα είναι υψηλότερο ή χαμηλότερο από 7, ανάλογα με την αναλογία ανθρακικού και ολικής σκληρότητας.

Σημαντικό χαρακτηριστικόΤο νερό είναι η λεγόμενη «αλκαλικότητα», η οποία νοείται ως η ποσότητα οξέος που μπορεί να εξουδετερώσει όλα τα ανιόντα που δίνουν στο νερό αλκαλικότητα. Στην πράξη, η αλκαλικότητα συμπίπτει με την ανθρακική σκληρότητα, γιατί Ως αποτέλεσμα της χημικής αντίδρασης ανθρακικών και διττανθρακικών με οξύ, σχηματίζεται ανθρακικό οξύ, το οποίο αποσυντίθεται εύκολα σε νερό και πτητικό CO 2.

Το νερό είναι πάντα σε επαφή με τον αέρα. Ο αέρας περιέχει πάντα CO 2 (κατά μέσο όρο 0,046% κ.β.), το οποίο μπορεί να διαλυθεί στο νερό, μετατοπίζοντας την ισορροπία της αντίδρασης (6) προς τα αριστερά και περαιτέρω κατά μήκος της αλυσίδας, μετατοπίζοντας την ισορροπία των αντιδράσεων (5), (4) και (3) προς τα αριστερά. Ως αποτέλεσμα, το νερό μέσα ανοιχτά νερά, τα δοχεία που διαρρέουν ή οι πύργοι ψύξης μπορούν να μειώσουν το pH στο 6,3 λόγω της διάλυσης του CO 2. Ταυτόχρονα όμως δεν αγνοούνται οι αντιδράσεις (3) και (4) - αντιδράσεις υδρόλυσης ιόντων που δημιουργούν ολική και ανθρακική σκληρότητα. Φυσικά, εξαιτίας αυτού, η διάλυση του CO 2 στο σκληρό νερό θα συμβεί διαφορετικά από ότι στο απεσταγμένο νερό.

Όταν ο αέρας έρθει σε επαφή με το CO 2, η ισορροπία του συστήματος «νερό με ψυκτικό και ψυκτικό» θα είναι πολύ ασταθής και θα μεταβάλλεται συνεχώς ανάλογα με τη συγκέντρωση του CO 2 πάνω από το διάλυμα, τη διαλυτότητα του CO 2 σε ένα δεδομένο σύστημα πολλαπλών συστατικών , συγκέντρωση ιόντων, συνθήκες κρυστάλλωσης ελαφρώς διαλυτών αλάτων και, φυσικά, ανάλογα με τη θερμοκρασία, ως ένας από τους κύριους παράγοντες που καθορίζουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων. Όλα αυτά θα οφείλονται σε μια συνεχή μετατόπιση της κατεύθυνσης των χημικών αντιδράσεων, όπως αναφέρεται στην πρώτη παράγραφο της ενότητας 3.2.

4.1. Ρυθμιστικό διάλυμα σκληρού νερού

Η εξαιρετική κινητικότητα του συστήματος, που είναι νερό με ολική και ανθρακική σκληρότητα, η ικανότητά του να αλλάζει συνεχώς την ποσοτική σύσταση των συστατικών του ανάλογα με τις συνθήκες, παραδόξως, του δίνει σημαντική αδράνεια σε σχέση με το pH. Στη χημεία, μια τέτοια αδράνεια ονομάζεται buffering. Με τον όρο ρυθμιστικό εννοούμε την ικανότητα του σκληρού νερού να αλλάζει την τιμή του pH σε ένα αρκετά στενό εύρος με σημαντική αλλαγή στη συγκέντρωση ψυκτικού και ψυκτικού. Το pH ενός ρυθμιστικού διαλύματος μπορεί να εκφραστεί με την εξίσωση

όπου pK είναι ο αρνητικός λογάριθμος της σταθεράς διάστασης του νερού και είναι οι συγκεντρώσεις ισορροπίας του ιόντος υδροξυλίου και του πρωτονίου. Στην περίπτωση απεσταγμένου νερού, όπως περιγράφεται στην ενότητα 3.1., = = 10 -7 και, κατά συνέπεια, log1 = 0, και pH = pK = 7. Στην περίπτωση ρυθμιστικού διαλύματος ανθρακικού-διττανθρακικού, λαμβάνοντας υπόψη την ταυτόχρονη εμφάνιση των ακόλουθων διεργασιών αποσύνδεσης,

πρέπει να γραφτεί:

Ας θυμηθούμε ότι οι τιμές pK και, κατά συνέπεια, το pH εξαρτώνται σημαντικά από τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση άλλων ιόντων.

Με αναλογία: στην περιοχή 1:100-100:1, το ρυθμιστικό διάλυμα διττανθρακικών εξασφαλίζει αλλαγές στο pH του διαλύματος στην περιοχή από 4,37-8,37. Ομοίως, με αναλογία: στην περιοχή 1:100-100:1, το ανθρακικό ρυθμιστικό εξασφαλίζει αλλαγή στο pH του διαλύματος στην περιοχή 8,25-12,25. Η διαλυτότητα του CO 2 σε σκληρό νερό στην περιοχή pH = 6-8,5 προσδιορίζεται, μεταξύ άλλων, από την τιμή της ανθρακικής σκληρότητας (CH) και μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας μια εξίσωση προσέγγισης με σφάλμα s = ±0,02 mEq/ μεγάλο:

Συντελεστής πολλαπλής συσχέτισης R2 = 0,9906.

Η εξίσωση δείχνει ότι η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνεται γραμμικά με την αύξηση της QOL. Αυτό σημαίνει ότι το σκληρό και πολύ σκληρό νερό, όταν ψύχεται σε έναν πύργο ψύξης, απορροφά αρκετά εντατικά το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα, το οποίο στη συνέχεια οδηγεί σε εναποθέσεις ανθρακικού ασβεστίου στις επιφάνειες ανταλλαγής θερμότητας. Και η επαναφόρτιση του πύργου ψύξης (αναπλήρωση των απωλειών νερού λόγω εξάτμισης) και η συνεχής επαφή με τον αέρα είναι μια ατελείωτη πηγή σχηματισμού ανθρακικών αλάτων. Μια λογική τεχνική λύση σε αυτή την περίπτωση θα μπορούσε να είναι ο καθαρισμός του νερού συμπλήρωσης από Ca 2+ και Mg 2+ (μείωση ψυκτικού μέσου).

5. Μέθοδοι και εγκαταστάσεις για τη μείωση της σκληρότητας του νερού

Όπως προκύπτει από τα παραπάνω, το φυσικό και φιλικό προς το περιβάλλον νερό πρέπει να έχει κάποια σκληρότητα. Δεν είναι τυχαίο ότι το πόσιμο νερό που πληροί τα πρότυπα για την περιεκτικότητα σε ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου μπορεί να ταξινομηθεί ως σκληρό. κύριος λόγοςγιατί δίνεται τόση προσοχή στο σκληρό νερό, η μείωση της σκληρότητας, η αποσκλήρυνση, έγκειται στην ικανότητα υδροξειδίων, ανθρακικών και διττανθρακικών αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου, διπλά άλατα αυτών των μετάλλων να σχηματίζουν κακώς διαλυτές ενώσεις που εναποτίθενται σε επιφάνειες ανταλλαγής θερμότητας, στα τοιχώματα του εξοπλισμός επεξεργασίας και σωληνώσεις και απενεργοποιήστε τις αντλίες έγχυσης. Αποδεικνύεται ότι το αποσκλήρυνση του νερού και, στην περίπτωση των λεβήτων υψηλής πίεσης, η απομετάλλωση του, είναι πολύ φθηνότερο από:

• εκτελείτε τακτικό καθαρισμό ή αντικατάσταση του εξοπλισμού.
• έχουν σταθερή υπερβολική κατανάλωση καυσίμου για την παραγωγή ζεστό νερό, θερμότητα, ατμός?
• ρυπαίνουν το περιβάλλον με προϊόντα καύσης καυσίμων, και ιδιαίτερα CO2, που δημιουργεί στον πλανήτη Γη Το φαινόμενο του θερμοκηπίου, χάρη στην οποία ο πλανήτης μας πλησιάζει ραγδαία την κατάσταση του άψυχου πλανήτη Αφροδίτης.

Οι ιδιότητες των αλάτων που προκαλούν τη σκληρότητα του νερού οδηγούν φυσικά σε μεθόδους αποσκλήρυνσης, λύσεις υλικού και τεχνολογικά σχήματα.

5.1. Αποσκλήρυνση με ιαματικό νερό

Η διαλυτότητα των ελάχιστα διαλυτών αλάτων σκληρότητας μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας του διαλύματος. Πριν από περίπου τριάντα χρόνια, ο συγγραφέας αυτού του άρθρου, ενώ συνέταξε κριτικές για διπλώματα ευρεσιτεχνίας, βρήκε αρκετές πατέντες στις οποίες προτάθηκε η θέρμανση του σκληρού νερού, η κρυστάλλωση (κατακρήμνιση) αλάτων σκληρότητας και η χρήση του νερού που έχει μαλακώσει με αυτόν τον τρόπο. τεχνολογική διαδικασία. Πράγματι, θερμαίνοντας πολύ σκληρό νερό στους 120-200°C, για παράδειγμα, με συνολική σκληρότητα 17 mEq/l, και αναγκάζοντας το ανθρακικό ασβέστιο να καταβυθιστεί, μπορείτε να μειώσετε τόσο το ανθρακικό όσο και τη συνολική σκληρότητα κατά 620-3700 φορές. Τεχνικά και οικονομικά προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν:

• φθηνή θερμότητα?
• ταχεία κρυστάλλωση ανθρακικού ασβεστίου, κατά προτίμηση σε χύμα διάλυμα.
• διήθηση ιζημάτων;
• καθαρισμός των επιφανειών του εξοπλισμού για αποσκλήρυνση ιαματικών υδάτων από ανθρακικό ασβέστιο.

5.2. Χημική αποσκλήρυνση νερού

Στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, το νερό που γεμίζει το δίκτυο θέρμανσης και χρησιμεύει ως ψυκτικό υγρό μαλακώνει σε περιεκτικότητα σε άλατα σκληρότητας 1,1-1,5 mEq/l. Οι δύο πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι χημικής αποσκλήρυνσης είναι ο ασβέστης και ο ασβέστης-σόδα. Άλλες μέθοδοι αποσκλήρυνσης που περιγράφονται στη βιβλιογραφία χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο συχνά.

Η ουσία των μεθόδων χημικού καθαρισμού είναι η μετατροπή των ιόντων Ca 2+ και Mg 2+ σε ενώσεις με περιορισμένη διαλυτότητα: ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3 και υδροξείδιο μαγνησίου Mg(OH) 2. Τα κριτήρια για την επιλογή μιας συγκεκριμένης μεθόδου καθαρισμού διαλύματος είναι η γενική σκληρότητα του ακατέργαστου (μη μαλακωμένου) νερού, το κόστος και η διαθεσιμότητα των αντιδραστηρίων καθίζησης και η δυνατότητα χρήσης πηκτικών ή κροκιδωτών.

Μέθοδος ασβέστη(καθαρισμός με εναιώρημα υδροξειδίου του ασβεστίου, γάλα ασβέστη) χρησιμοποιείται για να μαλακώσει το «μάλλον σκληρό» νερό (βλ. Πίνακα 1) και περιλαμβάνει το σχηματισμό υδροξειδίου του μαγνησίου σύμφωνα με τη χημική αντίδραση:

Mg 2+ + 2OH - = Mg(OH)2↓. (5)

Το σύμβολο ↓ υποδηλώνει ότι η ένωση κατακρημνίζεται. Σε αυτή την περίπτωση, ο σχηματισμός ανθρακικού ασβεστίου με επακόλουθη κρυστάλλωση είναι δυνατός παρουσία ανθρακικής σκληρότητας. Με ένα προϊόν σταθερής διαλυτότητας λόγω μετατόπισης της ισορροπίας σύμφωνα με την εξίσωση (5), η περίσσεια ποσότητα ιόντων ασβεστίου που παρέχεται με το γάλα ασβέστη οδηγεί στην κρυστάλλωση του ανθρακικού ασβεστίου

Ca 2 + + CO 3 2- = CaCO 3 ↓. (6)

Υπάρχει ένα παράδοξο κρυμμένο στη μέθοδο: το γάλα ασβέστη παρέχει σκληρό νερό με ιόν υδροξειδίου, το οποίο καθιζάνει μαγνήσιο. Σε αυτή την περίπτωση, μια επιπλέον ποσότητα ιόντος ασβεστίου προστίθεται στο νερό, η οποία καθιζάνει το ανθρακικό ιόν, αλλά μολύνει το νερό με ασβέστιο σε περίπτωση υπερβολικής δόσης. Η δοσολογία του γάλακτος λάιμ γίνεται πρόβλημα γιατί... εξαρτάται από την ποιότητα ζωής του νερού της πηγής (μεταβλητή τιμή ανάλογα με το ισοζύγιο διοξειδίου του άνθρακα) και από το ψυκτικό του. Η υπερβολική δόση γάλακτος λάιμ οδηγεί στις ίδιες συνέπειες με την έλλειψη.

Η μέθοδος ασβέστη-σόδας χρησιμοποιείται για να μαλακώσει το «σκληρό» και το «πολύ σκληρό» νερό (βλ. Πίνακας 1~8~), όταν η συνολική σκληρότητα υπερβαίνει σημαντικά την ανθρακική. Σε αυτή τη μέθοδο καθαρισμού, το υδροξείδιο του μαγνησίου και το ανθρακικό ασβέστιο σχηματίζονται σύμφωνα με τις ίδιες μοριακές εξισώσεις ιόντων (5) και (6). Αυτή η μέθοδος σας επιτρέπει να καθαρίσετε βαθύτερα το διάλυμα από ασβέστιο και μαγνήσιο, αλλά ταυτόχρονα σας αναγκάζει να ξοδέψετε ακριβή ανθρακική σόδα για να καθαρίσετε το ασβέστιο που προστίθεται στο διάλυμα μαζί με το γάλα ασβέστη.

Η πολυπλοκότητα του προβλήματος που επιλύεται - χημική μαλάκυνση ενός φυσικού διαλύματος από ρύπους - έγκειται στο γεγονός ότι πρόκειται για μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων, σε κάθε στάδιο της οποίας συμβαίνουν τόσες αντιδράσεις (διαδικασίες) όσες είναι οι προσμείξεις στην αρχική λύση . Και ακόμη περισσότερο. Φυσικά, όλες οι διαδικασίες, αν και ξεκινούν ανεξάρτητα, είναι εντούτοις αλληλένδετες. Επιπλέον, κάθε αντίδραση, κάθε διεργασία έχει το δικό της ρυθμό εμφάνισης και τη δική της εξάρτηση από τη θερμοκρασία. Αν προσθέσουμε σε αυτό ότι όλες οι πληροφορίες σχετικά με τη διαλυτότητα, την επίδραση της θερμοκρασίας, τις σταθερές αντίδρασης κ.λπ., που δίνονται στα βιβλία αναφοράς, ελήφθησαν υπό συνθήκες ισορροπίας και συστήματα που αποτελούνται, κατά κανόνα, μόνο από δύο συστατικά - έναν διαλύτη και ένα διαλυμένο ουσία, αλλά στην πράξη είναι απαραίτητο Όταν ασχολούμαστε με διαδικασίες βασικά μη ισορροπίας και διαλύματα πολλαπλών συστατικών, μια ακριβής περιγραφή και υπολογισμός της χημικής αποσκλήρυνσης του νερού φαίνεται κατ' αρχήν αδύνατη.

Ας απαριθμήσουμε τα στάδια της χημικής αποσκλήρυνσης του νερού και τις διεργασίες που συμβαίνουν σε κάθε στάδιο.

Προσθήκη κατακρημνιστικών παραγόντων σε σκανδαλισμούς σκληρού νερού χημικές αντιδράσεις(5) και (6). Ο σχηματισμός νέων ουσιών στο σύστημα - υδροξείδιο του μαγνησίου και ανθρακικό ασβέστιο - δημιουργεί υπερκορεσμό αυτών των ουσιών, ενεργοποιεί τις διαδικασίες πυρήνωσης νέων φάσεων (κρυσταλλικό υδροξείδιο του μαγνησίου, ανθρακικό ασβέστιο) και την ανάπτυξη των κρυστάλλων που προκύπτουν, δηλ. διαδικασίες κρυστάλλωσης. Εάν προστεθεί ένα πηκτικό - άλατα σιδήρου ή αλουμινίου - στο διάλυμα, εμφανίζονται οι διαδικασίες οξείδωσης δισθενούς σιδήρου σε τρισθενή σίδηρο, υδρόλυση ιόντων με σχηματισμό υδροξειδίων σιδήρου ή αργιλίου και η κρυστάλλωσή τους.

Μόλις εμφανιστεί μια στερεή επιφάνεια, άμορφη ή κρυσταλλική, προσροφούνται πάνω της ιόντα, μόρια νερού και ακαθαρσίες που περιέχονται στο διάλυμα. Σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό διπλό στρώμα. Το πρόσημο και το μέγεθος του ηλεκτρικού διπλού στρώματος καθορίζεται από την ενέργεια της ελεύθερης επιφάνειας της επιφάνειας ενός συγκεκριμένου σωματιδίου, τη σύνθεση του περιβάλλοντός του, τη συγκέντρωση και τη συγγένεια ιόντων και μορίων για μια δεδομένη επιφάνεια.

Το ηλεκτρικό διπλό στρώμα είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από τη διαδικασία πήξης. Η πήξη οδηγεί στη συγκόλληση μεταξύ τους ανόμοιων σωματιδίων σε μεγάλα συσσωματώματα - κροκίδες. Μετά από αυτό, το εναιώρημα που αποτελείται από κροκίδες είναι έτοιμο για διαχωρισμό σε στερεά και υγρή φάση, ο οποίος πραγματοποιείται σε βαρυτικό πεδίο με καθίζηση - διαύγαση.

Κάθε μία από αυτές τις διεργασίες συμβαίνει με τη δική της ταχύτητα και αντιδρά στη θερμοκρασία με τον δικό της τρόπο. Όλες οι παραπάνω διαδικασίες ξεκινούν ανεξάρτητα, αλλά συνδέονται μεταξύ τους μέσω της συγκέντρωσης μεμονωμένων συστατικών, μέσω των ισορροπιών εισοδήματος και κατανάλωσης και μεταφοράς θερμότητας και μάζας. Ως αποτέλεσμα, ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες στον έλεγχο του συστήματος είναι η υδροδυναμική—η ένταση της ανάμειξης των συστατικών. Συνήθως, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί (και οι πυρηνικοί σταθμοί επίσης) χρησιμοποιούν ένα τεχνολογικό σχέδιο για τη χημική αποσκλήρυνση του νερού, στο οποίο όλες οι προαναφερθείσες πολυάριθμες και διασυνδεδεμένες διεργασίες πραγματοποιούνται στο κάτω μέρος του διαυγαστήρα - μια συσκευή σχεδιασμένη για βαρυτική διαχωρισμός στερεών και υγρών φάσεων. Φυσικά, μια τέτοια τεχνική λύση περιπλέκει πολύ το έργο του προσωπικού παραγωγής στη διαχείριση της διαδικασίας αποσκλήρυνσης.

Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει ένα διάγραμμα μιας χημικής εγκατάστασης αποσκλήρυνσης νερού που αναπτύχθηκε από τον συγγραφέα αυτού του άρθρου, μια πιλοτική δοκιμή της οποίας πραγματοποιήθηκε στο θερμοηλεκτρικό σταθμό Kremenchug. Η ανάπτυξη έκανε μια προσπάθεια διαχωρισμού, όσο το δυνατόν περισσότερο, των επιμέρους διεργασιών που συμβαίνουν κατά τη χημική αποσκλήρυνση του νερού αφαιρώντας τες από το κάτω μέρος του διαυγαστήρα και μεταφέροντάς τες σε έναν καταρράκτη αντιδραστήρων στατικής ανάμειξης. Η ανάπτυξη χρησιμοποίησε ορισμένες τεχνικές λύσεις που χρησιμοποιούνται στη Δύση χημική βιομηχανίακαι σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς. Για παράδειγμα, ο σχεδιασμός ενός διαυγαστήρα, ο οποίος προμηθεύτηκε στην αγορά από τη γαλλική εταιρεία DEGREMONT και την ανώνυμη εταιρεία ENSO-Gutzeit (Φινλανδία) στη δεκαετία του '80 του εικοστού αιώνα.

Το νερό που εισέρχεται στη χημική αποσκλήρυνση χωρίς προκαταρκτική απαέρωση (οι αντλίες μπορούν να ρουφήξουν αέρα) διέρχεται μέσω ενός μαγνητοϋδροδυναμικού (MHD) συντονιστή 6, ενός καταρράκτη αντιδραστήρων 7, σε καθέναν από τους οποίους παρέχεται μια ορισμένη ποσότητα αντιδραστηρίου καθίζησης, μια ορισμένη ένταση ανάμειξης και χρόνος παραμονής της προκύπτουσας αναστολής εξασφαλίζονται. Φυσικά, ένα ισχυρά όξινο πηκτικό - θειικός σίδηρος - παρέχεται στον τελευταίο αντιδραστήρα-μίκτη κατά τη ροή του υγρού. Αυτό αποτρέπει τη σπατάλη γάλακτος λάιμ και αυξάνει την ακρίβεια της δοσολογίας του πηκτικού. Ως αποτέλεσμα, αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να επιτευχθεί εξοικονόμηση στα αντιδραστήρια καθίζησης.

Το προκύπτον εναιώρημα, μαζί με τον αέρα, εισέρχεται μέσω της αντλίας εκτόξευσης 3 στον θάλαμο διαχωρισμού αέρα και ωρίμανσης κροκίδωσης 4, ο οποίος είναι ενσωματωμένος στον διαυγαστήρα 2. Ο αέρας διαχωρίζεται και απομακρύνεται μέσω του διαχωριστή αέρα 1. Οι ροές στην ωρίμανση του κροκιδώματος Ο θάλαμος κατευθύνεται έτσι ώστε τα μικρά σωματίδια, κατ' αρχήν, να μην μπορούν να φτάσουν στον διαυγαστήρα αποστράγγισης. Μεγάλες κροκίδες που συσσωρεύονται στο κάτω μέρος του θαλάμου ωρίμανσης δημιουργούν ένα φίλτρο λάσπης, αναπτύσσονται σε βάρος μικρών σωματιδίων και απομακρύνονται καθώς γίνονται μεγαλύτερα υπό την επίδραση της βαρύτητας στο κάτω μέρος του διαυγαστήρα. Η συσσωρευμένη ιλύς απορρίπτεται μέσω της βαρύτητας στη δεξαμενή αποθήκευσης ιλύος. Το μαλακωμένο νερό, αφού έχει φιλτραριστεί μέσα από ένα στρώμα μεγάλων κροκίδων στο κάτω μέρος του διαυγαστήρα, ανεβαίνει στην υπερχείλιση στο πάνω μέρος του και στη συνέχεια εισέρχεται στη συλλογή του διαυγασμένου και μαλακωμένου νερού.

Αυτή η τεχνολογία καθιστά δυνατό τον διπλασιασμό της παραγωγικότητας του διαυγαστήρα, τη μείωση της κατανάλωσης αντιδραστηρίων, τη βελτίωση της ποιότητας καθαρισμού και τη μείωση του όγκου των υγρών αποβλήτων που απομακρύνονται από το χημικό κατάστημα των θερμοηλεκτρικών σταθμών με τη μορφή λάσπης. Αλλά χωρίς ένα MHD Resonator στην αρχή της διαδικασίας, η λειτουργία αυτού του τεχνολογικού σχήματος είναι αδύνατη: το κρυσταλλικό ανθρακικό ασβέστιο θα εναποτεθεί στα τοιχώματα των αντιδραστήρων στατικής ανάμειξης και των αγωγών, αυξάνοντας την υδραυλική τους αντίσταση και περιπλέκοντας τη λειτουργία.

Εάν αφαιρέσουμε από αυτό το σχήμα τον αντηχείο MHD, τον καταρράκτη των στατικών αναμεικτών αντιδραστήρων και την εσωτερική «γέμιση» του διαυγαστήρα, τότε θα επιστρέψουμε στο παραδοσιακό σχήμα χημικής αποσκλήρυνσης του νερού, που χρησιμοποιείται σε όλους τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς και τους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής στο της Σοβιετικής Ένωσης και των χωρών της ΚΑΚ.

5.3. Επεξεργασία νερού χωρίς αντιδραστήρια

Η επεξεργασία νερού χωρίς αντιδραστήρια ή η μαγνητική επεξεργασία νερού ή ο μαγνητοϋδροδυναμικός συντονισμός, είναι γνωστή από το 1936. Αυτή η μέθοδος αποτροπής εναποθέσεων αλάτων σε επιφάνειες ανταλλαγής θερμότητας χωρίς θέρμανση δεν μαλακώνει το νερό με την έννοια ότι δεν μειώνει το ανθρακικό και τη γενική σκληρότητά του .

Επειδή όμως η αποσκλήρυνση του νερού δεν είναι αυτοσκοπός και η μέθοδος συντονισμού MHD επιλύει το κύριο έργο της αποσκλήρυνσης - την πρόληψη των εναποθέσεων ανθρακικού - δεν πρέπει να το ξεχνάμε. Τα κύρια πλεονεκτήματά του έναντι των γνωστών μεθόδων αποσκλήρυνσης του νερού είναι το χαμηλό κόστος και η ευκολία λειτουργίας του. Το αντηχείο MHD χρειάζεται μόνο να τοποθετηθεί και να διαμορφωθεί. Δεν απαιτεί κανένα λειτουργικό κόστος.

Ο μηχανισμός για την αποτροπή σχηματισμού αλάτων σε επιφάνειες ανταλλαγής θερμότητας χρησιμοποιώντας μαγνητική επεξεργασία —μαγνητοϋδροδυναμικός συντονισμός— μειώνει στην έναρξη μιας δομικής αναδιάταξης στο νερό, μια μετάβαση φάσης δεύτερης τάξης (PT2). Ως αποτέλεσμα, το ανθρακικό ασβέστιο, το οποίο συνήθως κρυσταλλώνεται στον ασβεστίτη κρυσταλλογραφικής τροποποίησης, αρχίζει να κρυσταλλώνεται στον τροποποιημένο αραγωνίτη. Ο αραγονίτης δεν εναποτίθεται σε επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας. Επιπλέον, εάν οι εναποθέσεις ασβεστίτη πλυθούν με «μαγνητισμένο νερό», μετατρέπεται σε αραγωνίτη, οι εναποθέσεις χαλαρώνουν, ξεφλουδίζονται από την επιφάνεια και παρασύρονται από τη ροή του νερού.

5.4. Βαθύ μαλάκωμα με ανταλλαγή ιόντων

Σε πολλά βιομηχανικά λεβητοστάσια, η αποσκλήρυνση του νερού σύμφωνα με τα πρότυπα που απαιτούνται για το νερό του συστήματος θέρμανσης αποδεικνύεται ανεπαρκής εάν το νερό χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία λεβήτων υψηλής πίεσης που λειτουργούν σε πιέσεις πάνω από 70x105 Pa = 70 atm. Ας θυμηθούμε ότι αυτό αντιστοιχεί σε θερμοκρασίες βρασμού νερού πάνω από 285°C. Σε αυτή την περίπτωση, το νερό απιονίζεται - υποβάλλεται σε βαθιά αποσκλήρυνση, αφαιρώντας όχι μόνο το ψυκτικό και το ψυκτικό, αλλά και ένα σημαντικό μέρος των ακαθαρσιών. Η ανταλλαγή ιόντων πολλαπλών σταδίων που βασίζεται στη χρήση συνθετικών οργανικών ρητινών ανταλλαγής κατιόντων και ρητινών ανταλλαγής ανιόντων έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως από καιρό για αυτούς τους σκοπούς. Ανάλογα με τους ρύπους που συνοδεύουν το νερό και την επιθυμητή ποιότητα καθαρού νερού, χρησιμοποιούνται ρητίνες ανταλλαγής ιόντων διαφόρων τύπων και σε διαφορετικούς συνδυασμούς.

5.4.1. Γενική κατανόηση των ρητινών ανταλλαγής ιόντων

Η βιομηχανική αφαλάτωση κατέστη δυνατή μόνο με την ανάπτυξη της μαζικής παραγωγής συνθετικών ρητινών και τη διαθεσιμότητα μιας ευρείας σειράς ρητινών ανταλλαγής ιόντων προς πώληση.

Χρησιμοποιούνται ευρέως πριν από 40-50 χρόνια, οι ιοντοανταλλακτικοί ροφητές - οι ιονίτες - είναι στερεές, αδιάλυτες ουσίες που διογκώνονται σε περιορισμένο βαθμό στο νερό. Αυτά τα υλικά ανταλλαγής ιόντων βασίζονται σε ένα πλαίσιο (μήτρα), το οποίο φέρει θετικό ή αρνητικό φορτίο, και ένα κινητό αντίθετο ιόν, το φορτίο του οποίου αντισταθμίζει το φορτίο του πλαισίου. Αυτό το κινητό αντίθετο ιόν είναι ακριβώς ικανό να εξάγει ένα ιόν του ίδιου φορτίου από το διάλυμα και να ανταλλάσσει με αυτό. Με βάση το πρόσημο του φορτίου των ιόντων ανταλλαγής, οι ιονανταλλάκτες χωρίζονται σε κατιονανταλλάκτες, ανιονανταλλάκτες και αμφολύτες. Σύμφωνα με τη χημική φύση του πλαισίου - ανόργανο, οργανικό και ορυκτό-οργανικό. Οι εναλλάκτες ιόντων μπορεί να είναι φυσικοί (για παράδειγμα, ζεόλιθοι, κυτταρίνη, ξύλο, τύρφη) και συνθετικοί (πυριτική γέλη, γέλη αλουμινίου, σουλφονωμένος άνθρακας). Οι συνθετικές ιονανταλλακτική ρητίνες και τα πολυμερή ανταλλαγής ιόντων θα πρέπει να αναγνωριστούν ως τα πιο σημαντικά στην τεχνολογία της αποσκλήρυνσης βαθέων υδάτων τις τελευταίες δεκαετίες. Οι ρητίνες ανταλλαγής ιόντων μπορεί να είναι ισχυρά, μέτρια και ασθενώς όξινες, καθώς και ισχυρά, μέτρια και ασθενώς βασικές.

Οι ιοντοανταλλακτες ροφητές, που αναγεννώνται από θειικό οξύ και ανταλλάσσονται με κατιόντα του διαλύματος, ανήκουν σε ισχυρά όξινες κατιονανταλλακτική ρητίνες. Μια ανιονική ρητίνη με ισχυρή συγγένεια για τα ανιόντα ανθρακικού οξέος και πυριτικού οξέος συνήθως ονομάζεται ρητίνη ανταλλαγής ανιόντων ισχυρής βάσης.

Η βιομηχανία παράγει ποικιλίες ισχυρά βασικών ρητινών ανταλλαγής ανιόντων με υψηλή συγγένεια για τα ανιόντα ισχυρών οξέων: θειικά (SO 4 2 -), χλωρίδια (Cl -), νιτρικά (NO 3 -), φωσφορικά (PO 4 3-) και σύντομα. Ονομάζονται ασθενώς βασικές ρητίνες ανταλλαγής ανιόντων.

Οι αδύναμες βασικές ρητίνες δεν αφαιρούν ανιόντα ανθρακικών και πυριτικών οξέων, γιατί Οι ισχυρές ρητίνες βάσης μπορούν να το κάνουν αυτό. Και η εξήγηση για αυτό πρέπει να αναζητηθεί στην ενότητα 3.2. αυτό το άρθρο. Γεγονός είναι ότι το ανθρακικό και το πυριτικό οξύ είναι ουσίες πολύ ασθενούς διάσπασης. Η συγγένειά τους για το πρωτόνιο (H +) είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι για την οργανική μήτρα της ρητίνης ανταλλαγής ανιόντων. Επομένως, τέτοιοι εναλλάκτες ανιόντων δεν χρησιμοποιούνται μεμονωμένα για την παραγωγή βαθιάς μαλακωμένου νερού για λέβητες υψηλής πίεσης. Για την αναγέννηση ασθενώς βασικών ρητινών χρησιμοποιείται καυστικό μικρότερης συγκέντρωσης. Αυτό τους επιτρέπει να αναγεννηθούν μαζί με ισχυρές βασικές ρητίνες για να αυξηθεί η απόδοση του εξοπλισμού ανταλλαγής ανιόντων. Η ρητίνη ασθενούς βάσης φορτώνεται πάντα στο δοχείο τελευταία: στο κάτω μέρος - ένας εναλλάκτης ανιόντων ισχυρής βάσης, πάνω από αυτόν - ένας εναλλάκτης ασθενούς βάσης.

Τοποθετώντας μια ρητίνη αδύναμης βάσης πάνω από το στρώμα ανταλλαγής ανιόντων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ικανότητα ανταλλαγής ιόντων και να είστε βέβαιοι ότι η ισχυρή ρητίνη βάσης θα αφαιρέσει ανιόντα ανθρακικού και πυριτικού οξέος.

Στο τεχνολογικό σχήμα της βαθιάς αποσκλήρυνσης, τα δοχεία με εναλλάκτη κατιόντων και εναλλάκτη ανιόντων συνδέονται με αγωγό έτσι ώστε η ροή από τη συσκευή ανταλλαγής κατιόντων να εισέρχεται στην κορυφή της συσκευής ανταλλαγής ανιόντων και η έξοδος από τη συσκευή ανταλλαγής ανιόντων να κατευθύνεται σε δοχείο μαλακωμένου νερού ή σε λεπτή συσκευή καθαρισμού.

Στο Σχ. Το Σχήμα 2 δείχνει ένα διάγραμμα ενός φυτού για βαθιά αποσκλήρυνση (απομεταλλοποίηση) του νερού.

5.4.2. Ισχυρός εναλλάκτης κατιόντων οξέος

Ο ισχυρός εναλλάκτης κατιόντων οξέος αναγεννάται με θειικό οξύ (μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε υδροχλωρικό οξύ, αλλά η τελική επιλογή υπαγορεύεται από την τιμή). Όταν το σκληρό νερό διέρχεται από μια συσκευή γεμάτη με ισχυρά όξινη ρητίνη κατιόντων, το ιόν υδρογόνου - πρωτόνιο, το οποίο είναι ένα κινητό αντίθετο ιόν σε αυτόν τον τύπο ρητίνης, αντικαθίσταται από Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+ ή Fe 3+ και άλλα κατιόντα που μπορεί να υπάρχουν στο νερό. Τα ανιόντα που υπάρχουν στο νερό που μαλακώνει δεν ανταλλάσσονται με αυτόν τον τύπο ρητίνης και παραμένουν σε διάλυμα. Ένα πρωτόνιο (H +), που εισέρχεται στο νερό, του δίνει μια όξινη αντίδραση (βλ. ενότητα 3.1.), φτάνοντας τις μονάδες pH 2,0-3,0. Επομένως, η συσκευή γεμάτη με έναν ισχυρό εναλλάκτη κατιόντων οξέος, ο αγωγός σύνδεσης, τα δοχεία και οι βαλβίδες διακοπής είναι κομμένα, δηλ. καλυμμένο με αντιδιαβρωτικό ελαστικό στρώμα.

Δύο παράγοντες παίζουν ρόλο στις μεταβολικές διεργασίες:

• τη συγκέντρωση του ανταλλασσόμενου ιόντος, τόσο στην πλευρά του διαλύματος όσο και στην πλευρά της ρητίνης·
• την ικανότητα ανταλλαγής ενός ιόντος που υπάρχει στο νερό που μαλακώνει.

Με βάση την ικανότητά τους να ανταλλάσσουν με έναν ισχυρά όξινο εναλλάκτη κατιόντων, τα κατιόντα μπορούν να διαταχθούν στην ακόλουθη σειρά: 1. υδρογόνο. 2. ασβέστιο; 3. μαγνήσιο; 4. κάλιο; 5. νάτριο.

Κατ 'αρχήν, μπορεί να φανεί ένα σχέδιο - όσο μεγαλύτερη είναι η ακτίνα του ιόντος, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητά του να ανταλλάσσει με το πρωτόνιο της ρητίνης. Εάν τα παραπάνω ιόντα υπάρχουν ταυτόχρονα στο σκληρό νερό σε ίσες συγκεντρώσεις, τότε πρώτα από όλα, το Ca 2+ θα αρχίσει να ανταλλάσσεται με το κινητό αντίθετο ιόν H + του πρόσφατα αναγεννημένου ισχυρού εναλλάκτη κατιόντων και κάθε ιόν ασβεστίου θα αντικαταστήσει δύο ιόντα υδρογόνου στο ο εναλλάκτης κατιόντων. Εάν η συγκέντρωση του Ca 2+ μειωθεί σε ένα ορισμένο όριο, θα έρθει η σειρά του Mg 2+ και για κάποιο χρονικό διάστημα και τα δύο αυτά ιόντα θα ανταλλάσσονται με το πρωτόνιο της ρητίνης επί ίσοις όροις.

Συνήθως, οι συσκευές ανταλλαγής ιόντων είναι ένας κατακόρυφος κύλινδρος γεμάτος με ρητίνη. Παρέχεται νερό για αποσκλήρυνση πάνω μέροςσυσκευή, πλένοντας τα στρώματα ρητίνης και σταδιακά απελευθερώνοντας τον εαυτό τους από ιόντα σκληρότητας. Εάν παίρναμε δείγματα νερού κατά μήκος του ύψους «από πάνω προς τα κάτω» μιας συσκευής ανταλλαγής ιόντων γεμάτη με έναν ισχυρά όξινο εναλλάκτη κατιόντων, τότε θα παρατηρούσαμε μια σταδιακή μείωση της συγκέντρωσης Ca 2+ στο νερό, στη συνέχεια Mg 2+ και ούτω καθεξής σύμφωνα με την παραπάνω σειρά. Αλλά ταυτόχρονα, η οξύτητα στο διάλυμα θα αυξανόταν συνεχώς ή, το ίδιο, το pH θα μειωνόταν.

Από τα παραπάνω προκύπτει φυσικά ότι υπάρχει μέθοδος παρακολούθησης της «εργασιμότητας» της ρητίνης στη συσκευή ανταλλαγής ιόντων. Μόλις εμφανιστούν ιόντα σκληρότητας στο νερό στην έξοδο της συσκευής ή σταματήσει η μείωση του pH, πρέπει να τεθεί σε λειτουργία αναγέννησης ρητίνης.

Λαμβάνοντας υπόψη τις ρυθμιστικές ιδιότητες του νερού με ανθρακική σκληρότητα (βλ. ενότητα 4.1.), θα πρέπει να σημειωθεί ότι το pH του νερού που εξέρχεται από τη συσκευή ανταλλαγής ιόντων μπορεί να μην φτάσει τις ελάχιστες τιμές 3 ή 2.

Σε νερό με ανθρακική σκληρότητα, το κριτήριο για την ολοκλήρωση της ανταλλαγής κινητών πρωτονίων ρητίνης είναι pH = 4,3 ή αλλαγή στο χρώμα των δεικτών: μπλε βρωμοφαινόλης από μπλε σε κίτρινο. πορτοκαλί μεθυλίου από κίτρινο σε κόκκινο. βρωμοκρεσόλη πράσινο από μπλε σε κίτρινο.

Η ικανότητα ανταλλαγής ενός εναλλάκτη κατιόντων ισχυρού οξέος δεν πρέπει να επιτρέπεται να εξαντληθεί πλήρως, επειδή τότε θα απαιτήσει αναγέννηση διπλής διάρκειας και επίσης λόγω του γεγονότος ότι η είσοδος σκληρών αλάτων σε λέβητες υψηλής πίεσης είναι εντελώς απαράδεκτη λόγω της απώλειας ελέγχου της ποιότητας της αποσκλήρυνσης του τροφοδοτικού νερού.

Κατά το σχεδιασμό μιας τεχνολογικής γραμμής για αποσκλήρυνση σε βάθος, η παραγωγικότητα της εγκατάστασης υπολογίζεται με βάση την ικανότητα ανταλλαγής της ρητίνης ανταλλαγής ανιόντων. Και υπάρχουν δύο λόγοι για αυτό.

Πρώτα:Η ικανότητα ανταλλαγής των ανιόντων εναλλάκτη είναι αισθητά χαμηλότερη από την ικανότητα ανταλλαγής των κατιονανταλλακτών. Αυτό το πρόβλημα μπορεί, κατ 'αρχήν, να λυθεί αυξάνοντας τον όγκο και, κατά συνέπεια, το μέγεθος του φορτίου της συσκευής ανταλλαγής ανιόντων, αλλά μια τέτοια λύση είναι δυνατή μόνο εντός στενών ορίων.

Δεύτερος:Είναι απαράδεκτο να εισχωρούν πυριτικά οξέα στον λέβητα υψηλής πίεσης, η απομάκρυνση του οποίου εξασφαλίζεται από εναλλάκτες ανιόντων. Αν και η είσοδος πυριτικών οξέων στον λέβητα είναι λιγότερο κρίσιμη από την είσοδο αλάτων σκληρότητας, είναι προτιμότερο να συμπεριληφθεί σκόπιμα στο σχεδιασμό ένα «απόθεμα» για την εκτέλεση μιας εγκατάστασης αποσκλήρυνσης σε βαθιά νερά αντί να τεθεί σε κίνδυνο η αξιοπιστία της υψηλής πίεσης. λέβητες.

5.4.3. Μείωση αλκαλικότητας

Ένα από τα δυσάρεστα συστατικά του νερού που χρησιμοποιείται ως πηγή τροφοδοσίας λέβητα είναι η αλκαλικότητα. Ως ολική αλκαλικότητα του νερού νοείται το άθροισμα των συγκεντρώσεων των ιόντων CO 3 2-, HCO 3 - και OH -, δηλ. καθετί που αντιδρά με ένα ισχυρό οξύ, ή μάλλον με το Η+. Ιδιαίτερα προβλήματα προκαλούνται από το ανθρακικό συστατικό ή την ανθρακική σκληρότητα.

Μόλις το ακατέργαστο νερό στη διαδικασία αποσκλήρυνσης περάσει από το στάδιο κατιονοποίησης, το Ca 2+ ή το Mg 2+ ανταλλάσσεται με Η+ και εμφανίζονται ανθρακικά άλατα, διττανθρακικά ιόντα και ανθρακικό οξύ H 2 CO 3 ασθενούς διάστασης στη ροή του νερού. Αυτό το οξύ είναι πολύ ασταθές. Αποσυντίθεται πολύ γρήγορα σε διοξείδιο του άνθρακα (CO 2) και νερό. Για το λόγο αυτό, πολλά τεχνολογικά σχήματα για βαθιά αποσκλήρυνση περιλαμβάνουν μια συσκευή που ονομάζεται απανθρακοποιητής. Τοποθετείται μετά από συσκευές ανταλλαγής ιόντων γεμάτες με εναλλάκτη κατιόντων. Ο αποανθρακοποιητής είναι ένα δοχείο γεμάτο με ακροφύσιο ή δακτυλίους Raschig σε ένα πλέγμα στήριξης. Η ροή αέρα από τον ανεμιστήρα, περνώντας μέσα από το ακροφύσιο, ανεβαίνει στο πάνω μέρος του δοχείου - τον απανθρακοποιητή. Μαζί με αυτό, το διοξείδιο του άνθρακα απομακρύνεται επίσης από τη ροή του νερού μετά τη συσκευή με έναν ισχυρό εναλλάκτη κατιόντων οξέος. Το νερό από τον απανθρακοποιητή περιέχει συνήθως 0,2 mEq/L CO2.

Η απανθρακοποίηση του όξινου ρεύματος μπορεί επίσης να επιτευχθεί περνώντας το όξινο διάλυμα μέσω μιας ρητίνης ανιόντος ισχυρής βάσης που αναγεννάται με καυστική σόδα.

5.4.4. Εναλλάκτης κατιόντων ασθενούς οξέος

Συνιστάται πρώτα η επεξεργασία ορισμένων τύπων νερού με υψηλή ολική και ανθρακική σκληρότητα με έναν ασθενώς όξινο εναλλάκτη κατιόντων. Θα αφαιρέσει Ca 2+, Mg 2+, Na + και το ιόν υδρογόνου που απελευθερώνεται θα μετατρέψει το ανθρακικό ιόν που υπάρχει στο νερό σε διττανθρακικό ιόν, δηλ. σε HCO 3 - . Λόγω του γεγονότος ότι τα περισσότερα βιομηχανικά αποθέματα νερού περιέχουν μια ορισμένη ποσότητα μη ανθρακικής σκληρότητας (CaSO 4, CaCl 2, κ.λπ.), είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε μια συσκευή με ισχυρό εναλλάκτη κατιόντων οξέος μετά τη συσκευή με ένα ασθενώς όξινο κατιόν εναλλάκτη για να επιτευχθεί πλήρης αφαίρεση της συνολικής σκληρότητας.

Ασθενώς όξινες και ισχυρά όξινες κατιονανταλλάκτες μπορούν να τοποθετηθούν σε διαφορετικές συσκευές ανταλλαγής ιόντων, αλλά μπορούν επίσης να τοποθετηθούν ως δύο ξεχωριστές στιβάδες σε μία συσκευή. Η απόδοση αναγέννησης του ασθενώς όξινου εναλλάκτη κατιόντων είναι πολύ υψηλή σε σύγκριση με την αναγέννηση ενός ισχυρά όξινου εναλλάκτη κατιόντων. Κατά συνέπεια, καθίσταται δυνατή η χρήση της ροής μετά την αναγέννηση ενός ισχυρού εναλλάκτη κατιόντων για την αναγέννηση ενός αδύναμου. Κατά την τοποθέτηση ενός ασθενώς όξινου και ενός ισχυρά όξινου εναλλάκτη κατιόντων στο ίδιο δοχείο, ο τελευταίος τοποθετείται στο κάτω μέρος της συσκευής, επειδή το ειδικό του βάρος είναι υψηλότερο από αυτό του ελαφρώς όξινου. Αυτό θα αποτρέψει την ανάμειξη των στρωμάτων κατά την αντίστροφη πλύση και τη χαλάρωση. Τυπικά, ένας ασθενώς όξινος εναλλάκτης κατιόντων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανταλλαγής απελευθερώνει 40-60% οξύ (H +) σε έναν κύκλο. Η πλήρωση διπλής στρώσης με αδύναμους και ισχυρούς εναλλάκτες κατιόντων δεν χρησιμοποιείται σε λέβητες υψηλής πίεσης λόγω της παρουσίας νατρίου στη ροή, εάν ένας από τους εναλλάκτες κατιόντων αναγεννηθεί με διάλυμα χλωριούχου νατρίου.

Κατά την αναγέννηση ενός ασθενώς όξινου εναλλάκτη κατιόντων με θειικό οξύ, είναι απαραίτητο να ελέγχεται αυστηρά η συγκέντρωση του θειικού οξέος (H 2 SO 4) και να διασφαλίζεται ότι δεν υπερβαίνει το 0,7%. Μια υψηλότερη συγκέντρωση θειικού οξέος θα εκτοπίσει το Ca 2+ από τη ρητίνη, το οποίο θα προκαλέσει κρυστάλλωση και καθίζηση θειικού ασβεστίου - γύψου (CaSO 4). Ο γύψος είναι αδιάλυτος σε πολλά πυκνά οξέα. Θα πρέπει να αφαιρεθεί μόνο μηχανικά από τη ρητίνη. Η βροχόπτωση γύψου είναι επίσης απαράδεκτη από επιχειρησιακή άποψη, γιατί Αυτό αυξάνει την υδραυλική αντίσταση του εξοπλισμού.

5.4.5. Ρητίνη ανιόντων με ισχυρή βάση

Το καθήκον ενός εναλλάκτη ανιόντων ισχυρής βάσης είναι να αφαιρεί οξέα που διαχωρίζονται ασθενώς: πυρίτιο (H 2 SiO 3 και H 4 SiO 4) και άνθρακα (H 2 CO 3). Επιπλέον, ένας ισχυρός εναλλάκτης ανιόντων βάσης αφαιρεί ισχυρά ανιόντα οξέος στο ρεύμα αφήνοντας τους κατιονανταλλάκτες: θειικά άλατα (SO 4 2+), χλωριούχα Cl και άλλα ανιόντα. Το κινητό αντίθετο ιόν ενός εναλλάκτη ανιόντων ισχυρής βάσης είναι το OH -, το οποίο εξάγεται από την καυστική σόδα (NaOH) από τον εναλλάκτη ανιόντων κατά την αναγέννηση. Στον κύκλο λειτουργίας, το ιόν υδροξυλίου ΟΗ-, μετατοπιζόμενο από τον εναλλάκτη ανιόντων από πυριτικά ή ανθρακικά οξέα και εξουδετερώνεται στη ροή μετά τους εναλλάκτες κατιόντων από ένα ιόν υδρογόνου (βλ. εξίσωση (2), σχηματίζει νερό.

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού παρέχεται από κατιόντα και ανιόντα. Σε καθαρό νερό, η συγκέντρωσή τους ως προϊόντα διάστασης νερού (βλ. ενότητα 3.1.) είναι μόνο 0,0000001 mol/l.

Κατά συνέπεια, η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού που ρέει από μια συσκευή γεμάτη με έναν ισχυρό εναλλάκτη ανιόντων βάσης είναι πολύ χαμηλή - περίπου 1,9 microsiemens. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τυχόν άλματα στην ηλεκτρική αγωγιμότητα θα υποδεικνύουν πρωτοβουλίες κατιόντων στη συσκευή που προηγείται της ανταλλαγής ανιόντων.

Οι εναλλάκτες ανιόντων ισχυρής βάσης χαρακτηρίζονται από δύο δυνατότητες ανταλλαγής: αλάτι και γενική. Η λεγόμενη χωρητικότητα αλατιού καθορίζεται από την ικανότητα απομάκρυνσης των ανθρακικών και πυριτικών οξέων. Η συνολική χωρητικότητα είναι το άθροισμα της ικανότητας ανταλλαγής άλατος του εναλλάκτη ανιόντων και της ικανότητας ανταλλαγής του σε σχέση με SO 4 2-, Cl-, NO 3 - και άλλα ανιόντα.

Το νερό πολλών αποθεμάτων νερού περιέχει οργανική ύλη. Ισχυροί βασικοί εναλλάκτες ανιόντων προσροφούν οργανικούς ρύπους από το νερό. Επιφανειακά νεράείναι γνωστά για την τάση τους να περιέχουν οργανικές ενώσεις σιδήρου. Αυτές οι ενώσεις γλιστρούν μέσω του εναλλάκτη κατιόντων, επειδή Δεν περιέχουν σίδηρο σε ιοντική μορφή. Όταν φτάσουν στον εναλλάκτη ανιόντων, η ρητίνη ανταλλαγής ανιόντων απορροφά ολόκληρο το σύμπλεγμα σιδήρου-οργανικού. Δεν αφαιρείται κατά τη διαδικασία αναγέννησης, αλλά καταλαμβάνει χώρο που κανονικά θα καταλαμβανόταν από άλλα ιόντα. Το τελικό αποτέλεσμα είναι η μείωση της ικανότητας ανταλλαγής του εναλλάκτη ανιόντων.

Οι εναλλάκτες ανιόντων προσροφούν επίσης άλλες μορφές οργανικής ύλης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αναγέννησης. Τα προσροφημένα οργανικά όχι μόνο καταλαμβάνουν θέσεις ανταλλαγής, αλλά επίσης αντιδρούν με τη ρητίνη, αλλάζοντας τις ιδιότητές της. Αυτή η τροποποίηση εκδηλώνεται με μείωση της ικανότητας αλατιού των ισχυρά όξινων ανιόντων εναλλάκτη. Ουσιαστικά, η ρητίνη ανιόντων αρχίζει να χάνει την ικανότητά της να αφαιρεί πυριτικά και ανθρακικά οξέα, αλλά παρουσιάζει αύξηση στην ικανότητα ανταλλαγής κατά την αφαίρεση ισχυρών ανιόντων οξέος. Το τελικό αποτέλεσμα σε ένα σύστημα επεξεργασίας νερού για λέβητες υψηλής πίεσης θα είναι μια μόνιμη μείωση της χιλιομετρικής απόστασης μεταξύ των αναγεννήσεων, επειδή η συγκέντρωση πυριτικών οξέων στο ρεύμα που προέρχεται από τον εναλλάκτη ανιόντων ισχυρής βάσης είναι η κύρια ελεγχόμενη παράμετρος.

Η ρητίνη ανταλλαγής ανιόντων μπορεί επίσης να παγιδεύσει μικροβιολογικούς ρύπους. Τα μανιτάρια αναπτύσσονται καλά στον εναλλάκτη ανιόντων. Η επεξεργασία με διάλυμα φορμαλδεΰδης είναι μία από τις μεθόδους για την αποστείρωση του τμήματος ανταλλαγής ανιόντων του τεχνολογικού σχήματος.

5.4.6. Ρητίνη ανιόντων ασθενούς βάσης

Ένας ασθενώς βασικός εναλλάκτης ανιόντων δεν είναι σε θέση να αφαιρέσει ιόντα οξέων ασθενώς διάσπασης - πυριτικού και ανθρακικού. Ωστόσο, έχει υψηλή ικανότητα ανταλλαγής σε σχέση με τα ανιόντα ισχυρών οξέων: SO 4 2 -, Cl -, NO 3 - κ.λπ.

Ένας ασθενώς βασικός εναλλάκτης ανιόντων μπορεί να αντικαταστήσει έναν ισχυρά βασικό σε τεχνολογικά σχήματα που περιλαμβάνουν αποανθρακωτή, καθώς και σε περιπτώσεις όπου η περιεκτικότητα σε πυριτικά οξέα δεν παίζει καθοριστικό ρόλο.

Είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν δύο εναλλάκτες ανιόντων μαζί —ασθενώς βασικός και πολύ βασικός—σε μία συσκευή. Αυτή η επιλογή συνιστάται σε τεχνολογικά σχήματα στα οποία δεν υπάρχει απανθρακωτής μετά τη μονάδα κατιονισμού. Σε αυτή την περίπτωση, ένας ασθενώς βασικός εναλλάκτης ανιόντων φορτώνεται πάνω από έναν ισχυρά βασικό εναλλάκτη ανιόντων. Κατά τη διάρκεια του κύκλου λειτουργίας, θα πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε οι δύο ρητίνες να μην αναμειγνύονται κατά τη διαδικασία της αντίστροφης πλύσης. Στο τέλος του κύκλου λειτουργίας, το ειδικό βάρος της ασθενώς βασικής και ισχυρά βασικής ρητίνης ανιόντων είναι σχεδόν το ίδιο, αλλά μετά την αναγέννηση είναι αισθητά διαφορετικό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένας εναλλάκτης ανιόντων ασθενώς βασικού θα πρέπει να τοποθετηθεί από πάνω - πάνω από έναν ισχυρά βασικό.

Από τεχνολογική άποψη, τα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας διάταξης είναι: πρώτον, η ροή από το μπλοκ κατιονανταλλάκτη εισέρχεται πρώτα σε έναν εναλλάκτη ανιόντων με μεγάλη ικανότητα ανταλλαγής. Δεύτερον, οι ασθενώς βασικές ρητίνες, καθώς και οι ισχυρά βασικές ρητίνες ανιόντων, απορροφούν την οργανική ύλη, αλλά η οργανική ύλη που απορροφάται από αυτές αφαιρείται κατά την κανονική αναγέννηση. Αυτό βοηθά στην προστασία της ισχυρής ρητίνης βάσης από μη αναστρέψιμη οργανική μόλυνση.

Περιγράψαμε τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας των ρητινών στον κύκλο λειτουργίας της διαδικασίας βαθιάς αποσκλήρυνσης του ακατέργαστου νερού. Επιπλέον, ο κύκλος εργασίας περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: πλύσιμο της ρητίνης όταν βγαίνει για αναγέννηση, ίδια η αναγέννηση, αργό και γρήγορο πλύσιμο μετά την αναγέννηση και χαλάρωση της ρητίνης.

5.4.7. Κόστος για την αφαλάτωση και την αναγέννηση

Τα σύγχρονα τεχνολογικά σχήματα βαθιάς αποσκλήρυνσης προβλέπουν αυτόματη εναλλαγή της σειράς εργασιών κατά τη λειτουργία και την αναγέννηση του συστήματος αφαλάτωσης.

Ορισμένοι χειριστές απαιτούν να ελέγχεται χειροκίνητα η διαδικασία αναγέννησης για κάθε λειτουργία. Αυτό προστατεύει από καταστάσεις όπου μια αστοχία στον αυτοματοποιημένο έλεγχο ακολουθίας θα μπορούσε να κατευθύνει το χρησιμοποιούμενο διάλυμα μετά την αναγέννηση στην κεφαλή της διεργασίας, αντί να το στείλει στα λύματα.

Το αρχικό κόστος εγκατάστασης βαθύ μαλακώματος είναι αρκετά υψηλό. Κατά τη λειτουργία (μείον τα τέλη χειριστή), το κύριο κόστος είναι το κόστος των ρητινών και των αντιδραστηρίων. Οι ρητίνες είναι πολύ ακριβές, αλλά οι περισσότερες υψηλή τιμήσε εναλλάκτες ανιόντων. Η αντικατάσταση μιας ρητίνης ανιόντων σε μια μονάδα που περιέχει 8,5 m 3 ρητίνης μπορεί να φτάσει τα $40 χιλιάδες για έναν μόνο τύπο ρητίνης. Το κόστος αναπλήρωσης της ρητίνης κατά τη λειτουργία λόγω καταστροφής της, απώλειες κατά την οπισθόπλυση κ.λπ. υπολογίζεται σε 3% ετησίως.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, θειικό οξύ με συγκέντρωση 96-97% και 50% καυστικό χρησιμοποιείται για την αναγέννηση ρητινών ανταλλαγής ιόντων. Το θειικό οξύ κοστίζει περίπου $50 ανά τόνο και το καυστικό οξύ περίπου $120 ανά τόνο. Η ποσότητα οξέος και καυστικού που χρησιμοποιείται ανά αναγέννηση ποικίλλει ανάλογα με την ικανότητα ανταλλαγής της ρητίνης.

Τυπικό κόστος για την αναγέννηση ενός εναλλάκτη κατιόντων: 0,07-0,12 τόνοι θειικού οξέος με συγκέντρωση 96-97% ανά 1 m 3 ρητίνης. Η σειρά των δαπανών για την αναγέννηση ισχυρών βασικών εναλλακτών ανιόντων: 0,14-0,20 τόνοι καυστικής σόδας 50% ανά 1 m 3 ρητίνης. Όταν σχεδιάζουν μια μονάδα βαθύ αποσκλήρυνσης, οι κατασκευαστές επιλέγουν, ανά μονάδα μεγέθους ενός τεμαχίου εξοπλισμού, έτσι ώστε ο κύκλος λειτουργίας για την παραγωγή υψηλής ποιότητας απιονισμένου νερού να είναι περίπου 24 ώρες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, παρέχεται ένα διπλό τεχνολογικό σχήμα, το οποίο καθιστά δυνατή τη χρήση κάθε τεχνολογικής γραμμής: η μία σε λειτουργία και η άλλη σε αναγέννηση. Σε άλλες περιπτώσεις, το τεχνολογικό σχέδιο προβλέπει δεξαμενές αποθήκευσης για βαθιά μαλακωμένο νερό. Συνήθως, ένας πλήρης κύκλος αναγέννησης και έκπλυσης διαρκεί αρκετές ώρες. Ο όγκος της δεξαμενής αποθήκευσης απιονισμένου νερού επιλέγεται ανάλογα με την ωριαία ζήτηση για νερό τροφοδοσίας για λέβητες υψηλής πίεσης (απόδοση) και λαμβάνοντας υπόψη τον χρόνο αναγέννησης ρητίνης στη μονάδα βαθείας αποσκλήρυνσης.

5.5. Διήθηση ή αντίστροφη όσμωση

Η χρήση της όσμωσης ή διήθησης μέσω ενός πορώδους χωρίσματος με μέγεθος πόρων της τάξης ενός μορίου για τον καθαρισμό του νερού ξεκίνησε τη δεκαετία του '60 του εικοστού αιώνα.

Η αντίστροφη όσμωση έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα ελπιδοφόρα για τον καθαρισμό του νερού. Ωστόσο, η χρήση αυτής της τεχνολογίας στην καθημερινή ζωή κατέστη δυνατή σχετικά πρόσφατα λόγω βελτιώσεων στη διαδικασία, του σχεδιασμού των συσκευών και της απότομης μείωσης του κόστους των μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης. Δεκάδες χιλιάδες τέτοια συστήματα εγκαθίστανται σε όλο τον κόσμο κάθε χρόνο και δεν υπάρχει ακόμη εναλλακτική λύση σε αυτά. Η ποιότητα του νερού που καθαρίζεται με τη μέθοδο της αντίστροφης όσμωσης είναι απλά εκπληκτική - ελεύθερο χλώριο, μηχανικά σωματίδια, γεύσεις και οσμές, τοξικά οργανική ύλη, τα βαρέα μέταλλα, οι μονοκύτταροι μικροοργανισμοί απομακρύνονται κατά 96-100%.

Το μόνο παράπονο σχετικά με την αντίστροφη όσμωση ως μέθοδο αποσκλήρυνσης του πόσιμου νερού είναι ότι αφαιρεί πολύ βαθιά το ανθρακικό και την ολική αλκαλικότητα.

Η όσμωση είναι η αυθόρμητη διέλευση μιας ουσίας από μια ημιπερατή μεμβράνη που χωρίζει δύο διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων ή ένα διάλυμα και έναν καθαρό διαλύτη. Γενικά, μια διαλυμένη ουσία από διάλυμα υψηλής συγκέντρωσης προσπαθεί να μετακινηθεί σε διάλυμα χαμηλής συγκέντρωσης. Εάν αυξήσετε την πίεση σε διάλυμα χαμηλής συγκέντρωσης, η ροή της διαλυμένης ουσίας θα σταματήσει. Η διαφορά πίεσης που σταματά τη ροή μιας ουσίας (διήθηση) μέσω της μεμβράνης ονομάζεται οσμωτική πίεση.

Τα οσμωτικά φαινόμενα είναι εξαιρετικά κοινά στον φυτικό και ζωικό κόσμο. Η όσμωση εξασφαλίζει τη διείσδυση των θρεπτικών ουσιών στο κύτταρο και την απελευθέρωση των άχρηστων προϊόντων στο μεσοκυττάριο περιβάλλον. Η ωσμωτική πίεση δίνει σε ένα ζωντανό κύτταρο το σχήμα του. Εάν ένα ζωντανό κύτταρο τοποθετηθεί σε συμπυκνωμένο διάλυμα άλατος, θα πεθάνει από την περίσσεια αλατιού που έχει εισχωρήσει σε αυτό.

Η αντίστροφη όσμωση είναι μια μέθοδος διαχωρισμού διαλυμάτων. Εάν το διάλυμα (το νερό που πρόκειται να καθαριστεί) εφαρμοστεί υπό πίεση 3-8 MPa σε μια ημιπερατή μεμβράνη, τότε το νερό θα διηθείται μέσω των πόρων και η διαλυμένη ουσία θα παραμείνει. Η αποτελεσματικότητα της αντίστροφης όσμωσης αξιολογείται από την επιλεκτικότητα της μεμβράνης - την ικανότητα να συγκρατεί ιόντα και μόρια διαφορετικά μεγέθη, καθώς και από τη συγκεκριμένη παραγωγικότητα ανά μονάδα επιφάνειας. Σήμερα, έχουν συντεθεί πολυμερείς μεμβράνες με μεγάλο εύρος μεγεθών πόρων και υψηλή μηχανική αντοχή. Έτσι, ο εξοπλισμός μιας συσκευής μεμβράνης με ένα σύνολο μεμβρανών με μέγεθος πόρων που μειώνεται προς την κατεύθυνση της κίνησης του υγρού εξασφαλίζει την παραγωγή ιδιαίτερα καθαρού νερού από ένα πολυσυστατικό διάλυμα οργανικών και ανόργανων ενώσεων.

5.6. Παραδείγματα χρήσης μαλακτικού για την παρασκευή πόσιμου νερού

Αν και η αποσκλήρυνση χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία για την παραγωγή ρυθμισμένου νερού σε συστήματα παραγωγής θερμότητας και ατμού, υπάρχουν ωστόσο περιπτώσεις που είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί αποσκλήρυνση στην παραγωγή πόσιμου νερού.

5.6.1. Μονάδα επεξεργασίας νερού στην Αθήνα (Οχάιο, ΗΠΑ)

Η μονάδα έχει σχεδιαστεί για την επεξεργασία 26.500 m 3 ακατέργαστου νερού την ημέρα. Σύστημα τεχνολογίαςτο φυτό φαίνεται στο Σχ. 3. Το νερό αντλείται στον αεριστή 1 - μια συσκευή με χωρητικότητα 670 m 3 / h για εξαναγκασμένο αέρα που φυσά μέσα στο νερό. Το οξυγόνο στον αέρα οξειδώνει το σίδηρο και το μαγγάνιο και ο ίδιος ο αέρας απομακρύνει τα αέρια που μπορεί να περιέχονται στο νερό.

Στη συνέχεια το νερό εισέρχεται στη λεκάνη καθίζησης 2 (δεξαμενή καθίζησης), με όγκο 350 m 3, όπου τα αιωρούμενα στερεά καθιζάνουν σε περίπου 30 λεπτά.

Το νερό από τη λεκάνη καθίζησης 2 ρέει με τη βαρύτητα μέσω μιας σειράς γρήγορων φίλτρων άμμου 3. Αυτό καθιστά δυνατή την περαιτέρω απομάκρυνση των αιωρούμενων οξειδίων, ιδίως των οξειδίων του σιδήρου και του μαγγανίου. Τα φίλτρα 3 αποτελούνται από ένα στρώμα άμμου πάχους 0,6 m και στρώματα χαλίκι διαφόρων μεγεθών που χρησιμεύουν ως στήριγμα για το φίλτρο άμμου.

Φιλτραρισμένο νερό μπαίνει στη σκηνή μαλάκωμα ανταλλαγής ιόντων 4. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ορυκτά προσροφητικά - ζεόλιθοι, στους οποίους εξάγονται ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου από το νερό λόγω της εναλλαγής προσρόφησης (βλ. ενότητα 5.4.1.). Στη συνέχεια, νερό με υπό όρους μηδενική σκληρότητα αναμιγνύεται με φιλτραρισμένο νερό (συνολική σκληρότητα 15 gEq/L) σε αναδευτήρα βελτιωτικού πόσιμου νερού 5 προκειμένου να ληφθεί τελική σκληρότητα 7,5 mEq/L.

Το νερό με συνολική σκληρότητα που έχει φτάσει στο κανονικό σταθεροποιείται σε pH 50% με καυστικό, το οποίο προστίθεται με ρυθμό 3,0 mg/l. Το νερό απολυμαίνεται με αέριο χλώριο, ανεβάζοντας την περιεκτικότητά του σε νερό στα 0,8 mg/l.

Το πόσιμο νερό που παρασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο αποθηκεύεται σε φρεάτια καθαρού νερού 7. Τα ακραία φρεάτια είναι δοχεία συνολικού όγκου 4500 m 3 . Από αυτά τα φρεάτια καθαρού νερού, δύο αντλίες χωρητικότητας 600 m 3 / h και μία με χωρητικότητα 950 m 3 / h αντλούν νερό σε δεξαμενές και δεξαμενές που βρίσκονται σε όλη την πόλη. Η συνολική χωρητικότητα των δεξαμενών είναι 26.000 m3.

5.6.2. Συστήματα αντίστροφης όσμωσης από την UNIFILTER

Η εταιρεία UNIFILTER (www.unifilter.ru) δραστηριοποιείται με επιτυχία στη ρωσική αγορά, προσφέροντας πλήρη γκάμα φίλτρων και συστημάτων επεξεργασίας νερού για διαμερίσματα, σπίτια, εξοχικές κατοικίες, γραφεία, εστιατόρια, μπαρ, ξενοδοχεία, μίνι-βιομηχανίες κ.λπ.

Τα συμπαγή οικιακά συστήματα αυτής της εταιρείας έχουν σχεδιαστεί για εγκατάσταση κάτω από νεροχύτης. Το σύστημα αποτελείται από μια μονάδα αντίστροφης όσμωσης, μια δεξαμενή αποθήκευσης καθαρού νερού και τα απαραίτητα στοιχεία για τη σύνδεση του συστήματος με το σύστημα ύδρευσης και αποχέτευσης. Το σύστημα χρησιμοποιείται για μετεπεξεργασία νερού που έχει ήδη καθαριστεί σε τεχνικό επίπεδο, δηλ. προορίζεται για σύνδεση με τον αγωγό ύδατος διεργασίας. Τα συστήματα αντίστροφης όσμωσης είναι διαθέσιμα σε 3, 4 και 5 στάδια, αλλά η ίδια η μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης βρίσκεται μόνο σε ένα από αυτά. Τα υπόλοιπα είναι στάδια προκαθαρισμού. Εάν η παροχή νερού στο σπίτι παρέχεται από το δίκτυο ύδρευσης της πόλης, τότε αρκεί να χρησιμοποιήσετε μόνο ένα σύστημα καθαρισμού πόσιμου νερού με αντίστροφη όσμωση 3 σταδίων.

>>> Διαβάστε επίσης για το θέμα στο περιοδικό

"Αγγίσαμε το θέμα της καταπολέμησης των αλάτων σκληρότητας και των αλάτων. Στο τελευταίο άρθρο, εξετάσαμε τον πραγματικό ορισμό της λέξης "μαλάκνωση νερού" και θεωρήσαμε ότι υπάρχουν διάφορες μέθοδοι αποσκλήρυνσης - φυσικές, χημικές, εξωαισθητηριακές. Αγγίσαμε επίσης σε μια από τις ποικιλίες της χημικής μεθόδου αποσκλήρυνσης του νερού - ιοντική ανταλλαγή Στο τρέχον άρθρο "" ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά χημικές μεθόδουςλεπτομερώς.

Οι μέθοδοι χημικών αντιδραστηρίων για την αποσκλήρυνση του νερού ποικίλλουν. ΜΕΓΑΛΗ ομαδαΈχουμε ήδη συζητήσει αυτές τις μεθόδους στο προηγούμενο άρθρο - πρόκειται για μεθόδους που βασίζονται στην ανταλλαγή ιόντων, όταν τα άλατα σκληρότητας αντικαθίστανται με διπλάσια ποσότητα αλάτων νατρίου χρησιμοποιώντας ένα αποσκληρυντικό νερού ανταλλαγής ιόντων. Χρησιμοποιούνται επίσης οι ακόλουθες περισσότερο ή λιγότερο προσβάσιμες χημικές μέθοδοι αποσκλήρυνσης του νερού, οι οποίες μπορούν να ονομαστούν μέθοδοι αποσκλήρυνσης με αντιδραστήρια:

• επεξεργασία νερού με σόδα (το πιο κοινό ανθρακικό νάτριο) ή ασβέστη,
• επεξεργασία νερού με πολυφωσφορικά,
• δοσολογώντας στο νερό μια ποικιλία από πολύπλοκες ενώσεις που ονομάζονται αντιαλοιφωτικά νέας γενιάς (αντικαθοριστικοί παράγοντες).

Δηλαδή, κάθε μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση ορισμένων αντιδραστηρίων.

Αντιδραστήριο αποσκλήρυνσης νερού με σόδα και λάιμ

Η επεξεργασία του νερού με ασβέστη ονομάζεται ασβέστη. Όταν ασβεστοποιήσετε, προσθέστε στο διάλυμα σβησμένο ασβέστη Ca(OH)2 σε pH περίπου 10. Ως αποτέλεσμα, η ανθρακική σκληρότητα του νερού μειώνεται και η μη ανθρακική σκληρότητα αυξάνεται. Η προσθήκη λάιμ και σόδας είναι περισσότερο αποτελεσματική μέθοδοςμαλάκωμα.

Μια πλήρης κατανόηση της μεθόδου σόδα-άσβεστου μπορεί να επιτευχθεί μαλακώνοντας το νερό πλύσης με ανθρακικό νάτριο. Συνήθως αρκεί ένα ή δύο κουταλάκια του γλυκού ανά κουβά νερό. Διαλύστε τη μαγειρική σόδα σε μικρή ποσότητα νερού, στη συνέχεια ανακατέψτε και περιμένετε μέχρι να κατακρημνιστεί το ανθρακικό ασβέστιο και το μαγνήσιο. Έτσι το νερό μαλάκωσε ξανά Αρχαία Ελλάδα, προσθέτοντας στάχτη σόμπας σε αυτό. Υπάρχει όμως μια προειδοποίηση.

Το αντιδραστήριο αποσκλήρυνσης νερού με σόδα και ασβέστη δεν χρησιμοποιείται για την παρασκευή πόσιμου νερού λόγω της υψηλής αλκαλικής αντίδρασης του περιβάλλοντος. Να γιατί αυτή τη μέθοδοχρησιμοποιείται για να μαλακώσει το νερό για πλύσιμο και θέρμανση εξοπλισμού.

Χημική μέθοδος αποσκλήρυνσης του νερού με πολυφωσφορικά

Επίσης, ο εξοπλισμός θέρμανσης χρησιμοποιεί την τεχνολογία της δοσολογίας ειδικών ουσιών στο νερό που δεσμεύουν άλατα σκληρότητας. Μια ξεχωριστή ομάδα μεταξύ αυτών των ουσιών είναι τα πολυφωσφορικά, τα οποία μπορούν να προστεθούν στο νερό χωρίς ειδικές δοσομετρικές αντλίες.

Τα πολυφωσφορικά είναι μεγάλοι υπόλευκοι κρύσταλλοι που τοποθετούνται σε ένα φίλτρο. Το νερό περνά μέσα από αυτά, τα πολυφωσφορικά διαλύονται σταδιακά και δεσμεύουν τα άλατα σκληρότητας. Συνεπώς, τα άλατα σκληρότητας δεν σχηματίζουν άλατα.

Ένα σημαντικό μειονέκτημα αυτού του τύπου καταπολέμησης της σκληρότητας του νερού είναι η βλάβη στο περιβάλλον. Έτσι, τα πολυφωσφορικά είναι επιβλαβή για τον ανθρώπινο οργανισμό. Και τα πολυφωσφορικά είναι λιπάσματα. Αν καταλήξουν σε δεξαμενές (και όλο το νερό από την πόλη καταλήγει συνήθως εκεί), τότε τα φύκια αρχίζουν να αναπτύσσονται πολύ έντονα στις δεξαμενές, που χαίρονται τα λιπάσματα. Αλλά η υπερβολική ανάπτυξη φυκιών μειώνει σημαντικά την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο νερό του ποταμού. Και κατά συνέπεια, οι κάτοικοι του ποταμού - ψάρια, καραβίδες και άλλα νόστιμα, αλλά όλο και πιο σπάνια ζωντανά πλάσματα - πεθαίνουν.

Κατά συνέπεια, η αποσκλήρυνση του νερού με πολυφωσφορικά δεν χρησιμοποιείται για πόσιμο νερό.

Λαμβάνοντας υπόψη αυτή την αντιοικολογική απόχρωση των πολυφωσφορικών, αναπτύχθηκε μια νέα γενιά αντιαλοιφών, τα οποία με την πάροδο του χρόνου διασπώνται σε συστατικά που δεν βλάπτουν περιβάλλον. Όμως αυτές οι ουσίες είναι αρκετά ακριβές, η χρήση τους απαιτεί ειδικό δοσομετρικό εξοπλισμό (δοσομετρική αντλία) και λίγοι άνθρωποι το χρησιμοποιούν στην καθημερινή ζωή. Η κύρια εφαρμογή είναι η προστασία σωλήνων, συσκευών θέρμανσης και μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης.

Έτσι, οι μέθοδοι χημικών αντιδραστηρίων για αποσκλήρυνση του νερού χρειάζονται κυρίως για την παρασκευή αποκλειστικά βιομηχανικού νερού.

Βασισμένο σε υλικά από http://voda.blox.ua/2008/06/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-12.html