Основные показатели качества воды для химической технологии

Вода, используемая в химической промышленности, должна удовлетво­рять по качеству определенным требованиям. Оно опре­де­ляется совокуп­ностью физических и химических характеристик, среди кото­рых сле­дует отметить следующие: жесткость, окисляемость, рН, доля примесей.

Жесткость воды определяется концентрацией катионов двухвалентных щелочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния. Различают карбонатную и некарбонатную жесткость. Сумму карбонатной и некарбонатной жесткости называют общей. Карбонатной называют жесткость, обусловленную наличию двууглекислых (бикарбонатных) и углекислых (карбонатных) солей кальция и магния. Некарбонатной называют жесткость, обусловленную содержанием сульфатов, силикатов, нитратов кальция и магния.

Общая жесткость Ж₀ = [Са²⁺]/20,04 + [Mg²⁺]/12,16, где 20,04 и 12,16 – эквивалентные массы соответственно Са и Mg. Количество катионов Са²⁺ и Mg²⁺, эквивалентное содержанию гидрокарбонатов Me(НСО₃)₂, называется карбонатной жесткостью Ж_к.

Жесткость воды выражают в мг экв/л. Природные воды по величине их общей жесткости подразделяются на группы: мягкая (<4 мг экв/л), средней жесткости (4-8 мг экв/л), жесткая (8-12 мг экв/л), очень жесткая (>12 мг экв/л).

Жесткость питьевой воды по действующему стандарту не должна превышать 7 мг экв/л, лишь в особых случаях допускается до 10 мг экв/л. Для производственных целей использование жесткой воды часто совсем недопустимо. Жесткая вода не пригодна для систем оборотного водоснабжения, для питания паровых котлов, для производства ряда химических продуктов.

Окисляемость указывает на содержание в воде растворенных органических и некоторых легко окисляющихся неорганических веществ (мг/л содержания молекул кислорода). Эта величина является важным гигиеническим показателем качества воды. Артезианские воды обычно имеют окисляемость, не превышающую 1-2 мг/л, а в поверхностных водоисточниках ее значение может достигать 10-12 мг/л. Резкое повышение окисляемости свидетельствует о загрязнении водного источника. Обычно окисляемость воды определяют с помощью перманганата калия, однако при этом окисляется 50% органических веществ; наиболее полное их окисление (90 - 95%) достигается в случае применения бихромата калия. Этот показатель называют химическим потреблением кислорода ХПК.

Активная реакция воды характеризует ее кислотность или щелочность (рН). Она определяется присутствием в воде некоторых газов, таких как хлор, оксид углерода (II), гидрокарбонатов, силикатов, реже карбонатов и других, а также растворимых гуминовых кислот и веществ, вносимых в водоем промышленными стоками. Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь рН 6,5-8,5. Такое требование связано с необходимостью удовлетворения физиологических потребностей человека и исключения коррозии материалов труб и сооружений.

Примеси в природных и сточных водах присутствуют во взвешенном, коллоидном или растворенном состоянии. Не допускается повышенное содержание в воде соединений железа, гидрокарбоната кальция, вызывающие зарастание коммуникаций. Растворенные газы, например, кислород и сероводород вызывают коррозию.