Умягчение воды

Питьевая вода для котельных установок, а также для водоснабжения промышленных предприятий в большинстве случаев нуждается в умягчении жесткости, т.е. умягчение воды. Умягчить ее можно реагентной обработкой, катионированием, термической и термохимической обработкой, обработкой ультразвуком, электромагнитами и комбинированием названных методов.

При реагентном (известково-содовом) способе известь устраняет соли карбонатной жесткости, а сода способствует выпадению солей постоянной жесткости. К умягченной воде добавляют насыщенный раствор гашеной извести или 3- 5-процентный раствор известкового молока. Часть извести нейтрализует свободную углекислоту, растворенную в воде, образовывая мел. Часть извести действует на двууглекислые соли кальция, забирая полусвязанную углекислоту, образовывая затем мел, который выпадает в осадок. Для удаления солей постоянной жесткости служит кальцинированная сода. В результате обменной реакции с солями постоянной жесткости (сернокислым, хлористым или азотнокислым кальцием и магнием) кальций и магний переходят в углекислые соединения и выпадают в осадок. В воде остаются соли натрия. Итак, происходит замена солей постоянной жесткости на соли натрия. Реагентным методом практически удается уменьшить жесткость до 1-2 мг-экв/л.

Для глубокого умягчения принимают вспомогательные меры. Так, при подогреве обрабатываемой воды приблизительно до 90° остаточная жесткость может быть доведена до 0, 2-2,4 мг-экв/л. Без подогрева обработка воды ведется большими, избыточными дозами извести с последующим удалением этих излишков продувкой воды углекислотой. Такой процесс называется декарбонизацией(8.43).

Неполное умягчение воды при известково-содовом способе, громоздкость установок и необходимость тщательного дозирования реагентов из-за непостоянство состава умягчаемой воды есть недостатками этого метода обработки воды.

Усовершенствованным и технологически обоснованным является метод ионообмен-Н- и Nа-(8.44) способ умягчения воды, которая основана на реакции замещения катионов кальция и магния на катионы натрия и водорода при фильтровании воды через катионитовую загрузку.

Различают Н- и Na-Катионирование. Как комплексные соединения, применяемые для катионирования, могут быть использован сульфатный уголь; катиониты КУ-1, КУ-2, КБ-4. При катионитовом умягчении воды различают параллельное, последовательное и комбинированное катионирование на фильтрах Н- и Na-Катионитов. Например, при параллельном катионировании часть воды фильтруется через Н-Катионитовые фильтры, а остальная - через Nа-Катионитовые, далее обе части воды смешиваются. Такие схемы умягчения воды обусловливаются увеличением кислотности воды при Н-Катионировании и необходимостью пощелачивать воду для ее восстановления (для чего и применяют Nа-Катионирование). Со временем умягчительная способность катионитового фильтра уменьшается и его необходимо восстанавливать (регенерировать). Регенерируют фильтр, пропуская через него 5- 8-процентный раствор хлористого натрия (кухонной соли). Умягчение катионитами экономически целесообразно только для жесткости воды до 10 мг-экв/л, при этом общая жесткость воды снижается почти до нуля.

В тех случаях, когда умягчаемая вода имеет высокую карбонатную жесткость, целесообразно применить комбинированный способ умягчения воды известью и катионитом. При этом сначала с помощью извести снижают карбонатную жесткость воды, потом пропускают воду через катионитовый водоумягчитель, который окончательно снимает как карбонатную, так и постоянную жесткость.