ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Известково-содовый способ умягчения воды из "Очистка воды для промышленных предприятий " Известково-содовый процесс заключается в добавлении в воду гашеной извести и карбоната натрия для отдельных видов воды вместо всей извести или ее части может быть применен едкий натр. Так как в этом случае в результате реакции умягчения образуется карбонат натрия, то может отпасть необходимость в его добавлении. Известь и карбонат натрия обычно обходятся дешевле, чем эквивалентное количество едкого натра а поэтому они находят более широкое применение. [c.26] Достигаемая степень умягчения воды возрастает по мере повышения температуры. Остаточная жесткость профильтрованных проб умягченной воды обычно находится в пределах от 0,1 до 0,3 мг-экв/л при работе с подогревом и в пределах от 0,3 до 0,6 мг-экврг (и более при наличии примесей) при процессе умягчения без подогрева. При умягчении некоторых вод известково-содовым способом возникают особые трудности например, вода, в которой значительную часть жесткости составляют соли магния, не может быть хорошо умягчена без коагулянта. Богатые магнием воды обычно не удается глубоко умягчить с помощью каустической соды. Кроме того, даже небольшое количество фосфата имеет тенденцию препятствовать осаждению карбоната кальция, поэтому в воду не следует добавлять продувочную воду паровых котлов, обработанных с применением фосфатов. Растворенные органические вещества также тормозят осаждение карбоната кальция. С другой стороны, присутствие взвешенных органических и неорганических веществ может иногда улучшать флокуляцию в процессе умягчения. Так как влияние отмеченных выше факторов трудно предсказать заранее, то перед применением известково-содового процесса необходимо провести лабораторные испытания с тем, чтобы определить на практике пригодность этого способа умягчения для воды данного состава. Важным фактором, который следует учитывать при известково-содовом умягчении воды, является способность карбоната кальция образовывать пересыщенные растворы, из которых он осаждается лишь с большим трудом. [c.27] Умягченная известково-содовым способом вода обычно представляет собой пересыщенный раствор и имеет тенденцию к образованию накипи в трубопроводах. В настоящее время существуют различные методы устранения пересыщения и предотвращения осаждения карбоната кальция из воды после ее выхода из водоумягчительной установки. При всех известково-содовых способах умягчения образуется много шлама единственным исключением является процесс, происходящий в вихревом реакторе, и если удаление шлама связано с большими трудностями, то слеДует применять другие методы умягчения, например ионный обмен. [c.27] Кальций осаждается в кристаллической форме в виде кальцита, иногда смешанного с некоторыми метастабильными модификациями, например арагонитом или ватеритом магний осаждается в виде гелеобразной массы гидроокиси магния. При использовании извести все образующиеся в результате умягчения соли являются малорастворимыми и, следовательно, величина сухого остатка в воде уменьшается. В то же время применение едкого натра приводит к образованию карбоната натрия, и поэтому содержание сухого остатка не снижается, если не учитывать, что карбонат натрия может в свою очередь осадить часть кальциевой некарбонатной жесткости. [c.28] Содержание в воде сухого остатка при такой обработке не уменьшается, а в случае применения извести образуется равное количество солей кальциевой некарбонатной жесткости, которые в дальнейшем должны быть удалены при помощи карбоната натрия. [c.28] Содержание в воде сухого остатка при такой обработке также не снижается. При использовании каустической соды для удаления карбонатной жесткости количество карбоната натрия, образовавшегося в результате реакций (2.3) и (2.4), может оказаться достаточным для удаления солей кальциевой некарбонатной жесткости. [c.29] Растворимость соединений кальция и магния. Предельная степень удаления солей жесткости в процессе реагентного умягчения воды зависит от растворимости образующихся при этом соединений кальция и магния, которая хотя и невелика, но имеет весьма существенное значение. Практические результаты, полученные при реагентиом умягчении воды, могут отличаться от данных, вычисленных на основании растворимости, из-за смещения равновесия мел ду водой и осадком. [c.29] Остаточная концентрация кальция на практике обычно немного выше, чем определяемая в соответствии с растворимостью, из-за отсутствия равновесия, о котором уже говорилось ранее. При частичном умягчении воды, когда удаляется только карбонатная жесткость, присутствие хлоридов и сульфатов способствует снижению остаточной концентрации карбоната кальция таким же образом, как и присутствие избыточных ионов карбоната. Следовательно, при высокой кальциевой некарбонатной жесткости карбонатную жесткость можно обычно довести до очень малой величины. [c.30] Другие содержащиеся в исходной воде ионы, например хлориды и сульфаты, в аналогичных условиях оказывают настолько малое влияние на увеличение растворимости карбоната кальция, что ими можно пренебречь. [c.30] Максимальная растворимость гидроокиси магния в воде определяется произведением растворимостей (Mg-+) (ОН-) , которое при данной температуре остается постоянным, но с повышением температуры уменьшается. Добавление избыточного количества гидроксильных ионов в виде извести или едкого натра, а также повышение температуры вызывает снижение растворимости гидроокиси магния. При совместном осаждении магния и кальция (например, в процессе умягчения воды) удаление магния иногда получается более эффективным, чем это можно было ожидать исходя из растворимости гидроокиси магния. В соответствии с данными о растворимости гидроокись магния не должна осаждаться в холодной воде при значении рН 10 в таких условиях осаждение будет достаточно полным лишь при значении рН 11. [c.30] Скорость образования осадка. Наряду с растворимостью выпавших в осадок соединений кальция и магния эффективность процесса умягчения определяется также скоростью образования осадка. Если скорость образования кристаллов мала, то процесс умягчения получается малоэффективным, а умягченная вода будет пересыщена солями жесткости, что может привести к выпадению осадка уже после того, как вода пройдет установку умягчения. Такую воду называют нестабильной. [c.31] Концентрация кальция и магния в природной воде обычно составляет от 0,2 до 10 мг-экв1л. При более низких концентрациях степень пересыщения, полученная при добавлении осади-теля, может быть небольшой, и если не принять специальных мер, то осаждение солей кальция и магния будет медленным и неполным. [c.31] Кроме того, осаждение карбоната кальция и гидроокиси магния иногда затрудняется присутствием органических веществ. Скорость образования осадка может быть увеличена с помощью следующих мероприятий 1) повышением температуры, что способствует ускорению кристаллизации и уменьшает растворимость осадка 2) введением избытка реагентов с целью уменьшения растворимости 3) тщательным перемешиванием реаген- тов с водой 4) непрерывным перемешиванием массы обрабаты-ваемой воды с тем, чтобы пересыщенный раствор находился в контакте с поверхностью твердого осадка 5) обеспечением контакта воды с ранее выпавшим осадком или зернами песка, играющими роль центров кристаллизации. [c.31] Из всех перечисленных выше методов только последний требует специального пояснения. [c.31] Образующийся продукт состоит из суспензии карбоната кальция в растворе едкого натра и избытка карбоната натрия или гидрата окиси кальция в зависимости от соотношения смешанных реагентов. Находящийся во взвешенном состоянии карбонат кальция образует центры кристаллизации, увеличивающие скорость осаждения. Заранее образованные частицы карбоната кальция находят применение в умягчительных установках с осветлителями. Частицы песка, как центры кристаллизации карбоната кальция, используют при умягчении воды в вихревом реакторе. [c.32] Скорость осаждения. При известково-содовом умягчении важное значение имеет скорость осаждения образовавшейся твердой фазы, так как этот процесс является главным в отделении осадка от воды. Для обеспечения полноты отделения твердой фазы может потребоваться фильтрование умягченной воды. [c.32] Скорость осаждения зависит от размера и плотности образовавшихся частиц, а также от вязкости воды с увеличением размера и плотности частиц и уменьшением вязкости воды скорость осаждения увеличивается. [c.32] Скорость осаждения может быть увеличена с помощью следующих мероприятий 1) повышения температуры, при которой происходит осаждение 2) легкого перемешивания воды в зоне осаждения с целью увеличения размера частиц 3) обеспечения контакта воды с выпавшим ранее осадком (при введении реагентов) 4) добавления реагентов в присутствии кристаллов карбоната кальция и гидроокиси магния при интенсивном перемешивании 5) создания восходящего движения воды через зону взвешенных хлопьев осадка, что способствует сорбции более мелких частиц 6) применения коагулянтов. [c.32] Повышение температуры снижает вязкость воды и таким образом улучшает осаждение при условии, что приняты меры против образования конвекционных течений, нарушающих этот процесс. Кроме того, повышение температуры увеличивает размер частиц карбоната кальция и способствует более быстрому осаждению гелеобразного осадка гидроокиси магния. [c.32] Легкое перемешивание в течение примерно 5—10 мин способствует росту кристаллов и коагуляции, но интенсивного перемешивания следует избегать, так как это может привести к разрушению образовавшихся хлопьев. Контакт с полученным ранее осадком (при добавлении реагентов) приводит к осаждению продуктов реакции умягчения на поверхности частиц и таким образом увеличивает средний размер частиц осадка. [c.32] Вернуться к основной статье