Дать классификацию природных вод по жесткости и общему солесодержанию

По общей жесткости природная вода классифицируется, Ж_о [мг-экв/дм^3]:

1. малая (очень мягкая вода): <1,5;

2. средняя: 1,5-3,0;

3. повышенная: 3,0-6,0;

4. высокая: 6,0-12,0;

5. очень высокая: >12,0.

По общему солесодержанию, S_o=Σкат+Σан, [мг.экв./дм³]:

1. Пресная,S_o<1г/дм³;

2. Солоноватая (минерализованная), 1-10 г/дм³;

3. Морская (приблизительно 35 г/дм³);

4. Соленая S_o>10 г/дм³.

Какова химия процесса известкования? Показать на примере реакций. Как изменяются показатели качества воды при известковании.

Известкование – предварительный метод обработки, является реагентным-осадительным, вещества, которые требуется удалить из воды, выпадают в осадок в процессе обработки воды известью.

1) Гашеная известь в виде раствора или в виде суспензии (молока) вводится в заранее подогретую обрабатываемую воду:

CaO+H₂O=Ca(OH)₂;

2) Связывание свободного углекислого газа (декарбонизация):

CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O;

3) Снижение карбонатной жесткости и щелочности:

Ca(HCO₃)₂+Ca(OH)₂=2CaCO₃(ос)+2H₂O;

Mg(HCO₃)₂+2Ca(OH)₂=Mg(OH)₂(ос)+2CaCO₃(ос)+2H₂O;

Mg(OH)₂+H₂SiO₃=MgSiO₃+2H₂O – обескремнивание.

4) Обезжелезивание: 4FeSO₄+4Ca(OH)₂+2H₂O+O₂=4Fe(OH)₃(ос)+4CaSO₄.

5) При известковании не изменяется некарбонатная жесткость, магниевая некарбонатная жесткость переходит в кальциевую. Также не снижается избыточная щелочность:

MgCl₂+Ca(OH)₂=Mg(OH)₂↓+CaCl₂;

MgSO₄+Ca(OH)₂=Mg(OH)₂(ос)+CaSO₄.

6) Также на заключительном этапе может применяться содирование для более глубокого умягчения воды:

CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃(ос)+2NaCl;

CaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃+Na₂SO₄.

Опишите технологию натрий-катионирования и характер изменения концентрации ионов кальция и магния в слое катионита при умягчении и регенерации.

При Na-катионировании происходит обмен катионов, находящихся в исходной воде, на ион натрия:

2NaR+Ca(HCO₃)₂=CaR₂+2NaHCO₃;

2NaR+MgCl₂=MgR₂+2NaCl;

2NaR+CaSO₄=CaR₂+2NaSO₄.

ИЗ реакций видно, что при Na-катионировании карбонатная жесткость исходной воды переходит в умягченной воде в натриевую щелочность, то есть концентрация ионов кальция и магния в обрабатываемой воде уменьшается, а в слое катионита наоборот, УВЕЛИЧИВАЕТСЯ.

Также при Na-катионировании солесодержание воды несколько повышается, так как на каждый удаленный 1 грамм иона кальция и магния в раствор переходит 2 грамма иона натрия.

Для регенерации Na-катионита применяется 6-10% раствор поваренной соли NaCl. В процессе регенерации катионы натрия будут поглащаться катионитом, а в расвор будут поступать катионы жесткости, то есть при регенерации концентрация ионов кальция и магния в слое катионита будет УМЕНЬШАТЬСЯ:

CaR₂+2NaCl=2NaR+CaCl₂.