Metode chimice de dedurizare a apei. dedurizator de apă

Corpul nostru primește până la 25% din minerale din apă. Astfel, calitatea apei afectează direct starea sănătății noastre. La urma urmei, prin intermediul acestuia, procesul de asimilare a produselor, inclusiv a substanțelor nocive, are loc foarte rapid. Și, prin urmare, pentru a evita probleme, ar trebui să se efectueze dedurizarea apei. În acest articol vom lua în considerare problema conținutului excesiv de săruri de duritate în apă.

Din acest articol veți învăța:

De ce trebuie să fie înmuiată apa?

Care sunt metodele de dedurizare a apei

Ce filtre pot face apa mai moale

Cât de bun este un sistem de osmoză inversă?

De ce dedurizarea apei pentru casă este o problemă urgentă

Ce este duritatea apei? Acest concept înseamnă câte săruri de metale alcalino-pământoase conține. În Rusia, există criterii proprii pentru determinarea durității apei potabile, care sunt stabilite de GOST și reguli și reglementări sanitare și epidemiologice. De exemplu, SanPiN 2.1.4.1974-01. Alte țări au propriile lor standarde. De exemplu, în Statele Unite ale Americii, acestea sunt standardele agenției care protejează mediu inconjurator. În Uniunea Europeană, Directiva Consiliului 98/83/CE.

Oficial, indicatorul durității apei este măsurat în grade, iar un grad este egal cu 1 meq / l, conform GOST 31865-2012. Pragul admisibil nu trebuie să fie mai mare de 7 mg-eq/l.

Duritatea apei este clasificată după cum urmează:

mai puțin de 1,5 mg-eq/l - apă foarte moale;

de la 1,5 la 4 mg-eq/l - apă moale;

de la 4 la 8 mg-eq/l - apă de duritate medie;

de la 8 la 12 mg-eq/l - apă dură;

peste 12 mg-eq/l - apă foarte dură.

Acestea sunt standarde pentru apa potabilă utilizată în scopuri economice și casnice. Pentru echipamente, de exemplu, cazanele cu abur, sunt impuse standarde și mai stricte. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece centrala trebuie să funcționeze corect, iar apa dură poate duce la defectarea acesteia. Și, prin urmare, indicatorii pentru restricție sunt jumătate din valorile date în SanPiN.

De ce este această apă periculoasă? Utilizarea acestuia duce la disfuncționalități ale tractului gastrointestinal și probleme asociate cu motilitatea gastrică. Sărurile se acumulează treptat în organism, apar dureri articulare și se formează pietre în vezica biliară și rinichi. În plus, aceste substanțe se depun pe piele și păr. Pe echipament rămân depozite de sare, aceleași ibrice, mașină de spălat, instalații sanitare... Această apă este dăunătoare și pentru lenjerie. Distruge conductele. Ce altceva? Deoarece depunerile de sare pe piesele și componentele echipamentelor conduc la o scădere a coeficientului de transfer de căldură, consumul de combustibil crește și el. Astfel, dedurizarea apei pentru locuință și producție este foarte recomandată dacă nu respectă standardele.

Din fântâni și fântâni, apa vine tare, deoarece în măruntaiele pământului este totul fără excepție, iar în acest caz este necesară înmuierea ei.

Cum să înțelegeți că apa trebuie dedurizată? Acest lucru este indicat de o serie de semne:

După spălare, rufele sunt dure, se observă pete albe pe ea.

Este necesar mai mult detergent decât cel recomandat de producător și nu face spumă suficient de bine.

Pereții ibricului sunt acoperiți cu solzi.

După procedurile de igienă, pielea pare uscată și strânsă.

Macaralele sunt acoperite.

Înainte de a deduri apa pentru casa ta, află compoziția apei care provine din alimentarea cu apă. Efectuați o analiză chimică. Recomandări: dacă locuiți într-o casă de tip rustic (cabană sau reședință privată), atunci alegeți o instalație automată pentru dedurizare continuă a apei.

Astfel, apa dedurizată trebuie folosită pentru a preveni problemele de sănătate și pentru a prelungi durata de viață a echipamentelor de uz casnic. Setări automate, care înmoaie în mod continuu apa, sunt cele mai potrivite pentru utilizarea în căsuțe și case de țară. Selectare corectă sistemul este posibil numai după determinarea compoziției apei, în acest sens, este imposibil să se facă fără analiza sa chimică.

Cum este posibil să se înmoaie apa pentru casă

Exista metode diferite dedurizarea apei: chimica, mecanica si fizica. Asa de, curatare chimica se realizează cu ajutorul reactivilor, mecanică este utilizarea barierelor fizice, iar fizică implică utilizarea forțelor naturii, de exemplu, magnetismul. Aceste metode sunt combinate pentru a obține cel mai bun rezultat.

Care este scopul și condițiile - se alege și o astfel de metodă de curățare. Aceasta este determinată de nivelul de duritate a apei, de cât de mare sau mică este clădirea casei. Apoi, luați în considerare metodele comune de dedurizare a apei pentru casă.

Curățare chimică. Se folosesc reactivi speciali, care se numesc coagulanti. Ca urmare a interacțiunii dintre calciu și magneziu, se formează un compus insolubil, care se depune treptat pe pereții filtrului. Ca reactivi se folosesc var, hidroxid de sodiu, apa sifon, fosfonati. Această metodă este potrivită numai pentru tratarea apei tehnice, de exemplu, într-o cameră de cazane.

Curățare polifosfat. Această metodă simplă și accesibilă de curățare cu reactiv se înmoaie apă procesata. Sarea de duritate și polifosfatul de sodiu reacționează, după care se formează o peliculă insolubilă, constând din polifosfat de calciu și magneziu și, în același timp, apa este saturată cu ioni de sodiu.

Înmuierea schimbului de ioni. Aceasta este o tehnologie accesibilă și eficientă: apa trece printr-un filtru de dedurizare umplut cu rășină schimbătoare de ioni. După trecerea prin acesta din urmă, ca urmare a reacției de schimb ionic, se formează o rășină din ionii de calciu și magneziu ai apei, iar procesul de îmbogățire a lichidului filtrat cu ioni de sodiu, care sunt siguri pentru sănătatea umană și echipament, este, de asemenea, a început.

Avantajele acestei tehnologii includ faptul că rășina schimbătoare de ioni are capacitatea de a se regenera, adică poate fi restaurată. Pentru a face acest lucru, este suficient să spălați rășina, pentru care se folosește sare de masă obișnuită. Multe dedurizatoare de apă sunt echipate cu control multi-procesor, care asigură activarea automată necesară a modului de regenerare.

Tratarea apei prin această metodă nu duce la precipitații, adică nu este nevoie să achiziționați filtre suplimentare. Acest tip de filtru este potrivit pentru dedurizarea apei potabile și industriale.

Filtrarea bazată pe principiul osmozei inverse. Atunci când se folosește această tehnologie, se folosește o membrană din poliamidă aromatică sau acetat de celuloză pentru a înmuia apa. O membrană de acest tip garantează aproape complet demineralizarea și, desigur, indicele de rigiditate este redus. Ca urmare, consumatorul primește apă aproape de distilat.

Această metodă de curățare are următoarele avantaje: instalația are dimensiuni reduse și consum redus de energie. Dezavantajul este că filtrele sunt scumpe, membrana uneori trebuie înlocuită și se cheltuiesc mulți bani pentru asta.

Sistemul de osmoză inversă funcționează cu condiția obligatorie ca un prefiltru grosier și un postfiltru de mineralizare artificială să fie instalați. Cu ajutorul acestuia din urmă, apa este îmbogățită cu săruri de calciu (de la 40 mg/l), magneziu (de la 20 mg/l), fluor, potasiu și altele. elemente chimice până la 100 mg/l.

Este necesară utilizarea unui mineralizator, deoarece sistemul de osmoză inversă purifică apa atât de mult încât se formează un compus chimic pur. Dacă bei apă distilată pentru o perioadă lungă de timp, atunci macro- și microelementele de care are nevoie sunt spălate din organism.

Filtrare magnetică. Implementarea metodelor magnetice și electromagnetice și-a găsit aplicația în dispozitive mărime mică, care sunt instalate pe pereții interiori ai conductei. Prin acest tip de filtru trece apa, cu un camp magnetic actionand asupra sarurilor de magneziu si calciu, facand ca acestea sa formeze o forma insolubila. Îndepărtarea sedimentelor din sistemul de alimentare cu apă se realizează datorită fluxului de apă.

Un sistem similar de filtrare este utilizat dacă inamicul tău este de inamic și este necesar să protejezi de el cazanele, coloanele și încălzitoarele de apă, mașinile de spălat sau mașinile de spălat vase care sunt instalate în case și cabane private.

Utilizare pe scară largă de către rezidenți case de tara metoda combinata. De exemplu, un filtru magnetic este utilizat în alimentarea tehnică cu apă, un sistem de osmoză inversă este folosit pentru a satisface nevoile de băut (este necesar cu siguranță un mineralizator). Utilizarea acestei din urmă opțiuni implică faptul că aceasta nu este o plăcere ieftină, așa că instalați un filtru schimbător de ioni pentru a optimiza costurile. Se distinge prin versatilitate, performanta ridicata, iar apa dedurizata de acesta poate fi folosita cu succes la fel de bine pentru alimentatie si folosita in echipamentele casnice.

Filtre care garantează dedurizarea apei din casă

După determinarea tehnologiei optime, este important ca cumpărătorul să nu greșească atunci când alege o soluție constructivă.

Filtru compact. Acest filtru este fixat pe conducta prin care apa intră în dispozitiv, de exemplu, într-o mașină de spălat sau cazan. De asemenea, este posibil să se utilizeze un reactiv parțial solubil - polifosfat de sodiu, turnat în interior sau utilizarea unui produs creat artificial. camp magnetic. Acest filtru este convenabil, dar este conceput pentru a înmuia apa, care după curățare are doar un scop casnic sau servește doar un singur echipament.


filtrul principal. Sistemul primeste apa de la o conducta pe care este montat acest filtru. Acest lucru asigură că toate posibile probleme asociat cu dedurizarea apei, dar prețul filtrului este mare, iar procesul de funcționare a acestuia este destul de lent.

filtru cu cartuș. De obicei, fiecare filtru de acest tip este echipat cu un balon transparent cu un cartuş de răşină schimbătoare de ioni instalat în acesta din urmă. Filtrul de dimensiune standard (zece inci) este proiectat pentru patru mii de litri sau funcționare non-stop pentru o perioadă de șase luni. Apoi cartușul este înlocuit. Acest sistem are o resursă de muncă destul de scăzută și nu există nicio posibilitate de recuperare.

Filtru tip dulap. Aceste instalații de dimensiuni mici își găsesc aplicația în birouri și apartamente. Acest tip de sistem implementează tehnologia schimbului de ioni. Acest filtru are un consum de absorbant cu 50% mai mic decât alte tipuri de balsam, și prin urmare funcționează mai economic. Apa tratată poate fi băută în siguranță, funcțională aparate electrocasnice apa nu face absolut niciun rău. Filtrul are o singură nuanță: se descurcă doar cu volume mici și nu este potrivit pentru o casă cu o suprafață mare. Cea mai bună opțiune- Aceasta este o cabană în care locuiesc cinci sau șase chiriași.

Filtru schimbător de ioni. Aparatul este o coloană cu rezervoare de sare. Fiecare unitate verticală este un rezervor cu o rășină schimbătoare de ioni în interior. Apa care trece prin ele este supusă înmuirii. Se are în vedere ca sistemul să poată fi echipat cu un recipient de sare, care este utilizat în procesul de regenerare. După ce se ajunge limita critică, modul de filtrare trece la regenerare și saramura este direcționată prin rezervor. Sistemele scumpe au două circuite de filtrare. Un circuit este implicat în procesul de regenerare, în timp ce al doilea funcționează la capacitate maximă.

Truse de dedurizare a apei din catalogul nostru

Pentru o familie medie care locuiește într-o casă privată, este potrivit un filtru de dedurizare a apei, cu o capacitate de până la un metru și jumătate pe oră. Fără înlocuiri care decurg din necesitate, umplutura poate funcționa până la zece ani.

Dedurizarea apei prin osmoza inversa

Recent, filtrele cu osmoză inversă au fost considerate cea mai bună soluție dacă trebuie să purificați sau să demuiați apa pentru casa dumneavoastră. Dar acest dispozitiv are numeroase dezavantaje, ceea ce sugerează că nu este indicat să investești într-un astfel de balsam.

Sărurile de duritate dizolvate nu pot fi îndepărtate cu filtre cu plasă. Dar un filtru de tip membrană poate face față acestei sarcini.

Sistemul de osmoză inversă are o productivitate scăzută, ceea ce este considerat principalul său dezavantaj. Acest lucru este compensat de faptul că sunt instalate mai multe circuite care funcționează în paralel. Fiecare dintre ele are o membrană separată (un set de filtre necesare), precum și o pompă care injectează presiune crescută pentru funcționarea eficientă a acestei unități.

Pentru a instala acest tip de filtru, trebuie să găsiți suficient spațiu, precum și să izolați această cameră, astfel încât zgomotul să nu se audă în alte încăperi și să rezolvați alte probleme conexe.

Dar practica arată că aceste instalații puternice sunt foarte rar folosite în viața de zi cu zi. Funcționalitatea lor este mai largă decât cea a unui simplu dedurizator de apă pentru o casă de tip privat, dar, în același timp, un astfel de echipament este prea scump, iar funcționarea sa ulterioară este departe de a fi cea mai ieftină. Instalarea acestor sisteme se realizează în fabrici unde pt curațare profundă fluide de lucru, procesul tehnologic trebuie respectat cu strictețe.

Instalarea cu osmoză inversă are încă câteva limitări de care cei care intenționează să achiziționeze acest sistem ar trebui să le cunoască:

Fără o bună prefiltrare a impurităților mecanice, are loc o contaminare foarte rapidă a cartuşelor. Riscurile sunt mai ales mari dacă sunt urbane vechi inginerie de rețea sau o fântână personală a fost forată „pe nisip” (adâncime mică).

Fiecare model de echipament îndeplinește cerințe clare privind compoziția apei de evacuare, iar aceste standarde sunt stabilite de producătorii acestor sisteme.

În plus, este necesar să se respecte intervalul de temperatură menținută și apă, care este stabilit de producător. În cele mai multe cazuri, va fi necesar să instalați supape restrictive la admisie și, de asemenea, să folosiți pompe cu pornire și oprire automată.

Pentru funcționarea de înaltă calitate a echipamentului, este necesar să se schimbe elementele individuale în timp util:

• la fiecare 4-6 luni - prefiltre mecanice;

  la fiecare 3-4 luni - filtre umplute cu cărbune activ (de asemenea, preliminar);

  la fiecare 8-12 luni - post-filtre cu umpluturi cu cărbune activ);

  la fiecare doi sau doi ani și jumătate - o membrană de osmoză inversă.

De compoziție chimică apa purificată prin osmoză inversă este echivalentă cu lichidul distilat. În general, este acceptat că poate dăuna într-o oarecare măsură sănătății, deoarece dacă o persoană bea această apă în fiecare zi, nu va primi mineralele necesare organismului său. În plus, unor proprietari nu le place să bea apă atât de purificată.

Din acest motiv, blocurile speciale - mineralizatoarele - sunt uneori conectate la plantele cu osmoză inversă ca adaos. Cu ajutorul lor, calciul și magneziul intră în apă, adică lichidul este saturat cu aceste elemente. Sistemul poate fi echipat cu o supapă care va asigura că o astfel de unitate este inclusă în circuitul general în cazurile în care apare o astfel de nevoie.

Tot ce s-a scris mai sus duce la necesitatea de a lua în considerare în detaliu fezabilitatea achiziționării unui filtru cu osmoză inversă pentru a-l folosi pentru a înmuia apa pentru locuință.

Oferte Biokit larg alege sisteme de osmoză inversă, filtre de apă și alte echipamente capabile să readucă apa de la robinet la caracteristicile sale naturale.

Specialistii nostri sunt pregatiti sa va ajute:

conectați singur sistemul de filtrare;

înțelegeți procesul de alegere a filtrelor de apă;

selectați materiale de înlocuire;

depanarea sau rezolvarea problemelor cu implicarea instalatorilor de specialitate;

găsiți răspunsuri la întrebările dvs. la telefon.

Încredeți sistemele de purificare a apei de la Biokit - lăsați-vă familia să fie sănătoasă!

Cum să înmoaie apa dură. Modalități, sfaturi, daune și beneficii, diferite metode, caracteristici și indicatori acceptabili.

Cu toții am auzit despre pericolele apei dure - nu numai pentru aparate de bucatarieși echipamente de încălzire, dar și pentru corpul uman. Cu toate acestea, puțini oameni știu că rigiditatea sa este diferită ca „origine” și, în plus, nu este un rău absolut. Prin urmare, astăzi ne vom uita la modul în care puteți face cea mai eficientă dedurizare a apei pentru băut și nevoile casnice, pentru a profita la maximum de ea.

Caracteristicile apei dure

Apa devine tare din sărurile dizolvate - compuși de calciu și/sau magneziu (cationii acestora din urmă sunt mult mai puțin obișnuiți). Există și alte elemente, a căror prezență poate afecta indicatorii finali de rigiditate, de exemplu, mangan, stronțiu, bariu. Dar influența lor este atât de nesemnificativă încât pur și simplu nu este luată în considerare.

Indicele general de duritate este de obicei împărțit în funcție de compoziția sărurilor:

1. Carbonat sau duritate temporară - determină conținutul de bicarbonați de Ca și Mg în apă la un nivel de pH care depășește 8,3 unități. Poate fi tratată cu ușurință prin fierbere prelungită - după o oră, sărurile se vor dezintegra pur și simplu sub influența temperaturii ridicate și se vor precipita.
2. Duritatea non-carbonată se numește constantă, deoarece nu este atât de ușor să scapi de ea. Este determinată de conținutul de săruri stabile ale diferiților acizi, care nu se descompun și trebuie îndepărtate prin alte metode, precum osmoza inversă.

În concluzie, acești doi indicatori dau doar rigiditatea generală, deși este dificil și costisitor să le calculezi separat. De obicei, se folosesc reactivi speciali sau benzi indicatoare pentru a determina conținutul real de sare.

Dar poți afla că sistemul tău are apă dură fără teste de laborator. În procesul de utilizare, oferă o mulțime de probleme care sunt pur și simplu imposibil de ignorat:

• Urme albe pe hainele spălate;
• Spumă slabă detergenti, iar pe cale de consecință - ineficiența acestora;
• Scalați pe pereții ceainicului (și imaginați-vă ce se întâmplă cu elementele de încălzire ale cazanelor, mașinilor de spălat și mașinilor de spălat vase);
• Placă care apare constant pe baterie și chiuvetă.

Apa dură provoacă, de asemenea, daune considerabile corpului uman. Senzația de uscăciune a pielii după contactul cu un astfel de mediu nu este altceva decât spălarea filmului lipidic protector de pe suprafața sa. Și utilizarea acestei ape în interior fără înmuiere preliminară poate provoca urolitiaza.

Dar asta nu înseamnă că dedurizarea apei ar trebui să fie totală, chiar dacă este folosită pentru băut și gătit. Un lichid complet lipsit de săruri duce la o deficiență a ionilor de calciu și magneziu în organism, ceea ce afectează negativ funcționarea sistemului cardiovascular. Daunele și beneficiile durității apei potabile sunt unul dintre paradoxurile medicale. Dar este permis pur și simplu - respectarea măsurii.

Din punctul de vedere al medicilor, folosirea apei prea tare, precum și prea moale, este inacceptabilă. Aici trebuie să rămâneți la mijlocul de aur.

Apa „reînmuiată” poate dăuna atât țevilor de oțel, cât și țevilor de apă. sisteme de incalzire– din această cauză, sunt mai expuse la uzură corozivă și au o durată de viață mai scurtă decât conductele care transportă medii dure.

Modalități populare de înmuiere

Bunicile noastre s-au confruntat și cu problemele apei dure și cel puțin au ghicit despre pericolele folosirii ei. Prin urmare, există suficiente modalități simple și accesibile de a se înmuia în pușculița înțelepciunii populare. Vă prezentăm pe cele mai populare dintre ele.

Fierberea (și nu într-un fierbător electric, ci pe aragaz, deoarece este posibil să se obțină efectul dorit de descompunere a sărurilor de duritate numai cu încălzire prelungită). După aceasta, lichidul trebuie lăsat să se depună timp de o zi și numai atunci trebuie scurs cu atenție, fără a agita sedimentul din partea de jos.

Congelarea este o modalitate mai blândă care vă va permite să păstrați cel puțin parțial substanțele utile în apă și să nu stricați gustul. Un recipient transparent cu apă trebuie trimis la congelator și monitorizați înghețarea acestuia. De îndată ce 75-80% din volumul total se transformă în gheață, vasul este scos și reziduul lichid este scurs - în el sunt concentrate săruri, care conferă rigiditate ridicată.

Aşezarea. Trebuie doar să turnați apă în orice recipient și să o puneți departe de razele de soare timp de 3-6 zile. După aceea, trebuie să scurgeți cu atenție straturile superioare fără a deranja sedimentul. O astfel de apă nu este potrivită pentru băut, dar este destul de potrivită pentru uz casnic.

Adăugarea de siliciu sau shungit - minerale care absorb literalmente sărurile de duritate. Străbunicii noștri au căptușit fântânile cu silex pentru a înmuia apa depozitată în ele. O modalitate mai simplă ne este disponibilă: trebuie doar să coborâți pietrele sterile de siliciu sau shungit într-un recipient cu apă de băut. Absorbantele naturale vor absorbi sarurile in 2-3 zile, desi multi recomanda marirea acestei perioade la o saptamana.

Saponificarea este una dintre modalitățile de a pregăti apa pentru spălare. Va fi necesar să se radă 15-20 g de uz casnic sau săpun de toaletă si se dilueaza in 0,5 l apa pana se dizolva complet si apare spuma. Această cantitate este suficientă pentru o găleată cu lichid, după care trebuie să stați totul cel puțin o noapte - săpunul va reacționa cu sărurile și le va trimite la sediment. Dimineața, soluția se toarnă cu grijă într-un alt recipient și se adaugă la acesta. acid boric(2-3 linguri).

Metode moderne

Pentru noi, oamenii moderni, există modalități mai simple de a înmuia apa dură. Pentru a face acest lucru, este suficient să cumpărați și să introduceți filtre de înmuiere cu rășini schimbătoare de ioni în sistemul de alimentare. Sunt rezervoare duble și funcționează după următorul principiu:

1. Apa dură intră în compartiment cu rășină, care „extrage” calciu, magneziu și alte elemente alcalino-pământoase din ea.
2. Lichidul epuizat curge în al doilea rezervor cu sare de masă obișnuită, unde este îmbogățit cu ioni de sodiu - mult mai util pentru organism.
3. Reziduurile cu elemente „dăunătoare” sunt îndepărtate împreună cu scurgerile.

Ca rezultat, obținem apă dedurizată sigură și gustoasă, cu duritate normală. Poate fi folosit atât pentru nevoile casnice, cât și pentru băut sau gătit.

Diferite țări au propriile standarde de duritate. Indicatorii noștri maximi pentru apa potabilă sunt stabiliți la 7 mg-eq/l, pentru apa tehnică - nu mai mult de 9 mg-eq/l.

Efectul de înmuiere se obține și după curgerea apei printr-un sistem de osmoză inversă. Funcționează într-un mod complet diferit: forțează lichidul printr-o membrană specială cu pori foarte mici (0,0001 microni în dimensiune) și captează impuritățile la nivel molecular. Astfel, apa este eliberată nu numai de săruri, ci și de bacterii și alte elemente străine, transformându-se practic într-un distilat.

Din păcate, utilizarea constantă a acestuia în alimente face mai mult rău decât bine. Prin urmare, după curățare și înmuiere, este de dorit să treceți o astfel de apă printr-un sistem de mineralizatori, care o vor îmbogăți cu substanțe sigure și vor restabili duritatea optimă. Cu toate acestea, este destul de potrivit pentru nevoile casnice.

De asemenea, pentru a proteja echipamentul de apa dura, se folosesc diverși aditivi:

• Alimente, sodă;
• acid citric;
• Oţet;
• Orice dedurizator de apă pe bază de polifosfați (Calgon, Eonite, Sodasan etc.).

De ce este atât de necesară dedurizarea apei?

Cu siguranță, locuind într-un apartament sau într-o casă de țară și folosind apă dintr-o sursă de apă din oraș, fântână, fântână sau altă sursă de admisie a apei, ai trebuit să faci față consecințelor neplăcute ale folosirii apei dure. Pielea uscată după duș, rigiditatea hainelor și țesăturilor după spălare, spumarea slabă a săpunurilor și detergenților, precum și depunerile albe pe echipamentele sanitare și apariția depunerilor în timpul fierberii - toate acestea sunt semnele cele mai vizibile ale unei concentrații excesive de duritate săruri în apă. Este imposibil să nu observăm consecințele dăunătoare ale influenței apei dure asupra corpului uman: probleme cu sistemul cardiovascular, motilitate afectată a stomacului, boli articulare și depozite nedorite în rinichi sau tractul biliar. În plus față de toate cele de mai sus, calcarul format în timpul funcționării echipamentelor de încălzire a apei (cazane, cazane, mașini de spălat, mașini de spălat vase etc.), contribuie la defectarea prematură a acestora.

De asemenea, este inacceptabilă utilizarea apei cu o salinitate ridicată în industrie, provocând încălcări ale proceselor tehnologice și chimice în producția de alimente, băuturi, bunuri de larg consum etc. Nevoia de a elimina duritatea apei joacă, de asemenea, un rol important în sectorul energetic, unde formarea calcarului perturbă performanța echipamentelor scumpe de schimb de căldură și a sistemelor de încălzire, reducând în același timp drastic caracteristicile de schimb de căldură (creșterea ulterior a costurilor cu combustibilul) și provocând eșec complet.

Conceptul de apă dură. Ce cauzează duritatea apei?

Duritatea apei caracterizează concentrația (prezența) în ea a ionilor de calciu (Ca 2+), magneziu (Mg 2+), stronțiu (Sr 2+), bariu (Ba 2+), fier (Fe 2+) și mangan (Mn). 2+). Dar prezența în ape naturale ax direct al ionilor de calciu și magneziu este mult mai mare decât prezența totală a altor ioni enumerați. Din acest motiv, duritatea apei se referă la cantitatea totală de ioni de calciu și magneziu. Duritatea diferă în ceea ce privește formarea temporară (carbonat), cauzată de prezența bicarbonaților de calciu și magneziu, precum și a duratei (non-carbonate), adesea datorită prezenței sulfaților și clorurilor și neeliberate în timpul fierberii.

Astăzi, în ceea ce privește duritatea apei, există o serie de cerințe și documente normativeîntocmit de diverse departamente și orientat către diferite tipuri de consumatori. Standarde pentru conținutul total de sare, indiferent de suprafață sau panza freatica, pentru sistemele de uz casnic și de băut și sisteme de uz casnic, într-o măsură mai mare se reduce la cerințele SanPiN „Drinking Water”, unde MPC (concentrația maximă admisă) a sărurilor de duritate nu trebuie să depășească mai mult de 7 mg/l. Cu toate acestea, trebuie acordată atenția cuvenită standardelor de calitate a apei pentru sistemele de alimentare cu apă caldă, sistemele de alimentare cu căldură, cazanele cu abur și apă caldă, unde regulile de funcționare ale dispozitivelor necesită duritate MPC semnificativ mai mică decât standardele SanPiN (mai puțin de 2 mg/l). De remarcat, de asemenea, concentrația relativ mai mică de ioni de calciu și magneziu, stabilită în standardele de calitate ale Uniunii Europene, Organizației Mondiale a Sănătății și standardele naționale ale Statelor Unite, care nu depășește 5 mg/l. Cerințe semnificativ diferite pentru salinitatea apei și a sistemelor uz industrial(uneori până la absență completă), unde concentrațiile necesare reglementează procesele tehnice și chimice de producție. Atenția acordată MPC a sărurilor de duritate a apei în industria energetică este justificată de eficiența tehnologică și economică a echipamentului (mai puțin de 1 mg/l) și este mai mult orientată spre prevenirea principalei probleme - formarea de scară.

Metode de dedurizare a apei

1. Dedurizarea apei prin schimb ionic cea mai populară și utilizată metodă de dedurizare a apei dintr-o fântână sau dintr-un sistem de alimentare cu apă în sistemele de băut și gospodărie. Această metodă constă în capacitatea materialelor schimbătoare de ioni (rășini) de a schimba ioni ai sărurilor de duritate (calciu, magneziu etc.) cu ioni ai altor molecule care nu provoacă formarea de calcar. De asemenea, această metodă, în funcție de tipul de rășini folosite, permite extragerea compușilor de fier și, dacă este necesar, reducerea mineralizării apei. Astfel, dedurizarea apei prin schimb ionic, spre deosebire de alte metode (cu excepția osmozei inverse), asigură eliminarea durității apei, și nu le transformă (fără a le îndepărta) într-o formă care să nu provoace calcar.

Pentru uz casnic și de băut, pentru a înmuia apa dintr-o fântână, fântână sau alimentare cu apă, se folosesc adesea filtre cu rășini schimbătoare de cationi de calitate alimentară în formă de Na. Aceste rășini sunt concepute pentru a elimina duritatea apei prin îndepărtarea ionilor de calciu și magneziu, schimbându-i cu ionii de sodiu (fără a crește semnificativ mineralizarea apei). Aceste filtre includ:

• Dedurizatoare de apă din seria WS (Lewatit S1567) . Filtre automate și mecanice pentru eliminarea durității apei cu material filtrant de fabricație germană Lewatit S 1567.
• Dedurizatoare de apă din cabinet: North Star, BWT, Atoll Excellece L, Atoll Excellece R. Filtre automate compacte pentru eliminarea durității apei din producția americană și europeană.
• Instalare de dedurizare de acțiune continuă WS TWIN (Lewatit S1567) . Filtre automate de intarire a apei pentru continuu dedurizarea apei fără regenerare. Încărcare filtru - Lewatit S 1567.

Pentru a utiliza filtre schimbătoare de cationi în condiții de concentrație mare de fier, mangan, hidrogen sulfurat sau compuși organici în apă, este necesară îndepărtarea lor prealabilă. Din acest motiv, în complexele de sisteme de tratare a apei, acestea se instalează după curățiri preliminare brute, sisteme de dozare, aerare a apei, stații de decălcare a apei etc., în funcție de tehnologiile utilizate.

În caz contrar, pentru eliminarea unică a durității apei, fierului, manganului sau compușilor organici ai acestora, fără utilizarea preliminară a „oxidanților” (dozare sau aerare) și a agenților de îndepărtare a fierului, se folosesc rășini combinate, constând dintr-un amestec de cationi. -materiale schimbătoare, schimbătoare de anioni și inerte. Aceste filtre includ:

• filtre pentru dedurizarea apei și îndepărtarea fierului Geyser Aquachief (Ekotar B) sau stații pentru îndepărtarea și dedurizarea apei ECO A (Ecomix A) . Filtre automate și mecanice pentru eliminarea durității apei, a fierului dizolvat și a manganului cu rezervor separat de sare. Materiale filtrante Eocar B și Ecosoft Mix A.
• dedurizatoare de apă din dulap seria ATOLL: EcoLife SM , Excellece LM . Filtre automate de fabricație americană pentru eliminarea durității apei, a fierului dizolvat și a manganului într-o carcasă de filtru compozită împreună cu un rezervor de sare.
• instalatii de dedurizare a apei ECO (Ekomiks C) . Filtre automate si mecanice pentru eliminarea duritatii apei, fierului dizolvat, manganului cu o concentratie crescuta de compusi organici (exces de oxidare cu permanganat) cu rezervor separat de sare.

Atât pentru instalațiile industriale, energetice, menajere (în special cazane cu abur și apă caldă), cât și pentru instalațiile menajere și potabile (inclusiv alimentarea cu apă caldă și rece pentru casele de țară), mineralizarea generală nu este mai puțin importantă alături de duritatea apei. Cu o mineralizare crescută, dedurizarea apei Metoda de schimb de ioni vă permite, de asemenea, să reduceți în mod eficient conținutul de săruri minerale. Cu toate acestea, demineralizarea apei este ceva mai complexă decât dedurizarea. Acest proces se bazează pe utilizarea proprietăților de schimb anionic ale rășinilor după cationizarea preliminară. Pentru a face acest lucru, în tratarea apei, există diverse scheme cu una și mai multe etape de cationizare și anionizare.

Cele mai populare mărci de rășini schimbătoare de ioni sunt: ​​Lewatit, Ecosoft Mix, Dowex, Purolite, Ecotar, PURESIN etc. Este de remarcat varietatea existentă de rășini ale aceluiași brand, care diferă în ceea ce privește proprietățile, compoziția, caracteristicile și scopurile aplicării lor. Din acest motiv, inainte de a alege si achizitiona dedurizatorul necesar sau de a schimba umplutura intr-un filtru existent, va recomandam sa va consultati cu un specialist.

2. Metoda de dedurizare a apei prin osmoză inversă presupune utilizarea membranelor semipermeabile din acetat de celuloză sau poliamidă aromatică. Reținând aproape toți ionii aceasta metodaînmuierea asigură cea mai profundă demineralizare posibilă și eliminarea sărurilor de duritate. Gradul de purificare a sistemelor de osmoză inversă este de până la 99%. În comparație cu filtrele schimbătoare de ioni, designul lor este mai puțin general și reprezintă carcasă metalică cu membrane (al căror număr și dimensiune depind de capacitatea necesară a stației de tratare a apei), o pompă de amplificare, o unitate de sistem, o pompă de dozare, componente mici etc. Când apa purificată lovește membrana, o parte din ea filtrată aproape până la distilat ajunge la consumator, iar restul cu toate impuritățile intră în sistemul de drenaj sau merge din nou la filtrare.

Pe lângă dimensiunile mici și simplitatea designului (relativ dedurizator de apă metoda schimbului de ioni) a sistemelor de osmoză inversă, este de remarcat și avantaje precum: consum redus de energie, relativ mic costuri de operare si posibilitatea deversarii concentratului in canalizare. Cu toate acestea, cu toate acestea, merită luată în considerare necesitatea pretratării apei tratate pentru o durată lungă de viață a membranelor. Concentrația admisibilă de impurități în apa tratată este reglementată de caracteristicile de funcționare ale membranelor. De asemenea, este necesar să se țină cont de consumul mare de apă (în timp ce se primește doar 20-25% curat, restul se scurge), costurile mari la momentul achiziției și funcționarea continuă recomandată.

Până în prezent, metoda dedurizator de apă Cu ajutorul osmozei inverse este una dintre cele mai promițătoare metode de îndepărtare a durității apei și de purificare a acesteia în general. Dedurizarea apei cu osmoză inversă este utilizată pe scară largă în îmbutelierea apei potabile, producția de băuturi alcoolice și nealcoolice, în industria alimentară, în cabane, case de tara, apartamente etc. Printre produsele noastre veti gasi sisteme de osmoza inversa de la producatori precum: Atoll, Aquapro, Geyser, Osmosis RO etc.

3. Metoda de dedurizare a apei cu reactiv este un tratament (prin dozare) a apei purificate cu o varietate de reactivi și coagulanți care leagă calciul și magneziul în compuși slab solubili, care ulterior, împreună cu alte impurități în suspensie, sunt reținute în diferite rezervoare de sedimentare sau filtre de limpezire. În acest caz, se utilizează ca reactivi var, sodă, hidroxid de sodiu, acizi, fosfonați etc.. Adesea, metoda reactivă de dedurizare a apei este utilizată pentru a înmuia, sau, cu alte cuvinte, pentru a „stabiliza” sistemele de energie termică ale instalatii industriale, locuinte si servicii comunale, centrale termice centrale etc.

Scopul principal al tratamentului cu reactiv este de a preveni formarea calcarului, coroziunea și murdărirea microbiologică a echipamentelor de schimb de căldură, inclusiv a conductelor, la temperaturi scăzute și ridicate. Este utilizat pe scară largă în tratarea apei de suprafață, unde există o probabilitate mare de un conținut ridicat de produse metabolice periculoase ale organismelor vii, alge, bacterii și alți poluanți minerali sau organici. Pentru o dedurizare mai profundă a apei, poate fi utilizat în sistemele de tratare a apei împreună cu filtrele ulterioare cu schimb de cationi.

Spre deosebire de sistemele închise pentru alimentarea cu căldură (încălzire), metoda reactivă de dedurizare a apei în sistemele deschise nu este practic utilizată, deoarece cerințele pentru calitatea apei din rețea în sistemele deschise trebuie să îndeplinească cerințele pentru „calitatea apei potabile”.

4. Metodă magnetică și electromagnetică de dedurizare a apei este utilizat pentru a preveni formarea depunerilor în sistemele termice, generatoare de abur, sisteme de alimentare cu apă rece și caldă din industrie, case de țară, cabane, apartamente etc. și este un proces de trecere a fluxului de apă într-o conductă printr-un câmp magnetic. Sub influența unui câmp magnetic, impuritățile care formează calcar de duritate carbonatată (calciu, magneziu și fier) ​​se cristalizează într-o formă insolubilă care nu formează depuneri solide pe pereții țevilor sau încălzitoarelor de apă, rămânând în același timp în coloana de apă. În același timp, depozitele formate anterior sunt și ele distruse în timp și, împreună cu fluxul de apă, sunt ușor îndepărtate din sistemul sanitar.

Pentru a crea aceste câmpuri magnetice în conductă în tratarea apei, se folosesc dispozitive speciale cu magneți permanenți sau electromagneți. Spre deosebire de dedurizator de apă prin sisteme de schimb ionic și osmoză inversă, dedurizatoarele magnetice sunt cele mai compacte, ușor de instalat, operat și mai economice. Instalațiile cu influență electromagnetică constau dintr-o unitate electronică care trimite semnale către un fir izolat înfăşurat în jurul unei conducte de apă. Datorită semnalelor care vin cu puritatea specificată, aceste fire emit un câmp electromagnetic, trecând prin care apa purificată este înmuiată.

Pentru unii, expresia „apă dură” le va părea un oximoron literar, dar există mulți oameni care sunt familiarizați cu această calitate a apei. Cum se determină gradul de duritate și de ce se înmoaie apa - vom spune în acest articol.

Apa dură este motivul formării depunerilor de sare, pietre la rinichi, boala cardiovasculara. 80% din boli o persoană bea cu apă. 90% dintre defecțiunile încălzitoarelor de apă și ale altor echipamente care funcționează cu apă sunt cauzate de gravitatea ridicată.

Care este scopul procesului de dedurizare a apei?

Duritatea apei este o combinație a ei fizice și proprietăți chimice asociată cu conținutul de săruri dizolvate ale metalelor alcalino-pământoase. În primul rând, calciul și magneziul sunt săruri de duritate. În mediul natural, ele reglează diferite procese chimice. Duritatea apei este influențată în principal de depunerea acesteia. Râurile și lacurile sunt completate din surse subterane care curg în straturi de calcar și îmbogățesc apa care trece prin ele cu săruri de duritate. Apele de suprafață conțin mult mai puțin calciu și magneziu decât apele de adâncime. Duritatea apei din izvoarele naturale atinge maximul iarna, iar minimul primăvara, datorită topirii zăpezii.

Există trei tipuri de duritate a apei:

• General. Aceasta este concentrația totală de ioni de magneziu și calciu.
• Carbonat. Al doilea nume este temporar, deoarece indicatorii depind de conținutul de carbonați și bicarbonați de calciu și magneziu din apă, care sunt aproape complet eliminați prin fierbere.
• Non-carbonatul, dimpotrivă, este o valoare constantă, deoarece se datorează prezenței sărurilor de magneziu și calciu, care nu sunt afectate de schimbările de temperatură.

În sistemul SI, duritatea apei se măsoară în moli per metru cub -mol/m³, dar în practică se folosesc și echivalenți miligrame pe litru -mg-echiv/l. Conform normelor SanPiN, duritatea apei potabile nu trebuie să fie mai mare de 7 mg-eq/l. Duritatea apei necesară pentru producția de bere -până la 4 mg-eq/l, băuturi răcoritoare -0,7 mg-echiv/l.

Apa excesiv de dura este unul dintre motivele formării pietrelor la rinichi, deoarece bicarbonații de calciu și magneziu îngreunează funcționarea stomacului și a intestinelor. Așa-numitele depozite de sare din articulații pot fi și rezultatul consumului de apă tare. Sărurile de duritate conținute în acesta interacționează activ cu săpunurile, șampoanele, balsamurile și alte produse similare, formând un precipitat și reducându-le eficacitatea. Datorită distrugerii protecției grase naturale, porii de pe pielea umană sunt înfundați cu neoplasme, ceea ce face dificilă respirația. Acest lucru poate duce la uscăciune, acnee, mătreață, precum și rupere și căderea părului. Apa dură afectează și gătitul într-un mod prost, distrugând substanțele benefice conținute în ingrediente.

Apa dură reduce semnificativ durata de viață a aparatelor electrocasnice: mașini de spălat vase, boilere, ceainice etc. Datorită cristalizării sării, se formează calcar, care ulterior duce la coroziune și spargere. La fel ca și în cazul șampoanelor, la spălarea în apă dură, o parte din „forțele” pudrei este îndreptată spre neutralizarea efectului acesteia, dar aici, pe lângă banala cheltuire excesivă a detergenților, sunt șansele de a obține lenjerie cu pete sau pete. crește. Ele apar și din cauza depunerilor formate pe „interiorul” mașinii de spălat.

În zonele urbane, acum aproape niciodată nu se găsește apă dura, ci în sectoarele private și mediu rural situatia este alta. De obicei, locuitorii lor folosesc apa dintr-o fântână sau dintr-o fântână arteziană, în care satură calciu și magneziu panza freatica. În plus, alături de sărurile de duritate, pot ajunge acolo și alte substanțe nocive. Pentru aceasta sunt suficiente ploile abundente și o groapă de gunoi situată în raion.

Cât de ușor este de înțeles dedurizarea apei - aceasta este o scădere a concentrației de săruri de duritate din acesta. Cea mai simplă versiune a acestui proces este termică (este și fierbere simplă). După cum sa menționat mai sus, în acest proces, bicarbonatul de calciu se descompune în carbonat de calciu insolubil, care precipită, și dioxid de carbon. Concentrația de sulfat de calciu scade, de asemenea, ușor. Această metodă este considerată cea mai simplă, dar performanța ei lasă mult de dorit. Există și o metodă chimică, atunci când în apă se adaugă reactivi care transformă compușii solubili în cei insolubili. Principalul dezavantaj este că încă nu poți bea un astfel de lichid. Alte metode necesită echipament special.

Echipament de dedurizare a apei

Pe lângă placa de pe elementele de încălzire ale aparatelor de uz casnic și petele de pe lenjeria spălată, un semn de apă dură este săpunurile și pulberile slab spumante, carnea care este tare chiar și după o gătire lungă, absența aromei obișnuite de ceai și cafea, ca precum și gustul amar al apei în sine. În plus, duritatea apei poate fi determinată folosind benzi speciale de testare sau un contor TDS care măsoară conductivitatea electrică a unui lichid. Cu toate acestea, înainte de a cumpăra un filtru pentru dedurizarea apei, este recomandat să îl trimiteți la un laborator pentru analiză, astfel încât experții să poată face cea mai precisă „diagnostic”. De exemplu, un filtru de flux pentru dedurizarea apei va fi relevant numai pentru lichide fără un conținut critic de fier, iar în cazurile severe este mai bine să utilizați unul principal.

Ce instalații se folosesc pentru dedurizarea apei? Experții disting următoarele categorii de filtre:

• Membrană. Eliminați până la 98% din impurități, făcând ca apa să fie efectiv distilată. Cu toate acestea, pentru ca calitatea muncii lor să nu scadă, este necesar să se mențină o presiune de cel puțin 3-4 atmosfere în sistemul de alimentare cu apă. Un astfel de dispozitiv este destul de scump, dar are și o durată de viață lungă.
• Polifosfat. Sunt un balon cu cristale de sare polifosfat. Apa care trece prin ele este saturată cu polifosfat de sodiu. De obicei, atașat în fața echipamentului de uz casnic. Filtrele cu polifosfat sunt ieftine, dar trebuie schimbate la fiecare șase luni. Nu este recomandat să bei apă dedurizată cu ajutorul lor.
• Magnetic. Datorită acestora, asupra apei acționează un câmp magnetic constant, care modifică structura sărurilor de duritate. Moleculele încetează să se combine atunci când sunt încălzite și nu formează un precipitat și, de asemenea, distrug scara deja existentă. Concentrația de sare rămâne aceeași, astfel încât astfel de dispozitive sunt potrivite în principal pentru țevi și echipamente de pompare. În funcție de varietate, filtrele magnetice pot funcționa de la 5 la 25 de ani fără a fi nevoie de întreținere.
• Electromagnetic. Ele funcționează pe baza radiației undelor electromagnetice cu frecvența necesară. Acestea necesită o conexiune la rețea, dar nu consumă multă energie. Compatibil cu orice alte sisteme de dedurizare a apei. Sărurile în exces sunt apoi îndepărtate prin bazin în canalizare. La fel ca și cele magnetice, ele distrug în plus scara, dar costă cu un ordin de mărime mai scump.
• Filtre schimbătoare de ioni pentru dedurizarea apei. Plusul lor clar este performanța ridicată și durabilitatea elementului de filtrare. Sunt un filtru de tip coloană sau dulap, în interiorul căruia se află o rășină schimbătoare de ioni. Ca si in cazul filtrelor magnetice, cu ele se poate curata doar apa rece. Procesul de filtrare consta in inlocuirea ionilor de calciu si magneziu cu ioni de sodiu, care nu dauneaza organismului uman si aparatelor electrocasnice.

În ciuda faptului că după metoda schimbului de ioni de înmuiere a apei poate fi băută, aceasta este considerată reactivă, restul sunt clasificate ca non-reactiv.

A decalca nu înseamnă a înmuia

Termenul „apă dură” nu este sinonim cu „apă de fier”. Apa dulce conține, de asemenea, fier, care intră în fântâni și fântâni din roci care se prăbușesc și în conductele de la conductele de apă îmbătrânite și corodate din fier și oțel. Nu este greu de determinat apa suprasaturată cu fier prin ochi - are un miros metalic caracteristic și o nuanță gălbuie-tulburată. Cu astfel de indicatori, lucrurile albe devin, de asemenea, gălbui după spălare, iar pe instalații sanitare apar pete maro.

În țara noastră, cantitatea permisă de fier în apă nu trebuie să depășească 0,3 mg-eq/l. Aportul total recomandat de fier pentru un adult este de 25 de miligrame pe zi.

„Supradozajul” poate duce la urolitiază, tulburări intestinale, boli ale vezicii biliare și probleme dentare, precum și dermatită și dezvoltarea de alergii. Prin urmare, nu are rost să achiziționați dispozitive de dedurizare a apei, neglijând în același timp echipamentele de îndepărtare a fierului. De asemenea, este diferit, atât chimic, când fierul este distrus de reactivi, cât și mecanic, când fierul se descompune cu ajutorul aerării, coagulării și al metodei de schimb ionic descrisă mai sus. Mai mult, există instalații „două în unu” care funcționează simultan atât pentru dedurizarea apei, cât și pentru îndepărtarea fierului. Economisesc spațiu în casă, bugetul proprietarului și timpul acestuia în egală măsură.

Tehnologia avansează rapid și poate într-o zi toată apa de pe Pământ va fi excepțional de curată. Dar până când se întâmplă acest lucru, prezența unui sistem de filtrare a apei este o nevoie urgentă, deoarece sănătatea umană depinde direct de aceasta. În același timp, nu doriți să cheltuiți mulți bani pe echipamente ineficiente, așa că alegerea unui filtru pentru îndepărtarea fierului și dedurizarea apei ar trebui abordată cu atenție.

Dedurizarea apei prin dializă

Tratarea apei magnetice

Literatură

Fundamentele teoretice ale dedurizarii apei, clasificarea metodelor

Dedurizarea apei se referă la procesul de îndepărtare a cationilor de duritate din aceasta, adică. calciu și magneziu.În conformitate cu GOST 2874-82 „Apă potabilă”, duritatea apei nu trebuie să depășească 7 mg-eq/l. Anumite tipuri de producție apă procesata faceți cereri pentru înmuierea sa profundă, de ex. până la 0,05,0,01 mg-eq/l. Sursele de apă utilizate în mod obișnuit au o duritate care îndeplinește standardele apei menajere și potabile și nu necesită dedurizare. Dedurizarea apei se realizează în principal în timpul pregătirii sale în scopuri tehnice. Astfel, duritatea apei pentru alimentarea cazanelor cu tambur nu trebuie să depășească 0,005 mg-eq/l. Dedurizarea apei se realizează prin metode: termică, pe bază de încălzire a apei, distilarea sau congelarea acesteia; reactiv, în care ionii din apă Ca ( II ) Și mg ( II ) se leagă cu diverși reactivi în compuși practic insolubili; schimb ionic, bazat pe filtrarea apei dedurizate prin materiale speciale care schimbă ionii incluși în compoziția acestora N / A ( I) sau H (1) în ioni de Ca (II) și mg ( II ) conținute în apa de dializă; combinate, reprezentând diverse combinații ale metodelor de mai sus.

Alegerea metodei de dedurizare a apei este determinată de calitatea acesteia, de adâncimea necesară de dedurizare și de considerente tehnice și economice. În conformitate cu recomandările SNiP la dedurizarea apelor subterane, trebuie utilizate metode de schimb ionic; la dedurizarea apei de suprafață, când este necesară și limpezirea apei, se folosește metoda varului sau var-sodă, iar când apa este înmuiată profund, cationizarea ulterioară. Principalele caracteristici și condiții de utilizare a metodelor de dedurizare a apei sunt prezentate în Tabel. 20.1.

apa de dedurizare dializa termica

Pentru a obține apă pentru nevoile menajere și de băut, doar o anumită parte a acesteia este de obicei dedurizată, urmată de amestecarea cu apa sursă, în timp ce cantitatea de apă dedurizată Q y determinat de formula

unde J o. Și. - duritatea totală a apei sursei, mg-eq/l; F 0. s. - duritatea totală a apei care intră în rețea, mg-eq/l; J 0. y. - duritatea apei dedurizate, mg-eq/l.

Metode de dedurizare a apei

Metoda termică de dedurizare a apei

Este recomandabil să se folosească metoda termică de dedurizare a apei atunci când se utilizează ape carbonatate utilizate pentru alimentarea cazanelor. presiune scăzută, precum și în combinație cu metode reactive de dedurizare a apei. Se bazează pe deplasarea echilibrului de dioxid de carbon atunci când este încălzit spre formarea carbonatului de calciu, care este descris de reacție.

Ca (HC0 3) 2 -\u003e CaCO 3 + CO 2 + H 2 0.

Echilibrul este deplasat de o scădere a solubilității monoxidului de carbon (IV), cauzată de creșterea temperaturii și a presiunii. Fierberea poate elimina complet monoxidul de carbon (IV) și, prin urmare, poate reduce semnificativ duritatea carbonatului de calciu. Cu toate acestea, această duritate nu poate fi eliminată complet, deoarece carbonatul de calciu, deși ușor (13 mg / l la o temperatură de 18 ° C), este încă solubil în apă.

În prezența bicarbonatului de magneziu în apă, procesul de precipitare a acestuia are loc după cum urmează: în primul rând, se formează un carbonat de magneziu relativ bine solubil (110 mg / l la o temperatură de 18 ° C).

Mg (HCO3) → MgC03 + CO2 + H20,

care se hidrolizează în timpul fierberii prelungite, în urma căreia un precipitat de precipitate ușor solubile (8,4 mg/l). hidroxid de magneziu

MgC03 + H20 → Mg (0H)2 + CO2.

In consecinta, cand apa este fiarta, duritatea datorata bicarbonatilor de calciu si magneziu scade. Apa clocotita reduce si duritatea determinata de sulfatul de calciu, a carui solubilitate scade la 0,65 g/l.

Pe fig. 1 prezintă un dedurizator termic proiectat de Kopiev, care se caracterizează printr-o simplitate relativă a dispozitivului și o funcționare fiabilă. Apa tratată, preîncălzită în aparat, intră prin ejector la ieșirea încălzitorului de film și este pulverizată peste țevi așezate vertical și curge în jos prin acestea către aburul fierbinte. Apoi, împreună cu apa de purjare din cazane, aceasta intră în limpezitor cu sediment în suspensie prin conducta centrală de alimentare prin fundul perforat.

Dioxidul de carbon și oxigenul eliberat din apă, împreună cu excesul de abur, sunt evacuate în atmosferă. Sărurile de calciu și magneziu formate în timpul încălzirii apei sunt reținute în stratul în suspensie. După trecerea prin stratul suspendat, apa dedurizată intră în colector și este evacuată în exteriorul aparatului.

Timpul de rezidență al apei în dedurizatorul termic este de 30,45 min, viteza de deplasare ascendentă a acesteia în stratul suspendat este de 7,10 m/h, iar în deschiderile fundului fals 0,1,0,25 m/s.

Orez. 1. Balsam termic proiectat de Kopiev.

15 - evacuarea apei de scurgere; 12 - conducta centrala de alimentare; 13 - funduri false perforate; 11 - strat suspendat; 14 - evacuarea nămolului; 9 - colectarea apei dedurizate; 1, 10 2 - purjare cazane; 3 - ejector; 4 - evaporare; 5 - încălzitor de film; 6 - evacuarea aburului; 7 - o conducta perforata inelara pentru scurgerea apei la ejector; 8 - pereți despărțitori înclinați

Metode reactive de dedurizare a apei

Dedurizarea apei prin metode cu reactivi se bazează pe tratarea acesteia cu reactivi care formează compuși puțin solubili cu calciu și magneziu: Mg (OH) 2, CaCO 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 și altele, urmate prin separarea lor în clarificatoare, decantoare în strat subțire și filtre de clarificare. Ca reactivi se folosesc var, sodă, hidroxid de sodiu și bariu și alte substanțe.

Dedurizarea apei prin var folosit pentru duritatea sa ridicată în carbonat și necarbonată scăzută, precum și în cazul în care nu este necesară îndepărtarea sărurilor de duritate non-carbonată din apă. Varul este folosit ca reactiv, care este introdus sub formă de soluție sau suspensie (lapte) în apa tratată preîncălzită. În dizolvare, varul îmbogățește apa cu ioni OH - și Ca 2+, ceea ce duce la legarea monoxidului de carbon liber (IV) dizolvat în apă cu formarea de ioni de carbonat și trecerea ionilor de hidrocarbonat la carbonat:

CO2 + 20H - → CO3 + H20, HCO3- + OH - → CO3- + H2O.

O creștere a concentrației de ioni CO 3 2 - în apa tratată și prezența ionilor de Ca 2+ în aceasta, ținând cont de cei introduși cu var, duce la o creștere a produsului de solubilitate și la precipitarea carbonatului de calciu slab solubil:

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3.

Cu un exces de var, precipită și hidroxidul de magneziu.

Mg 2+ + 20Н - → Mg (OH) 2

Pentru a accelera îndepărtarea impurităților dispersate și coloidale și pentru a reduce alcalinitatea apei, coagularea acestor impurități cu sulfat de fier (II) este utilizată simultan cu var. FeS0 4 * 7 H 2 0. Duritatea reziduală a apei dedurizate în timpul decarbonizării poate fi obținută cu 0,4,0,8 mg-eq/l mai mult decât duritatea non-carbonată, iar alcalinitatea este de 0,8,1,2 mg-eq/l. Doza de var este determinată de raportul dintre concentrația ionilor de calciu în apă și duritatea carbonatului: a) la raportul [Ca 2+ ] /20<Ж к,

b) cu raportul [Ca 2+] / 20 > W la,

unde [СО 2 ] este concentrația de monoxid de carbon liber (IV) în apă, mg/l; [Ca 2+ ] - concentraţia ionilor de calciu, mg/l; Zhk - duritatea carbonatată a apei, mg-eq / l; D la - doza de coagulant (FeS0 4 sau FeCl 3 în ceea ce privește produsele anhidre), mg/l; e la- masa echivalentă a substanței active a coagulantului, mg/mg-eq (pentru FeSO 4 e k = 76, pentru FeCI3 e k = 54); 0,5 și 0,3 - un exces de var pentru a asigura o mai mare completitudine a reacției, mg-eq/l.

Expresia D la /e to este luată cu semnul minus dacă coagulantul este introdus înainte de var, iar cu semnul plus dacă împreună sau după.

În lipsa datelor experimentale, doza de coagulant se găsește din expresie

D c \u003d 3 (C) 1/3, (20,4)

unde C este cantitatea de suspensie formată în timpul dedurizării apei (în termeni de substanță uscată), mg/l.

La rândul său, C este determinat folosind dependența

unde M și - conținutul de solide în suspensie în sursă de apă, mg/l; m- Conținut de CaO în var comercial, %.

Metoda de dedurizare a apei de var-sodă descrise prin următoarele reacții principale:

Conform acestei metode, duritatea reziduală poate fi crescută la 0,5,1, iar alcalinitatea de la 7 la 0,8,1,2 meq/l.

Dozele de var D și și sifon D s (în termeni de Na 2 C0 3), mg/l, sunt determinate de formulele

(20.7)

unde este conținutul de magneziu din apă, mg/l; Zh n. k. - duritatea apei necarbonatice, mg-eq/l.

Prin metoda de dedurizare a apei de var-sodă, carbonatul de calciu rezultat și hidroxidul de magneziu pot suprasatura soluțiile și rămân în stare de dispersie coloidală pentru o perioadă lungă de timp. Trecerea lor la nămol grosier durează mult timp, mai ales la temperaturi scăzute și prezența impurităților organice în apă, care acționează ca coloizi protectori. Cu un număr mare de ele, duritatea apei cu dedurizarea apei cu reactiv poate fi redusă cu doar 15,20%. În astfel de cazuri, înainte sau în timpul dedurizării, impuritățile organice sunt îndepărtate din apă cu agenți oxidanți și coagulanți. Cu metoda var-sodă, procesul se desfășoară adesea în două etape. Inițial, impuritățile organice și o parte semnificativă a durității carbonatice sunt îndepărtate din apă, folosind săruri de aluminiu sau fier cu var, desfășurând procesul în condiții optime de coagulare. După aceea, se introduce sifon și restul de var și se înmoaie apa. La îndepărtarea impurităților organice concomitent cu dedurizarea apei, se folosesc doar săruri de fier ca coagulanți, deoarece la o valoare ridicată a pH-ului apei, necesară pentru a îndepărta duritatea magneziului, sărurile de aluminiu nu formează hidroxid activ de sorbție. Doza de coagulant în absența datelor experimentale se calculează prin formula (20.4). Cantitatea de suspensie este determinată de formulă

unde W o este duritatea totală a apei, mg-eq/l.

Înmuierea mai profundă a apei poate fi realizată prin încălzirea acesteia, adăugând un exces de precipitant și creând contactul apei dedurizate cu precipitațiile formate anterior. Când apa este încălzită, solubilitatea CaCO 3 și Mg (OH) 2 scade și reacțiile de înmuiere au loc mai complet.

Din grafic (Fig. 2, a) se poate observa că duritatea reziduală, apropiată de cea teoretic posibilă, se poate obține numai cu încălzirea semnificativă a apei. Un efect de înmuiere semnificativ este observat la 35,40°C, încălzirea ulterioară este mai puțin eficientă. Înmuierea profundă se efectuează la temperaturi de peste 100 ° C. Nu se recomandă adăugarea unui exces mare de precipitant în timpul decarbonizării, deoarece duritatea reziduală crește din cauza varului nereacționat sau dacă există duritate de magneziu non-carbonată în apă datorită acestuia. trecerea la duritatea calciului:

MgS0 4 + Ca (OH) 2 \u003d Mg (OH) 2 + CaS0 4

Orez. Fig. 2. Efectul temperaturii (a) și al dozei de var (b) asupra adâncimii dedurizării apei prin metodele var-sodă și var

Ca (0H) 2 + Na 2 C0 3 \u003d CaC0 3 + 2NaOH,

dar un exces de var duce la o risipă ineficientă de sifon, o creștere a costului dedurării apei și o creștere a alcalinității hidratate. Prin urmare, se ia un exces de sifon de aproximativ 1 mg-eq/l. Duritatea apei ca urmare a contactului cu precipitatul precipitat anterior este redusă cu 0,3-0,5 mg-eq/l comparativ cu procesul fără contact cu precipitatul.

Controlul procesului de dedurizare a apei trebuie efectuat prin ajustarea pH-ului apei dedurizate. Când acest lucru nu este posibil, acesta este controlat de valoarea alcalinității hidratate, care se menține în intervalul de 0,1,0,2 meq/l în timpul decarbonizării și 0,3,0,5 meq/l în timpul dedurizării varului-sodă.

Cu metoda sodă-sodiu de înmuiere a apei, este tratată cu sodă și hidroxid de sodiu:

Datorită faptului că soda se formează prin reacția hidroxidului de sodiu cu bicarbonatul, doza necesară pentru a-l adăuga în apă este redusă semnificativ. Cu o concentrație mare de bicarbonați în apă și o duritate scăzută fără carbonat, excesul de sifon poate rămâne în apa dedurizată. Prin urmare, această metodă este utilizată doar ținând cont de raportul dintre duritatea carbonatică și cea non-carbonată.

Metoda sodă-sodiu folosit de obicei pentru a înmuia apa, a cărei duritate carbonatică este puțin mai mare decât cea necarbonată. Dacă duritatea carbonatului este aproximativ egală cu non-carbonatul, soda nu poate fi adăugată deloc, deoarece cantitatea necesară pentru a înmuia o astfel de apă se formează ca urmare a interacțiunii bicarbonaților cu soda caustică. Doza de carbon de sodiu crește pe măsură ce duritatea non-carbonată a apei crește.

Metoda regenerativă de sifon, bazată pe reînnoirea sifonului în timpul procesului de înmuiere, este utilizată la prepararea apei pentru alimentarea cazanelor cu abur de joasă presiune.

Ca (HC0 3) 2 + Na 2 C0 3 \u003d CaC0 3 + 2NaHC0 3.

Bicarbonatul de sodiu, care intră în cazan cu apă dedurizată, se descompune sub influența temperaturii ridicate

2NaHC0 3 \u003d Na 2 C0 3 + H 2 0 + C0 2.

Soda rezultată, împreună cu excesul, introdus mai întâi în dedurizatorul de apă, se hidrolizează imediat în cazan cu formare de hidroxid de sodiu și monoxid de carbon (IV), care intră în dedurizatorul de apă cu apa de purjare, unde este folosit pentru îndepărtarea calciului. şi bicarbonaţi de magneziu din apa dedurizată. Dezavantajul acestei metode este că formarea unei cantități semnificative de CO 2 în timpul procesului de înmuiere provoacă coroziunea metalului și o creștere a reziduului uscat în apa cazanului.

Metoda de dedurizare a apei cu bariu utilizat în combinație cu alte metode. Mai întâi, reactivii care conțin bariu sunt introduși în apă (Ba (OH) 2, BaCO 3, BaA1 2 0 4) pentru a elimina duritatea sulfatului, apoi după limpezirea apei, aceasta este tratată cu var și sodă pentru înmuiere suplimentară. Chimia procesului este descrisă de reacțiile:

Datorită costului ridicat al reactivilor, metoda bariului este rar utilizată. Datorită toxicității reactivilor de bariu, este impropriu pentru prepararea apei de băut. Sulfatul de bariu rezultat precipită foarte lent, așa că sunt necesare rezervoare mari de decantare sau limpezitoare. Pentru introducerea BaCO3, trebuie folosite floculatoare cu agitatoare mecanice, deoarece BaCO3 formează o suspensie grea, cu decantare rapidă.

Dozele necesare de săruri de bariu, mg / l, pot fi găsite folosind expresiile: hidroxid de bariu (un produs cu activitate de 100%) D b \u003d 1,8 (SO 4 2-), aluminat de bariu D b \u003d 128 W 0; carbonat de bariu D în \u003d 2,07γ (S0 4 2-);

Carbonatul de bariu este folosit cu var. Prin actiunea dioxidului de carbon asupra carbonatului de bariu se obtine bicarbonatul de bariu care se dozeaza in apa dedurizata. În acest caz, doza de dioxid de carbon, mg/l, se determină din expresia: D ang. = 0,46 (S042-); unde (S0 4 2-) este conţinutul de sulfaţi din apa dedurizată, mg/l; γ=1.15.1.20 - coeficient ținând cont de pierderea de carbonat de bariu.

Metoda de dedurizare a apei cu oxalat bazat pe utilizarea oxalatului de sodiu și pe solubilitatea scăzută în apă a oxalatului de calciu rezultat (6,8 mg/l la 18°C)

Metoda se caracterizează prin simplitatea designului tehnologic și instrumental, cu toate acestea, datorită costului ridicat al reactivului, este utilizată pentru a înmuia cantități mici de apă.

Fosfatarea este folosită pentru a înmuia apa. După înmuierea reactivului prin metoda var-sodă, prezența durității reziduale (aproximativ 2 mg-eq/l) este inevitabilă, care poate fi redusă la 0,02-0,03 mg-eq/l prin înmuiere suplimentară cu fosfat. O astfel de post-tratare profundă permite, în unele cazuri, să nu se recurgă la dedurizarea apei cationice.

Fosfatarea realizează, de asemenea, o stabilitate mai mare a apei, reducând efectul său coroziv asupra conductelor metalice și prevenind depunerile de carbonat pe suprafața interioară a pereților conductelor.

Ca reactivi fosfat se folosesc hexametafosfat, tripolifosfat (ortofosfat) de sodiu etc.

Metoda fosfatului de dedurizare a apei folosind fosfat tri-sodic este cea mai eficientă metodă de reactiv. Chimia procesului de dedurizare a apei cu fosfat trisodic este descrisă de reacții

După cum se poate observa din reacțiile de mai sus, esența metodei constă în formarea sărurilor de calciu și magneziu ale acidului fosforic, care au o solubilitate scăzută în apă și, prin urmare, precipită complet.

Înmuierea fosfatului se realizează de obicei prin încălzirea apei la 105,150 ° C, ajungând la înmuierea acesteia la 0,02,0,03 mg-eq/l. Datorită costului ridicat al fosfatului trisodic, metoda fosfatului este de obicei folosită pentru a reînmuia apa înmuiată anterior cu var și sifon. Doza de fosfat trisodic anhidru (Df; mg/l) pentru înmuiere suplimentară poate fi determinată din expresie

D F \u003d 54,67 (W OST + 0,18),

unde F ost - duritatea reziduală a apei dedurizate înainte de înmuierea cu fosfat, mg-eq/l.

Precipitatele de Ca 3 (P0 4) 2 și Mg 3 (P0 4) 2 formate în timpul dedurizării fosfatului absorb bine coloizii organici și acidul silicic din apa dedurizată, ceea ce face posibilă dezvăluirea fezabilității utilizării acestei metode pentru prepararea apei de alimentare pentru mediu și cazane de înaltă presiune (58 .8.98.0 MPa).

În rezervoare se prepară o soluție pentru dozarea hexametafosfatului sau ortofosfatului de sodiu cu o concentrație de 0,5-3%, al căror număr ar trebui să fie de cel puțin două. Suprafețe interioare peretii si fundul rezervoarelor trebuie acoperite cu un material rezistent la coroziune. Timpul de preparare a unei soluții 3% este de 3 ore cu agitare obligatorie cu un agitator sau barbotare (folosind aer comprimat) cale.

Scheme tehnologice și elemente structurale ale instalațiilor chimice de dedurizare a apei

In tehnologia dedurizarii apei cu reactivi se folosesc echipamente pentru prepararea si dozarea reactivilor, mixere, rezervoare de sedimentare in strat subtire sau clarificatoare, filtre si instalatii de stabilizare a tratarii apei. Schema unui dedurizator de apă sub presiune este prezentată în fig. 3

Orez. 3. Dedurizator de apă cu reactor vortex.

1 - buncăr cu masă de contact; 2 - ejector; 3, 8 - alimentarea inițială și eliminarea apei dedurizate; 4 - reactor vortex; 5 - introducerea de reactivi; 6 - filtru de clarificare rapida; 9 - aruncarea masei de contact; 7 - rezervor de apă dedurizată

Nu există cameră de floculare în această plantă deoarece precipitatul de carbonat de calciu floculează în masa de contact. Dacă este necesar, apa din fața reactoarelor este limpezită.

Facilitatea optimă pentru dedurizarea apei folosind metode de var sau var-sodă este reactor vortex (presiune sau spirator deschis) ( orez. 20.4). Reactorul este un corp din beton armat sau oțel, îngustat în jos (unghi de conicitate 5,20°) și umplut la aproximativ jumătate din înălțime cu o masă de contact. Viteza de mișcare a apei în partea îngustă inferioară a reactorului vortex este de 0,8,1 m/s; viteza fluxului ascendent în partea superioară la nivelul dispozitivelor de drenaj este de 4,6 mm/s. Ca masă de contact, așchiile de nisip sau marmură cu o dimensiune a granulelor de 0,2-0,3 mm sunt utilizate la o rată de 10 kg la 1 m3 din volumul reactorului. Cu un flux elicoidal ascendent de apă, masa de contact este cântărită, boabele de nisip se ciocnesc între ele, iar CaCO 3 cristalizează intens pe suprafața lor; Treptat, boabele de nisip se transformă în bile cu forma corectă. Rezistența hidraulică a masei de contact este de 0,3 m pe 1 m de înălțime. Când diametrul bilelor crește la 1,5,2 mm, cea mai mare și mai grea masă de contact este eliberată din partea inferioară a reactorului și cea proaspătă este încărcată. Reactoarele vortex nu rețin sedimentul de hidroxid de magneziu, așa că ar trebui utilizate împreună cu filtrele instalate în spatele lor numai în cazurile în care cantitatea de sediment de hidroxid de magneziu formată corespunde capacității de murdărie a filtrelor.

Cu o capacitate de murdărie a filtrelor cu nisip egală cu 1,1,5 kg/m 3 și un ciclu de filtrare de 8 ore, cantitatea admisă de hidroxid de magneziu este de 25,35 g/m 3 (conținutul de magneziu în apa sursă nu trebuie să depășească 10,15 g/m 3 ). 3). Este posibil să se utilizeze reactoare vortex cu un conținut mai mare de hidroxid de magneziu, dar după aceea este necesar să se instaleze clarificatoare pentru a separa hidroxidul de magneziu.

Consumul de masă de contact proaspătă adăugată folosind un ejector este determinat de formulă G = 0,045QЖ, unde G- cantitatea de masă de contact adăugată, kg/zi; ȘI- duritatea apei îndepărtată în reactor, mg-eq/l; Q - capacitate de instalare, m 3 / h.

Orez. 4. Reactorul vortex.

1,8 - alimentarea inițială și eliminarea apei dedurizate: 5 - probe; 4 - masa de contact; 6 - evacuare aer; 7 - trapa pentru incarcarea masei de contact; 3 - intrarea de reactivi; 2 - îndepărtarea masei de contact uzate

În schemele tehnologice de dedurizare a apei cu reactivi cu clarificatoare, în locul reactoarelor vortex se folosesc mixere verticale (Fig. 5). În clarificatoare, trebuie menținută o temperatură constantă, evitând fluctuațiile mai mari de 1 ° C, timp de o oră, deoarece au loc curenți de convecție, agitarea sedimentelor și îndepărtarea acestuia.

O tehnologie similară este folosită pentru a înmuia ape noroioase care conțin cantități mari de săruri de magneziu. În acest caz, mixerele sunt încărcate cu masă de contact. La folosirea clarificatoarelor proiectate de E.F. Kurgaev, mixerele și camerele de floculare nu sunt furnizate, deoarece amestecarea reactivilor cu apă și formarea de fulgi de sedimente au loc în clarificatoare.

Înălțimea semnificativă cu un volum mic de agenți de îngroșare a sedimentelor le permite să fie utilizate pentru înmuierea apei fără încălzire, precum și pentru desilicificarea apei cu magnezit caustic. Distribuția sursei de apă prin duze determină mișcarea sa de rotație în partea inferioară a aparatului, ceea ce crește stabilitatea stratului suspendat cu fluctuațiile de temperatură și de alimentare cu apă. Apa amestecată cu reactivi trece prin deflectoare de amestec orizontale și verticale și intră în zona de separare prin sorbție și reglare a structurii nămolului, care se realizează prin modificarea condițiilor de prelevare a nămolului de-a lungul înălțimii stratului suspendat, creând premisele pentru obținerea structurii sale optime. , care îmbunătățește efectul de dedurizare și clarificare a apei. Clarificatoarele sunt proiectate în același mod ca și pentru clarificarea convențională a apei.

În detrimentul apei dedurizate până la 1000 m 3 /zi se poate folosi o stație de tratare a apei de tip „Jet”. Apa tratată cu reactivii adăugați la aceasta intră în bazinul în strat subțire, apoi în filtru.

O tehnologie electrochimică de dedurizare a apei fără reactiv a fost dezvoltată la Institutul de Mine din Filiala Siberiană a Academiei Ruse de Științe. Utilizarea fenomenului de alcalinizare la anod și acidificare la catod atunci când trece un curent electric continuu. sistem de apa, reacția de evacuare a apei poate fi reprezentată prin următoarea ecuație:

2Н 2 0 + 2е 1 → 20Н - + Н 2,

unde e 1 este un semn care indică capacitatea sărurilor de duritate de a se disocia în cationi Ca (II) și Mg (II).

Ca urmare a acestei reacții, concentrația ionilor hidroxil crește, ceea ce determină legarea ionilor de Mg (II) și Ca (II) în compuși insolubili. Din camera anodică a unui electrolizor cu diafragmă (diafragmă din țesătură de tip curea), acești ioni trec în camera catodică datorită diferenței de potențial dintre electrozi și prezenței unui câmp electric între ei.

Pe fig. 6 prezentat sistem tehnologic instalatii de dedurizare a apei prin metoda electrochimica.

Uzina de producție a fost instalată în cazanul raional, care a durat aproximativ două luni. Modul de tratament electrochimic s-a dovedit a fi stabil, nu s-a observat nicio sedimentare în camerele catodice.

Tensiunea pe anvelopele de alimentare a fost de 16 V, curentul total de 1600 A. Capacitatea totală a instalației a fost de 5 m3/h, viteza apei în camerele anodice a fost de 0,31 n-0,42 m/min, în intervalul dintre diafragma si catodul 0,12- 0,18 m/min.

Orez. 5. Instalarea dedurizatoare de var-sodă.1 ,8 - alimentarea inițială și eliminarea apei dedurizate; 2 - ejector; 3 - buncăr cu masă de contact; 5 intrare de reactivi; 6 - limpezitor cu un strat de sediment în suspensie; 7 - filtru rapid de clarificare; 4 - reactor vortex

Orez. 6. Schema montaj dedurizator electrochimic I - redresor VACG-3200-18; 2 - electrolizor cu diafragma; 3, 4 - analit și catalizat; 5 - pompa; 6 - contor de pH; 7 - limpezitor cu un strat de sediment în suspensie; 8 - filtru rapid de clarificare; 9 - deversare in canal; 10, 11 - îndepărtarea apei dedurizate și alimentarea sursei de apă; 12 - debitmetru; 13 - hota de evacuare

S-a stabilit că din apă cu W o = 14,5-16,7 mg-eq/l se obține un anolit cu duritatea de 1,1-1,5 mg-eq/l la pH = 2,5-3 și un catolit cu duritatea 0. ,6-1 mg-eq/l la pH=10,5-11. După amestecarea anolitului și catolitului filtrat, indicatorii apei dedurizate au fost următorii: duritatea totală W o a fost de 0,8-1,2 meq/l, pH = 8-8,5. Costul energiei electrice a fost de 3,8 kWh/m 3 .

Analizele chimice, de difracție cu raze X, spectroscopice IR și spectrale au stabilit că precipitatul conține în principal CaCO 3 , Mg (OH) 2 și parțial Fe 2 0 3 * H 2 0. Aceasta indică faptul că are loc legarea ionilor de Mg (II) după numărarea ionilor de hidroxil în timpul descărcării moleculelor de apă la catod.

Tratarea electrochimică a apei înainte de alimentarea filtrelor schimbătoare de cationi permite creșterea semnificativă (de 15-20 de ori) a ciclului de funcționare al acestora.

Metoda termochimică de dedurizare a apei

Dedurizarea termochimică este utilizată exclusiv la prepararea apei pentru cazane de abur,întrucât în ​​acest caz căldura cheltuită pentru încălzirea apei este utilizată cel mai rațional. Prin această metodă, dedurizarea apei se efectuează de obicei „la o temperatură a apei peste 100 ° C. Înmuierea mai intensă a apei atunci când este încălzită este facilitată de formarea de fulgi grei și mari de sedimente, sedimentarea sa cea mai rapidă datorită scăderii vâscozitatea apei la încălzire și consumul de var este de asemenea redus, deoarece monoxidul de carbon liber (IV) este îndepărtat prin încălzire înainte de introducerea reactivilor. Metoda termochimică este utilizată cu și fără adaos de coagulant, deoarece densitatea mare a precipitatul elimină necesitatea ca acesta să devină mai greu în timpul precipitațiilor.Pe lângă coagulant, se utilizează var și sifon cu adaos de fosfați și mai rar hidroxid de sodiu și sodă.Utilizarea hidroxidului de sodiu în loc de var simplifică oarecum tehnologia de prepararea și dozarea reactivului, totuși, o astfel de înlocuire nu este justificată din punct de vedere economic datorită costului său ridicat.

Pentru a asigura eliminarea durității apei non-carbonate, se adaugă sifon în exces. Pe fig. 7 prezintă efectul unui exces de sodă asupra calciului rezidual și durității generale a apei în timpul dedurizării sale termochimice. După cum se poate observa din grafice, cu un exces de sodă de 0,8 mg-eq/l, duritatea calciului poate fi redusă la 0,2, iar duritatea totală la 0,23 mg/eq-l. Odată cu adăugarea suplimentară de sifon, duritatea scade și mai mult. Conținutul rezidual de magneziu în apă poate fi redus la 0,05,0,1 mg-eq/l cu un exces de var (alcalinitate hidratată) de 0,1 mg-eq/l. Pe fig. 20.8 prezintă instalarea dedurizatoare termochimice a apei.

Metoda var-dolomit utilizat pentru înmuierea și desiliconizarea simultană a apei la o temperatură de 120 ° C. Cu această metodă de înmuiere, alcalinitatea apei tratate cu var sau var și sodă (fără exces) poate fi redusă la 0,3 meq/l cu o concentrație reziduală de calciu de 1,5 mg-eq/l și până la 0,5 mg-eq/l cu o concentrație de calciu rezidual de 0,4 mg-eq/l. Apa sursă este tratată cu lapte de var-dolomit și limpezită într-un limpezitor sub presiune. Apoi trece prin filtre de presiune antracit și Na-cationit din prima și a doua etapă.

La clarificatoare, înălțimea zonei de clarificare este egală cu 1,5 m, viteza fluxului ascendent în timpul calcarării nu este mai mare de 2 mm / s. Timpul de rezidență al apei în limpezitor este de la 0,75 până la 1,5 ore, în funcție de tipul de poluare care trebuie îndepărtată. Se recomandă adăugarea de coagulant de sare de fier (III) în cantitate de 0,4 mg-eq/l.

Orez. 7. Efectul excesului de sodă asupra calciului rezidual (a) și total (b) duritatea apei în timpul dedurizării ei termochimice

Orez. 8. Instalarea dedurizarii apei de var-sodă cu dedurizare suplimentară cu fosfat: 1 - evacuarea nămolului din depozit 2,3 - colectarea apei dedurizate; 4 - aport de var și sifon; 5, 11 - alimentarea inițială și eliminarea apei dedurizate; 6 - intrare abur; 7, 8 - termoreactor din prima și a doua etapă; 9 - aport de fosfat trisodic; 10 - filtru rapid de clarificare

Metoda de dedurizare a apei la temperaturi ridicate folosit pentru a o înmuia aproape complet. Dedurizatoarele termochimice de apă sunt de obicei mai compacte. Acestea constau din distribuitoare de reactivi, încălzitoare de rezervoare de sedimentare în strat subțire sau clarificatoare și filtre. Doze de var D și sifon D s, mg/l, cu dedurizare termochimică a apei

unde C și și C cu respectiv -, conținutul de CaO și Na2C03 în produsul tehnic,%.

Dedurizarea apei prin dializă

Dializa este o metodă de separare a substanțelor dizolvate care diferă semnificativ greutăți moleculare. Se bazează pe diferite viteze de difuzie a acestor substanțe printr-o membrană semipermeabilă care separă soluțiile concentrate și diluate. Sub acțiunea unui gradient de concentrație (conform legii acțiunii masei), substanțele dizolvate difuzează prin membrană cu viteze diferite spre soluția diluată. Solventul (apa) difuzează în sens opus, reducând viteza de transport a substanțelor dizolvate. Dializa se efectuează în dispozitive cu membrană cu membrane de nitro și acetat de celuloză. Eficacitatea unei membrane semipermeabile de dedurizare a apei este determinată de valori mari selectivitatea și permeabilitatea apei, pe care trebuie să le mențină pentru o perioadă lungă de funcționare. Selectivitatea membranei poate fi exprimată după cum urmează:

(F și - F y) / F și (20.11)

unde W in - concentrația soluției inițiale (duritate); W și - duritatea apei dedurizate.

În practică, se folosește adesea coeficientul de reducere a sării - conținutul de C și /C arr. Reflectă cel mai pe deplin schimbările în funcționarea membranei asociate cu fabricarea acesteia sau cu influența factorilor externi.

Există mai multe modele ipotetice pentru acțiunea membranelor semipermeabile.

Ipoteza de hiperfiltrare sugerează existența unor pori într-o membrană semipermeabilă care permit trecerea asociaților de molecule de apă și ionii de sare hidratați în timpul dializei. Baza dezvoltărilor teoretice a fost poziția că apa și sărurile dizolvate în ea pătrund printr-o membrană semipermeabilă prin difuzie și curg prin pori.

Model de sorbție permeabilitatea se bazează pe premisa că pe suprafața membranei și în ea porii stratul adsorbit apa legata cu solubilitate redusă. Membranele vor fi semipermeabile dacă, cel puțin în stratul de suprafață, au pori care nu depășesc grosimea de două ori față de stratul lichid legat.

Model de difuzie pornește de la presupunerea că componentele sistemului se dizolvă în materialul membranei și difuzează prin acesta. Selectivitatea membranei se explică prin diferența dintre coeficienții de difuzie și solubilitatea componentelor sistemului în materialul său.

Teoria electrostatică este după cum urmează. Când sursa de apă se mișcă în cameră pe o parte a membranei selective (schimbător de cationi), iar saramura pe cealaltă, ioni de sodiu în cazul în care saramura este preparată dintr-o soluție sare de masă, migrează în membrană și mai departe în apa sursă, iar ionii de calciu în direcția opusă, adică. de la apă dură la saramură. Astfel, ionii de calciu sunt îndepărtați din sursa de apă și înlocuiți cu ioni de sodiu neprecipitați. În același timp, în camerele care însoțesc principalul proces de dializă apar procese secundare: transfer osmotic de apă, transfer de ioni cu același nume, difuzie electrolitică. Aceste procese depind de calitatea membranei.

Ecuația de schimb între ionii conținuti în apa sursă și ionii din membrană are forma

Unde x, x- alti ioni continuti in solutie si in membrana.

Constanta de echilibru

Ecuația de schimb este scrisă doar pentru ionul de calciu, dar> de fapt, este necesar să se țină cont de suma ionilor de calciu și magneziu. Echilibrul dintre saramură și membrană este:

Dacă k1+ k 2 , atunci

unde n este un exponent, în funcție de care ioni se află în soluție.

Din ultima expresie, putem concluziona că, dacă raportul de echilibru al ionilor de sodiu în saramură și apa dură de sursă este, de exemplu, 10, atunci duritatea în apa sursă va fi de aproximativ 100 de ori mai mică decât în ​​saramură. Suprafata, m 2 , suprafata membranei

unde M este cantitatea de substanță care a trecut prin membrană; ΔС cf - forța motrice a procesului, adică diferența de concentrații ale substanței pe ambele părți ale membranei; K d - coeficient de transfer de masă, determinat de obicei experimental sau aproximativ din expresie

β 1 și β 2 - coeficienții corespunzători ai vitezei de transfer a unei substanțe într-o soluție concentrată către membrană și din aceasta într-una diluată; b - grosimea membranei; D este coeficientul de difuzie al solutului.

Duritatea apei dedurizate după dializă:

unde C d și C p sunt concentrațiile de săruri la începutul aparatului, respectiv, în dializat și respectiv în saramură, mg-eq/l; Și Qp - performanţa aparatului, respectiv, pentru dializat şi saramură, m3/h; F d și F r - duritatea dializatului și a saramurului la începutul aparatului, mg-eq/l; a este o constantă determinată de proprietățile membranelor și soluțiilor;; L- lungimea traseului soluției în camerele de dializat și saramură ale aparatului, m; υ d - viteza de deplasare a dializatului în cameră, m/s.

Verificarea experimentală a ecuației (20.13) pe membranele cationitice MCC a arătat o bună convergență a rezultatelor. O analiză a formulei (20.13) arată că o scădere a vitezei de mișcare a dializatului în camerele aparatului crește efectul de înmuiere, o scădere a durității apei dedurizate este direct proporțională cu concentrația de saramură.

Tratarea apei magnetice

Recent, în practica internă și străină, tratarea magnetică a apei a fost folosită cu succes pentru a combate formarea și încrustarea calcarului. Mecanismul influenței câmpului magnetic asupra apei iar impuritățile sale nu au fost în cele din urmă elucidate, există o serie de ipoteze că E.F. Tebenikhin clasificată în trei grupe: prima, care reunește majoritatea ipotezelor, raportează efectul unui câmp magnetic asupra ionilor de sare dizolvați în apă. Sub influența unui câmp magnetic se produce polarizarea și deformarea ionilor, însoțită de o scădere a hidratării acestora, ceea ce crește probabilitatea convergenței lor, iar în educație supremă centre de cristalizare; a doua presupune acţiunea unui câmp magnetic asupra impurităţilor coloidale ale apei; al treilea grup combină idei despre posibila influență a unui câmp magnetic asupra structurii apei. Acest influența, pe de o parte, poate provoca modificări în agregarea moleculelor de apă, pe de altă parte, perturbă orientarea spinilor nucleari ai hidrogenului în moleculele sale.

Tratarea apei într-un câmp magnetic este obișnuită pentru a combate formarea calcarului. Esența metodei este că atunci când apa traversează magnetic linii de forță Formatorii de calcar sunt eliberați nu pe suprafața de încălzire, ci în masa de apă. Sedimentele libere rezultate (nămol) sunt îndepărtate prin suflare. Metoda este eficientă în tratarea apelor din clasa carbonatului de calciu, care alcătuiesc aproximativ 80% din apele tuturor corpurilor de apă din țara noastră și acoperă aproximativ 85% din teritoriul său.

Tratarea apei cu un câmp magnetic a fost utilizat pe scară largă pentru a combate formarea depunerilor în condensatoare. turbine cu abur, în generatoarele de abur de joasă presiune și capacitate redusă, în rețelele de încălzire și rețelele de alimentare cu apă caldă și diferite schimbătoare de căldură, unde utilizarea altor metode de tratare a apei nu este fezabilă din punct de vedere economic. În comparație cu dedurizarea apei, principalele avantaje ale tratamentului său magnetic sunt simplitatea, costul scăzut, siguranța și aproape lipsa costurilor de operare.

Tratarea magnetică a apelor naturale (atât proaspete, cât și mineralizate) duce la scăderea intensității formării depunerilor pe suprafețele de încălzire numai dacă acestea sunt suprasaturate atât cu carbonat, cât și cu sulfat de calciu în momentul expunerii la un câmp magnetic și cu condiția ca concentrația de monoxid de carbon liber (IV) mai mică decât concentrația sa de echilibru. Efectul anticalcar E determină prezența oxizilor de fier și a altor impurități în apă:

unde m n și m m sunt masa de sol formată pe suprafața de încălzire în timpul fierberii în aceleași condiții a aceleiași cantități de apă, respectiv, netratată și tratată cu un câmp magnetic, g.

Efectul anticalcar depinde de compoziția apei, de puterea câmpului magnetic, de viteza de mișcare a apei și de durata șederii acesteia în câmpul magnetic și de alți factori. În practică, dispozitivele magnetice sunt utilizate cu magneți și electromagneți permanenți din oțel sau ferită-bariu (Fig. 9). Dispozitivele cu magneți permanenți sunt structural mai simple și nu necesită energie de la rețea. În dispozitivele cu electromagnet, bobinele de sârmă sunt înfășurate în jurul miezului (miezului), creând un câmp magnetic.

Dispozitivul magnetic este montat pe conducte în poziție verticală sau orizontală cu ajutorul manșoanelor adaptoare. Viteza de mișcare a apei în gol nu trebuie să depășească 1 m/s. Procesul de funcționare al aparatului poate fi însoțit de contaminarea golului de trecere cu impurități mecanice, în principal feromagnetice. Prin urmare, dispozitivele cu magneți permanenți trebuie să fie periodic dezasamblate și curățate. Oxizii de fier sunt îndepărtați de pe dispozitivele electromagnetice prin deconectarea acestora de la rețea.

Rezultatele studiilor efectuate de MGSU (G.I. Nikoladze, V.B. Vikulina) au arătat că pentru apa cu o duritate carbonatată de 6,7 µg-eq/l, o oxidabilitate de 5,6 mg02/l și o salinitate de 385,420 mg/l, câmpul magnetic optim este puterea a fost (10.12.8) * 19 4 A / m, ceea ce corespunde unei puteri curente de 7,8 A.

Schema de instalare pentru prelucrarea magnetică a apei suplimentare de alimentare a cazanelor cu abur de încălzire este prezentată în fig. 20.10.

Recent, dispozitivele cu bobine de magnetizare externe au devenit larg răspândite. Pentru magnetizarea maselor mari de apă au fost create dispozitive cu prelucrarea sa strat cu strat.

Pe lângă prevenirea formării depunerilor, tratament magnetic , conform P.P. Strokach, poate fi utilizat pentru a intensifica procesul de coagulare și cristalizare, pentru a accelera dizolvarea reactivilor, pentru a crește eficiența utilizării rășinilor schimbătoare de ioni și pentru a îmbunătăți acțiunea bactericidă a dezinfectanților.

Orez. 9. Aparat electromagnetic pentru tratarea apei anticalcar SKV VTI: 1,8 - alimentarea initiala si eliminarea apei magnetizate; 2 - net; 3 - gol de lucru pentru trecerea apei magnetizate; 4 - carcasă; 5 - bobina de magnetizare; 6 - miez; 7 - cadru; 9 - capac; 10 - terminale

La proiectarea dispozitivelor magnetice pentru tratarea apei, sunt specificate următoarele date: tipul dispozitivului, performanța acestuia, inducția câmpului magnetic în spațiul de lucru sau puterea corespunzătoare a câmpului magnetic, viteza apei în spațiul de lucru, timpul de trecere a apei prin spațiul activ. zona dispozitivului, tipul și tensiunea acestuia pentru dispozitivul electromagnetic sau aliajul magnetic și dimensiunile magnetului pentru mașinile cu magnet permanenți.

Orez. 10. Schema de amplasare a unei instalatii magnetice pentru tratarea apei din cazan fara pretratare.

1,8 - apă de sursă și de completare; 2 - dispozitive electromagnetice; 3, 4 - incalzitoare trepte I si II; 5 - dezaerator; 6 - rezervor intermediar; 7 - pompa de machiaj

Literatură

1. Alekseev L.S., Gladkov V.A. Îmbunătățirea calității apelor moi. M.,

2. Stroyizdat, 1994

3. Alferova L.A., Nechaev A.P. sisteme închise gospodărirea apei a întreprinderilor industriale, complexelor și regiunilor. M., 1984.

4. Ayukaev R.I., Meltser V.Z. Producerea și utilizarea materialelor filtrante pentru purificarea apei.L., 1985.

5. Veitser Yu.M., Miits D.M. Floculanți cu molecule înalte în procesele de purificare a apei. M., 1984.

6. Egorov A.I. Hidraulica sistemelor tubulare sub presiune în instalații sanitare facilitati de tratament. M., 1984.

7. Zhurba M.G. Purificarea apei pe filtre granulare. Lvov, 1980.