Tehnološki dijagrami i konstrukcijski elementi instalacija za omekšavanje reagens vode

Termokemijska metoda omekšavanja vode

Omekšavanje vode dijalizom

Magnetska obrada vode

Književnost

Teorijske osnove omekšavanja vode, klasifikacija metoda

Omekšavanje vode odnosi se na proces uklanjanja kationa tvrdoće iz nje, tj. kalcij i magnezij. U skladu s GOST 2874-82 "Voda za piće", tvrdoća vode ne smije biti veća od 7 mEq/l. Određene vrste proizvodnje zahtijevaju duboko omekšavanje tehnološke vode, tj. do 0.05.0.01 mEq/l. Izvori vode koji se obično koriste imaju tvrdoću koja zadovoljava standarde za pitku vodu i ne zahtijevaju omekšavanje. Omekšavanje vode provodi se uglavnom tijekom pripreme za tehničke svrhe. Dakle, tvrdoća vode za kotlove za punjenje bubnja ne smije biti veća od 0,005 mEq/l. Omekšavanje vode provodi se sljedećim metodama: toplinska, na temelju grijanja vode, njezine destilacije ili zamrzavanja; reagensi, u kojima su ioni prisutni u vodi ca ( II ) I Mg ( II ) vežu se s raznim reagensima u praktički netopljive spojeve; ionska izmjena, koja se temelji na filtriranju omekšane vode kroz posebne materijale koji izmjenjuju ione uključene u njihov sastav Na ( I) ili H (1) u Ca (II) ione i Mg ( II ), sadržan u vodi za dijalizu; kombinirano, što je razne kombinacije navedene metode.

Izbor metode omekšavanja vode određen je njezinom kvalitetom, potrebnom dubinom omekšavanja te tehničkim i ekonomskim razlozima. U skladu s preporukama SNiP-a pri omekšavanju podzemne vode treba koristiti metode ionske izmjene; pri omekšavanju površinske vode Kada je potrebno i bistrenje vode, koristi se vapnena ili vapneno-soda metoda, a kada je voda dubinski omekšana, naknadna kationizacija. Glavne karakteristike i uvjeti za korištenje metoda omekšavanja vode dani su u tablici. 20.1.

omekšavanje vode dialysis termal

Za dobivanje vode za kućanstvo i potrebe za piće obično se samo određeni dio omekšava, zatim miješa s izvorskom vodom, dok se količina omekšane vode Qy određena formulom

(20.1)

gdje je J o. I. - ukupna tvrdoća izvorne vode, mEq/l; F 0. s. - ukupna tvrdoća vode koja ulazi u mrežu, mEq/l; F 0. u. - tvrdoća omekšane vode, mEq/l.

Metode omekšavanja vode

Indeks	toplinski	reagens	ionska izmjena	dijaliza
Karakteristike procesa	Voda se zagrijava na temperaturu iznad 100°C čime se uklanja karbonatna i nekarbonatna tvrdoća (u obliku kalcijevog karbonata, hidroksi- i magnezija te gipsa)	U vodu se dodaje vapno koje uklanja karbonatnu i magnezijsku tvrdoću, kao i soda koja uklanja nekarbonatnu tvrdoću.	Voda koju treba omekšati prolazi kroz filtre kationskog izmjenjivača	Izvorna voda se filtrira kroz polupropusnu membranu
Svrha metode	Uklanjanje karbonatne tvrdoće vode koja se koristi za napajanje nisko i srednjetlačnih kotlova	Plitko omekšavanje uz istovremeno bistrenje vode od suspendiranih krutih tvari	Duboko omekšavanje vode koja sadrži malu količinu suspendiranih krutih tvari	Duboko omekšavanje vode
Potrošnja vode za vlastite potrebe	-	Ne više od 10%	Do 30% ili više u odnosu na tvrdoću izvorske vode	10
Uvjeti za učinkovitu uporabu: mutnoća izvorne vode, mg/l	Do 50	Do 500	Ne više od 8	Do 2.0
Tvrdoća vode, mEq/l	Karbonatna tvrdoća s dominacijom Ca (HC03) 2, nekarbonatna tvrdoća u obliku gipsa	5.30	Ne viši od 15	Do 10,0
Preostala tvrdoća vode, mEq/l	Karbonatna tvrdoća do 0,035, CaS04 do 0,70	Do 0,70	0,03.0,05 prn jednostupanjska i do 0,01 s dvostupanjskom kationizacijom	0,01 i niže
Temperatura vode, °C	Sve do 270	Sve do 90	Do 30 (glaukonit), do 60 (sulfonit)	Do 60

Toplinska metoda omekšavanja vode

Preporučljivo je koristiti termičku metodu omekšavanja vode kada se koriste karbonatne vode za punjenje kotlova. niski pritisak, kao iu kombinaciji s reagensnim metodama omekšavanja vode. Temelji se na pomaku u ravnoteži ugljičnog dioksida kada se zagrijava prema stvaranju kalcijevog karbonata, što je opisano reakcijom

Ca (HC0 3) 2 -> CaCO 3 + C0 2 + H 2 0.

Ravnoteža se pomiče zbog smanjenja topljivosti ugljikovog (IV) monoksida uzrokovanog povećanjem temperature i tlaka. Kuhanje može u potpunosti ukloniti ugljikov (IV) monoksid i time značajno smanjiti tvrdoću kalcijevog karbonata. Međutim, tu tvrdoću nije moguće potpuno eliminirati, budući da je kalcijev karbonat, iako malo (13 mg/l pri temperaturi od 18°C), još uvijek topiv u vodi.

Ako je u vodi prisutan magnezijev bikarbonat, proces njegovog taloženja odvija se na sljedeći način: prvo nastaje relativno visoko topljivi (110 mg/l pri temperaturi od 18 °C) magnezijev karbonat.

Mg (HCO 3) → MgC0 3 + C0 2 + H 2 0,

koji pri duljem vrenju hidrolizira pri čemu nastaje slabo topljivi talog (8,4 mg/l). magnezijev hidroksid

MgC0 3 +H 2 0 → Mg (0H) 2 +C0 2 .

Posljedično, kada se voda prokuha, smanjuje se tvrdoća uzrokovana kalcijevim i magnezijevim bikarbonatima. Kuhanjem vode smanjuje se i tvrdoća određena kalcijevim sulfatom, čija topljivost pada na 0,65 g/l.

Na sl. Slika 1 prikazuje toplinski omekšivač koji je dizajnirao Kopyev, karakteriziran relativnom jednostavnošću uređaja i pouzdanim radom. Pročišćena voda, prethodno zagrijana u aparatu, ulazi kroz ejektor na utičnicu filmskog grijača i raspršuje se preko okomito postavljenih cijevi, te kroz njih teče prema vrućoj pari. Zatim, zajedno s vodom za propuhivanje iz kotlova, kroz središnju dovodnu cijev kroz perforirano dno ulazi u taložnik sa suspendiranim talogom.

Ugljikov dioksid i kisik koji se oslobađaju iz vode zajedno s viškom pare ispuštaju se u atmosferu. U suspendiranom sloju zadržavaju se soli kalcija i magnezija nastale tijekom zagrijavanja vode. Prolazeći kroz suspendirani sloj, omekšana voda ulazi u sabirni spremnik i ispušta se izvan uređaja.

Vrijeme zadržavanja vode u termoomekšivaču je 30,45 minuta, brzina njenog kretanja prema gore u suspendiranom sloju je 7,10 m/h, au rupama lažnog dna 0,1-0,25 m/s.

Riža. 1. Toplinski omekšivač koji je dizajnirao Kopyev.

15 - resetirati drenažna voda; 12 - središnja dovodna cijev; 13 - lažna perforirana dna; 11 - suspendirani sloj; 14 - ispuštanje mulja; 9 - skupljanje omekšane vode; 1, 10 - dovod izvorne vode i odvođenje omekšane vode; 2 - puhanje kotla; 3 - izbacivač; 4 - isparavanje; 5 - grijač filma; 6 - ispuštanje pare; 7 - prstenasti perforirani cjevovod za odvod vode do ejektora; 8 - nagnute razdjelne pregrade

Reagens metode omekšavanja vode

Omekšavanje vode metodama reagensa temelji se na obradi s reagensima koji tvore slabo topljive spojeve s kalcijem i magnezijem: Mg (OH) 2, CaC0 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 i dr. njihovim odvajanjem u taložnicima, tankoslojnim taložnicima i filtrima za bistrenje. Kao reagensi koriste se vapno, soda, natrijev i barijev hidroksid i druge tvari.

Omekšavanje vode vapnenjem koristi se kod visoke karbonatne i niske nekarbonatne tvrdoće, kao iu slučajevima kada iz vode nije potrebno uklanjati soli nekarbonatne tvrdoće. Kao reagens koristi se vapno koje se u obliku otopine ili suspenzije (mlijeko) unosi u prethodno zagrijanu tretiranu vodu. Kada se otopi, vapno obogaćuje vodu OH - i Ca 2+ ionima, što dovodi do vezanja slobodnog ugljikovog monoksida (IV) otopljenog u vodi uz stvaranje karbonatnih iona i prijelaz hidrokarbonatnih iona u karbonatne:

C0 2 + 20H - → CO 3 + H 2 0, HCO 3 - + OH - → CO 3 - + H 2 O.

Povećanje koncentracije CO 3 2 - iona u pročišćenoj vodi i prisutnost iona Ca 2+ u njoj, uzimajući u obzir one unesene s vapnom, dovodi do povećanja produkta topljivosti i taloženja slabo topljivog kalcijevog karbonata. :

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3.

Ako ima viška vapna, taloži se i magnezijev hidroksid.

Mg 2+ + 20H - → Mg (OH) 2

Da bi se ubrzalo uklanjanje dispergiranih i koloidnih nečistoća i smanjila alkalnost vode, koristi se koagulacija tih nečistoća željeznim (II) sulfatom istovremeno s kalciranjem, tj. FeS0 4 *7 H 2 0. Preostala tvrdoća omekšane vode tijekom dekarbonizacije može se dobiti 0,4-0,8 mg-eq/l više od nekarbonatne tvrdoće, a alkalnost je 0,8-1,2 mg-eq/l. Doza vapna određena je omjerom koncentracije kalcijevih iona u vodi i karbonatne tvrdoće: a) pri omjeru [Ca 2+ ] /20<Ж к,

(20.2b)

b) s omjerom [Ca 2+ ] /20 > J c,

(20.3)

gdje je [CO 2 ] koncentracija slobodnog ugljičnog monoksida (IV) u vodi, mg/l; [Ca 2+ ] - koncentracija kalcijevih iona, mg/l; Fc - karbonatna tvrdoća vode, mEq/l; D k - doza koagulansa (FeS0 4 ili FeCl 3 u smislu bezvodnih proizvoda), mg/l; e k- ekvivalentna masa aktivne tvari koagulansa, mg/mg-eq (za FeS0 4 e k = 76, za FeCl3 e k = 54); 0,5 i 0,3 - višak vapna kako bi se osigurala veća cjelovitost reakcije, mEq/l.

Omekšavanje vode svodi se na smanjenje koncentracije soli kalcija i magnezija u njemu. Za napajanje kotlovskih instalacija potrebno je izvršiti omekšavanje vode, a tvrdoća vode za srednje i niskotlačne kotlove ne smije biti veća od 0,3 mEq/l.

Omekšavanje vode također je potrebno za industrije kao što su tekstilna, papirna i kemijska industrija, gdje voda ne smije imati tvrdoću od najviše 0,7 -1,0 mEq/l.

Omekšavanje vode za kućanstvo i za piće također je preporučljivo, osobito ako prelazi 7 mg-eq/l.

Može se izvršiti omekšavanje vode razne metode, mogu se podijeliti u sljedeće skupine:

Toplinska metoda omekšavanja vode

Kada se voda zagrije do vrenja, kalcijevi i magnezijevi bikarbonati se pretvaraju u karbonate prema sljedećim shemama:

Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 ↓+ CO 2 + H 2 O;

Mg(HCO 3) 2 = MgCO 3 + CO 2 + H 2 O.

Ovi reverzibilni procesi mogu se gotovo potpuno pomaknuti udesno kuhanjem vode, budući da se pri visokim temperaturama smanjuje topljivost ugljičnog dioksida.

Međutim, karbonatna tvrdoća se ne može potpuno eliminirati, budući da je kalcijev karbonat, iako malo (oko 9,95 mg/l pri 15 °C), topiv u vodi. Topivost MgCO 3 je prilično visoka (110 mg/l), stoga se tijekom duljeg vrenja hidrolizira u slabo topljivi (8 mg/l) magnezijev hidroksid:

MgCO 3 + H 2 O ═ Mg (OH) 2 ↓ + CO 2 .

Ova metoda se može koristiti za omekšavanje vode koja ima pretežno karbonatnu tvrdoću i koristi se za napajanje nisko i srednjetlačnih kotlova.

Mane: smanjuje se samo privremena (karbonatna) tvrdoća; potrebni su veliki troškovi energije - u industriji se ova metoda obrade vode koristi samo u prisutnosti jeftinih izvora topline (na primjer, u termoelektranama).

Reagens za omekšavanje vode

Najčešća metoda reagensa je soda-vapno metoda omekšavanja. Njegova se bit svodi na to da se umjesto soli Ca i Mg otopljenih u vodi dobivaju netopljive soli CaCO 3 i Mg(OH) 2 koje se talože.

Oba reagensa - soda Na 2 CO 3 i vapno Ca (OH) 2 - uvode se u vodu za omekšavanje istovremeno ili naizmjenično.

Soli karbonata, privremene tvrdoće uklanjaju se vapnom, nekarbonatne, trajne tvrdoće - sodom.

Kemijske reakcije pri uklanjanju karbonatne tvrdoće odvijaju se na sljedeći način:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O

Magnezijev oksid hidrat Mg(OH)2 koagulira i taloži. Kako bi se uklonila nekarbonatna tvrdoća, u vodu koja se omekšava dodaje se Na2CO3.

Kemijske reakcije pri uklanjanju nekarbonatne tvrdoće su sljedeće:

Na 2 CO 3 + CaSO 4 = CaCO 3 + Na 2 SO 4;

Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 + 2NaCl.

Kao rezultat reakcije dobiva se kalcijev karbonat, koji se taloži. Reagensi koji se koriste u obradi vode unose se u vodu na sljedećim mjestima:

a) klor (tijekom prethodnog kloriranja) - u usisne cjevovode crpne stanice prvog podizanja ili u cjevovode za opskrbu vodom do stanice za pročišćavanje;

b) koagulant - u cjevovod ispred mješalice ili u mješalicu;

c) vapno za alkalizaciju tijekom koagulacije - istovremeno s koagulansom;

d) aktivni ugljen za uklanjanje mirisa i okusa u vodi do 5 mg/l - prije filtera. Za velike doze ugljen treba unijeti na crpnoj stanici prvog dizanja ili istodobno s koagulansom u mješalicu postrojenja za pročišćavanje vode, ali ne prije 10 minuta nakon uvođenja klora;

e) klor i amonijak za dezinfekciju vode uvode se prije postrojenja za obradu iu filtriranu vodu. Ako su u vodi prisutni fenoli, potrebno je dodati amonijak tijekom preliminarnog i završnog kloriranja.

Posebne vrste pročišćavanja i obrade vode uključuju desalinizaciju, desalinizaciju, uklanjanje željeza, uklanjanje otopljenih plinova iz vode i stabilizaciju.

Ova se metoda obično koristi samo u nekim industrijama za preliminarno pročišćavanje tehnološke vode. Tehnologija nije primjenjiva u uobičajenoj uporabi u kućanstvu.

Omekšavanje vode barijevim solima.

Ova je metoda slična metodi vapnene sode, ali ima prednost u tome što su proizvodi nastali tijekom reakcije netopivi u vodi. Ovom metodom smanjuje se sadržaj soli koje uzrokuju tvrdoću vode, a omekšavanje je puno potpunije. Osim toga, netopljivost BaCO 3 ne zahtijeva stroge doze, proces se može odvijati automatski.

Reakcije koje se javljaju tijekom omekšavanja sa spojevima barija mogu se prikazati sljedećim dijagramima:

1) CaSO 4 + Ba (OH) 2 ® Ca (OH) 2 + BaSO 4 ↓;

2) MgSO 4 + Ba (OH) 2 ® Mg (OH) 2 ↓ + BaS0 4 ↓;

3) Ca (HCO 3) 2 + Ba (OH) 2 ® CaCO 3 ↓ + BaCO 3 ↓ + 2H 2 O;

4) Mg (HC0 3) 2 + 2Ba (OH) 2 ® 2BaCO 3 ↓ + Mg (OH) 2 ↓ + 2H 2 O;

5) BaCO 3 + CaSO 4 ® BaSO 4 ↓ + CaCO 3 ↓;

6) Ca (OH) 2 + Ca (HCO 3) 2 ® 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O.

Kod omekšavanja barijevim solima, reakcije ne dovode do zamjene jedne soli drugom, već do njihovog potpunog uklanjanja iz vode; To je prednost omekšavanja barijevim solima. Nedostaci ove metode uključuju visoka cijena barijeve soli i spora reakcija s barijevim karbonatom BaCO 3 .

Obrada vode reagensom Koristi se samo na velikim postrojenjima za pročišćavanje vode, budući da je povezan s nizom specifičnih problema: zbrinjavanje krutog mulja, posebno opremljena skladišta za reagense, potreba za preciznim doziranjem kemikalija i njihova ispravna dovoda u izvornu vodu.

Omekšavanje vode ionskom izmjenom

Nazivaju se tvari sposobne za sorpcijsku izmjenu iona s otopinom elektrolita ionski izmjenjivači.

joniti- To su čvrste zrnate tvari koje bubre u vodi, ali nisu topive u njoj. Prema sastavu glavnog kostura, koji povezuje ionogene skupine, Sorbenti za ionsku izmjenu dijele se na:

• mineral
• organski.

Ionski izmjenjivači koji se koriste u pročišćavanju vode su prirodni i umjetno podrijetlo. Primjeri prvih mogu biti glaukonit i humusni ugljeni, a primjeri drugih mogu biti sulfonirani ugljeni i sintetičke ionsko-izmjenjivačke smole.

Ionoizmjenjivačke smole- to su umreženi, trodimenzionalni polimeri koji se ne otapaju u vodi, već u njoj ograničeno bubre i sadrže ionske skupine, odnosno skupine sposobne za izmjenu iona. Broj i duljina mostova koji povezuju linearne polimerne lance određuju "gustoću" mreže koja ima snažan utjecaj o svojstvima ionskih izmjenjivača.

Ioniti se dijele na kationski izmjenjivači I anionski izmjenjivači. Tvari koje izmjenjuju katione nazivaju se kationski izmjenjivači, a one koje izmjenjuju anione nazivaju se anionski izmjenjivači.

Kationski izmjenjivači disociraju na male, pokretne i sposobne za ionsku izmjenu katione (na primjer, H +) i anion velike molekularne težine (R m -1), a anionski izmjenjivači daju male, lako pokretne anione (na primjer, OH -) i visoku molekulska težina kationa (R n +).

Konvencionalno, njihova se disocijacija može prikazati u sljedećem obliku:

N m R = mH + + R m – ; R(OH) n = R n + + nOH – ,

gdje su m i n broj pokretnih iona u kationskom izmjenjivaču i anionskom izmjenjivaču.

Od kationskih izmjenjivačkih smola najviše se koriste smole koje nastaju polikondenzacijom fenola i formaldehida, te polimeri - produkti kopolimerizacije stirena s dienskim ugljikovodicima.

Iz anionskih izmjenjivača smoleČešće se koriste aminoformaldehidni anionski izmjenjivači i polistirenski anionski izmjenjivači, produkti adicije glavnih skupina polistirenskim kopolimerima.

Svi ionski izmjenjivači mogu imati iste ili različite ionogene skupine. Kationski izmjenjivači s mješovitim funkcionalnim skupinama nalaze se u sljedećoj kombinaciji:

1. sulfonske i hidroksifenolne;
2. sulfonska kiselina i karboksil;
3. ostaci fosforne kiseline i hidroksifenola;
4. arsenska kiselina i hidroksifenol;
5. karboksilne i oksifenolne.

Prema stupnju disocijacije ionski izmjenjivači se dijele na:

1. jako kiselo
2. slabo kiselo;
3. jako bazičan
4. slabo bazičan.

Jaki kiselinski kationski izmjenjivači reagiraju sa solima otopljenim u vodi u neutralnim i kiselim sredinama.

Kationski izmjenjivači slabe kiseline, koji sadrže karboksilne ili oksifenolne skupine, izmjenjuju svoj proton u neutralnim otopinama samo s kationskim izmjenjivačima soli slabih kiselina, a potpunost izmjene raste s povećanjem pH medija.

Jaki anionski izmjenjivači reagiraju s otopinama soli u neutralnom pa čak i blago alkalnom okruženju.

Anionski izmjenjivači slabe baze stupaju u reakciju izmjene samo u kiselim sredinama, a potpunost izmjene hidroksilne skupine anionskog izmjenjivača za anion otopljenog elektrolita raste s povećanjem kiselosti okoline. Na snagu ionskih skupina uvelike utječu druge funkcionalne skupine koje su izravno povezane s njima.

Prema tome, većina kationskih izmjenjivača su polimerne polifunkcionalne kiseline, koje uključuju skupine – COOH, –SO 3 H, –OH, –SH, SiOOH itd.

Anionski izmjenjivači su visokomolekularni spojevi koji sadrže veliki broj bazičnih skupina, kao što su –NH 2, –NH 3 OH, –NHR, –NR 2 itd. Sastav istog ionskog izmjenjivača može uključivati ​​ionogene skupine s različitim stupnjevima kiselosti i alkalnost.

U svrhu filtriranja, pokušavaju dobiti smolu u obliku kuglastih čestica suspenzijskom polimerizacijom ili miješanjem rastaljene, još "neumrežene" smole u inertnom otapalu, nakon čega slijedi hlađenje. Ioniti (u tako rastresitom obliku) stvaraju povoljni uvjeti za kretanje filtrirane tekućine.

Proces razmjene temelji se na kemijska reakcija, teče na vanjskoj i unutarnjoj površini ionskih izmjenjivača. Razmjena iona odvija se u strogo ekvivalentnim količinama.

Reakcije izmjene u otopini odvijaju se gotovo trenutno, ali procesi ionske izmjene s ionskim izmjenjivačima koji se odvijaju u heterogenom okruženju imaju prilično mjerljivu brzinu. Zapravo, promatrana brzina određena je brzinom difuzije, najsporijim korakom u ionskoj izmjeni. U ovom slučaju, brzina ionske izmjene opada s povećanjem veličine zrna ionskog izmjenjivača.

Izmjena iona u otopinama odvija se selektivno. Kako se apsolutna koncentracija otopine smanjuje, viševalentni ioni se bolje adsorbiraju od jednovalentnih iona, a pri visokim koncentracijama se adsorbira jednovalentni ion. Na primjer, pri omekšavanju vode ioni Ca 2+ i Mg 2+ se selektivno apsorbiraju, dok se ioni Na+ praktički ne adsorbiraju. Kada se tretiraju koncentriranom otopinom NaCl, ioni dvovalentnih metala istiskuju se iz kationskog izmjenjivača ionima natrija. Ovo se koristi pri regeneraciji filtra kationske izmjene.

Glavna tehnološka karakteristika ionskih izmjenjivača je njihova kapacitet razmjene, koji se određuje brojem iona ekstrahiranih iz vode pomoću 1 g ionskog izmjenjivača osušenog na zraku.

U praksi pročišćavanja vode često se koriste H- i Na-kationski izmjenjivači. Ovisno o kationu, ovaj proces se zove H-kationizacija i Na-kationizacija.

Kod H-kationizacije se povećava kiselost vode, a kod Na-kationizacije povećava se lužnatost filtrata ako izvorna voda sadrži karbonatnu tvrdoću.

Treba napomenuti da brzina ionske izmjene tijekom kationizacije ovisi o mnogim čimbenicima, na primjer, valenciji iona, njihovom naboju, količini hidratacije i efektivnom radijusu iona. Na temelju brzine ulaska iona u kationski izmjenjivač, ioni su raspoređeni u sljedeći silazni red: Fe 3 +>Al 3 +>Ca 2 +>Mg 2 +>Ba 2 +>NH 4 + >K + >Na+. Taj se uzorak može promijeniti povećanjem koncentracije iona tijekom regeneracije filtara za kationsku izmjenu kada se tretiraju koncentriranom otopinom natrijevog klorida.

Kationski izmjenjivač je čelični cilindrični spremnik promjera 1 do 3 m, u kojem se drenažni uređaj postavlja se sloj kationske izmjenjivačke smole. Visina filtarskog sloja je 2...4 m. Brzina filtracije je od 4 do 25 m/h. Filtri su dizajnirani za radni tlak do 6 atm.

Filtar kationskog izmjenjivača radi u sljedećim fazama:

• filtriranje kroz pripremljeni filter do zasićenja kapaciteta izmjene kationskog izmjenjivača;
• labavljenje kationskog izmjenjivača uzlaznim tokom;
• regeneracija filtra otopinom NaCl (uz Na-kationizaciju);
• pranje tereta od suvišnih količina regenerirajuće tvari.

Regeneracija opterećenja traje od jednog i pol do dva sata.

Na-kationizacija osigurava omekšavanje vode do 0,05 mEq/l. U praksi se koristi dvostupanjska Na-kationizacija. Filtri prvog stupnja vrše grubo omekšavanje vode, smanjujući tvrdoću za približno 75%. Preostala tvrdoća uklanja se ponovljenim filtriranjem kroz filtere drugog stupnja. Glavninu iona kalcija i magnezija zadržavaju filtri prvog stupnja, filtri drugog stupnja podnose malo opterećenje u pogledu tvrdoće i njihov radni ciklus traje do 150¼200 sati. Preostala tvrdoća vode nakon dvostupanjskog Na- kationizacija je 0,01¼0,02 mEq/l. Ova metoda omekšavanja vode dovodi do uštede soli na regeneraciji filtera prvog stupnja. U tu svrhu koristi se voda za pranje iz filtera drugog stupnja. Osim toga, dvostupanjska Na-kationizacija pojednostavljuje rad instalacije produljenjem ciklusa filtra i ne zahtijeva stalno održavanje filtrata.

Tijekom kationizacije odvijaju se sljedeći procesi:

2NaR + Ca (HCO3) 2 ═ CaR 2 + 2NaHCO3;

2NaR + Mg (HCO3) 2 ═ MgR2 + 2NaHCO3;

2NaR + CaSO 4 ═ CaR 2 + Na 2 SO 4 ;

2NaR + MgCl 2 ═ MR 2 + 2NaCl.

Pri filtriranju vode koja sadrži nekarbonatnu tvrdoću dobivaju se soli jakih kiselina i jakih baza. Ove soli ne podliježu hidrolizi čak ni pri visokim temperaturama. Ali kada se karbonatna tvrdoća ukloni, nastaje natrijev bikarbonat, koji hidrolizira na visokim temperaturama i stvara jaku lužinu:

NaHCO3 + H2O ═ NaOH + H2CO3.

Da bi se smanjila alkalnost vode, ona se uzastopno filtrira kroz Na-, a zatim H-kationski izmjenjivač, ili se tok dijeli na dva dijela, jedan od njih prolazi kroz Na-kationski izmjenjivač, a drugi kroz H-kationski izmjenjivač, a zatim se filtrati pomiješaju.

Nedostaci metode obrade vode ionskom izmjenom:

• relativno velika potrošnja reagensa (osobito za filtre s natrijevim kationskim izmjenjivačem s paralelnim protokom);
• povećanje operativnih troškova proporcionalno je sadržaju soli u izvorskoj vodi i, ako je potrebno, smanjiti granicu odsoljavanja pročišćene vode;
• ovisno o kvaliteti izvorne vode, potrebna je predobrada - ponekad vrlo složena;
• potrebna obrada Otpadne vode i poteškoće s njihovim resetiranjem.

Obrada vode bez reagensa

Ultrazvučne instalacije

- dobro uklonite kamenac, ali za postizanje učinkovitosti jedinica mora raditi na visokoj snazi. To znači visoka razina izloženost zvuku, što povlači za sobom mogućnost oštećenja zaštićene opreme (u područjima zavarivanja i valjanja), kao i povećanu opasnost za osoblje.

Omekšavanje vode u uređajima s permanentnim magnetima.

U usporedbi s drugim uobičajenim metodama (ionska izmjena, baromembrana), magnetska obrada vode ističe se jednostavnošću, niskom cijenom, sigurnošću, prihvatljivošću za okoliš i niskim operativnim troškovima.

Prema SNiP 11-35-76 "Instalacije kotlova", preporučljivo je provesti magnetsku obradu vode za opremu za grijanje i toplovodne kotlove ako sadržaj iona željeza Fe 2+ i Fe 3+ u vodi ne prelazi 0,3 mg/l, kisika - 3 mg/l, konstantno tvrdoća (CaSO 4, CaCl 2, MgSO 4 , MgCl 2) - 50 mg/l, karbonatna tvrdoća (Ca(HCO 3) 2, Mg(HCO 3) 2) nije veća od 9 mEq/l, a zagrijavanje vode temperatura ne smije prelaziti 95 0 C.

Za napajanje parnih kotlova - čeličnih, koji omogućuju obradu vode unutar kotla, i sekcijskih od lijevanog željeza - upotreba tehnologije magnetske obrade vode moguća je ako karbonatna tvrdoća vode ne prelazi 10 mEq/l, sadržaj Fe 2+ i Fe 3+ u vodi iznosi 0,3 mg/l, kada voda dolazi iz vodovoda ili površinskog izvora.

Brojne industrije uspostavljaju strože propise za procesnu vodu, do dubokog omekšavanja (0,035-0,05 mEq/l): za vodocijevne kotlove (15-25 ati) - 0,15 mEq/l; vatrocijevni kotlovi (5-15 ati) - 0,35 mEq/l; kotlovi visokotlačni(50-100 ati) - 0,035 mEq/l.

Mane– svakih 5–7 dana potrebno je mehanički očistiti polove magneta od naslaga feromagnetskih čestica; Magnetizirana voda zadržava svoja svojstva manje od jednog dana ( ovaj fenomen gubitka magnetskih svojstava naziva se relaksacija, ili efekt "privikavanja na vodu".).

Stoga je u sustavima u kojima je voda prisutna više sati i dana (cirkulacijski vodoopskrbni sustavi, cirkulacijski krugovi kotlova i sustava grijanja itd.) potrebno predvidjeti recirkulacijske sustave u kojima je najmanje 10% vode u sustavu usmjerena, a ovaj dio vode se stalno magnetizira

Elektromagnetsko omekšavanje vode

Osnova uređaja je elektronička mikroprocesorska jedinica koja generira izlazni aperiodični signal audio frekvencije (1–10 kHz). Signal se dovodi do emitera namotanih na cjevovod s tekućinom koja se obrađuje određenim redoslijedom, i stvara pulsirajuće dinamičko elektromagnetsko polje.

Mehanizam utjecaja na tretiranu vodu je fizičke prirode (bez reagensa). Kalcij, hidrokarbonatne soli u Vodena otopina postoje u obliku pozitivno i negativno nabijenih iona. To podrazumijeva mogućnost učinkovitog utjecaja na njih pomoću elektromagnetskog polja. Ako se oko cjevovoda kroz koji teče tekućina namota zavojnica i u njemu inducira određeno dinamičko elektromagnetsko polje, oslobađaju se ioni kalcijevog bikarbonata, elektrostatički vezani na molekule vode. Tako oslobođeni pozitivni i negativni ioni međusobno se privlače i stvaraju kristale aragonita (visoko dispergirana suspenzija) u vodi koji ne stvaraju kamenac.

Budući da je ugljični dioksid nusproizvod u stvaranju kristala aragonita, voda tretirana na ovaj način ima svojstva kišnice, tj. sposoban je otopiti postojeće naslage tvrdog karbonata u cjevovodu.

Pod utjecajem elektromagnetskog polja u vodi se pojavljuje određena količina vodikovog peroksida koji u dodiru s čeličnom površinom unutar cjevovoda na njoj stvara kemijski stabilan film Fe 3 0 4 koji štiti površinu od korozije. . Vodikov peroksid također ima značajno antiseptičko i antibakterijsko djelovanje – uništava oko 99% vodenih bakterija. Rezultirajuće molekule vodikovog peroksida, međutim, imaju vrlo kratak životni ciklus te se brzo pretvaraju u oblik kisika i vodika pa tako tretirana voda za piće nema štetnih nuspojava na ljudsko zdravlje.

Danas je to ekološki najprihvatljivija i ekonomski isplativa metoda omekšavanja tvrde vode.

Omekšavanje vode bez reagensa. Omekšivač vode Rapresol

Obrada vode bez reagensa pomoću omekšivača vode Rapresol učinkovito zamjenjuje skupu metodu kemijske obrade vode, donoseći značajne uštede poduzeću.

Smanjuju se pogonski troškovi (reagensi, regeneracija, zbrinjavanje, osoblje i dr.), što osigurava najveći ekonomski učinak i brzu povratnu isplativost uređaja uz vrlo visoku funkcionalnu učinkovitost. Sustav karakterizira jednostavnost ugradnje i minimalni operativni troškovi.

Elektromagnetska tehnologija omekšavanja vode jedna je od preporučenih tehnologija za uštedu energije (RD 34.20.145-92) i omogućuje ne samo povećanje radnog vijeka oprema za izmjenu topline između njegovih prisilnih zaustavljanja radi čišćenja, ali i postići stvarne uštede troškova i energije.

Studije izvodljivosti (studije izvodljivosti) i izračun rokova povrata za Rapresol uređaje:

• za organizacije,
• za poduzeća,

Kombinirane metode obrade vode

Ugradnja Rapresol omekšivača vode prije ugradnje omekšavanja ionskom izmjenom omogućuje značajno povećanje međuregeneracijskog vijeka trajanja filtara i protoka filtra

• Rapresol uređaj veže ione kalcija u netopljivo stanje prije pročišćavanja ionskom izmjenom;
• kvalitativno se aktivira (povećava se apsorpcijski kapacitet ionskih izmjenjivača) i reakcije ionske izmjene se ubrzavaju nekoliko puta;
• koncentracija otopljenih iona kalcija u vodi prije ionske izmjene značajno se smanjuje;
• Zbog smanjenja koncentracije kalcijevih bikarbonata, može se dobiti puno više pročišćene vode u jednom ciklusu filtriranja.

Ostvareni ekonomski učinak:

• potrošnja vode za pranje smole tijekom procesa regeneracije je smanjena, a utjecaj “klizanja” netretirane vode sveden je na minimum.
• Vrijeme između popravaka kotlova i izmjenjivača topline povećava se 2-3 puta (kamenac nastao od zaostale tvrdoće će biti labav i lako se može ukloniti konvencionalnim puhanjem nakon 500-1000 sati rada).
• Ispiranje opreme reagensima i onečišćenje okoliša potpuno su eliminirani;
• osigurano je pouzdano čišćenje i zaštita od kamenca i korozije i jedinice za grijanje i svih cjevovoda;
• ojačana je unutarnja površina opreme i mreža;
• povećava se prijenos topline kotla i toplinska vodljivost cjevovoda;
• gorivo se štedi;

Osim toga, troškovi se smanjuju deset puta:

• soli i drugi regeneracijski reagensi;
• voda za otpuštanje, regeneraciju i čišćenje filtera;
• električna energija koju crpke troše za crpljenje reagensa.
• smanjuje se ispuštanje vode za ispiranje koja sadrži sol;

Stanica za pročišćavanje vode od soli tvrdoće
Indikator "tvrdoća vode" odražava kvantitativni sadržaj zemnoalkalijskih metala u njoj. Zbog činjenice da glavni doprinos daju kalcij i magnezij, ostali ioni zemnoalkalijskih metala su zanemareni. Sam izraz ima kućno podrijetlo: tkanina oprana u vodi s visokim sadržajem kalcija i magnezija postaje tvrda na dodir. Tvrdoću vode dijelimo na karbonatnu (privremenu) i nekarbonatnu (trajnu). Privremeno - uzrokovano kalcijevim i magnezijevim bikarbonatima, trajno - uglavnom kloridima i sulfatima. Privremena tvrdoća se smanjuje kuhanjem zbog stvaranja netopljivih karbonata. OKOvisoka tvrdoća vode, kao i višak željeza, mogu se procijeniti po ostavljenim tragovima u obliku kamencana grijaćim tijelima,sive naslage na površinama koje se suše, suha, zategnuta koža, tvrdo rublje nakon pranja.Proces uklanjanja iona tvrdoće iz vode naziva se omekšavanje. Ovisno o namjeni vode različiti su zahtjevi za tvrdoćom vode. Za piti vodu SanPiN 2.1.4.1074-01 postavlja maksimalnu koncentraciju od 7 mg-eq/l, a prema preporukama WHO-a, kalcij u vodi za piće trebao bi sadržavati 20-80 mg/l, magnezij - 10-30 mg/l, što odgovara tvrdoće od 1.8-6 .5 mEq/l. Za kućanske aparate (perilice i perilice posuđa, kotlovi), proizvođači preporučuju korištenje vode čija tvrdoća ne prelazi 1,5 mEq/l. Za vodu se postavljaju najveći zahtjevi za tvrdoću, jer tvrdoća pripremljene vode ne smije prelaziti 5 mcg-eq/l.

Omekšavanje vode - pojmovi

• Toplinski . Zagrijavanjem vode bikarbonati kalcija i magnezija prelaze u netopljive karbonate i talože se na stijenkama bojlera, kuhala za vodu itd. Ova metoda je primjenjiva kada je potreba za vodom mala, na primjer, za ljetnu rezidenciju, i pod uvjetom da je većina tvrdoće privremena (hidrokarbonat). Nedostatak ove metode je i poteškoća čišćenja grijaće površine od kamenca.
• Omekšavanje reagensa . Metoda se temelji na uvođenju gašenog vapna Ca(OH)2 - kalciranje, ili gašenog vapna Ca(OH)2 i sode Na2CO3 - soda-kalciranje, u vodu za pretvaranje soli tvrdoće u netopljive karbonate, uz daljnje taloženje ili bistrenje. Dodatno se mogu uvesti koagulansi i flokulanti. Metoda se koristi u industriji za velike količine potrošnje vode s visokom karbonatnom tvrdoćom. Pri kalciranju i soda-kalciranju, alkalnost se smanjuje istovremeno s tvrdoćom; tijekom taloženja i bistrenja uklanjaju se suspendirane čestice, uključujući koloide; organski kontaminanti također se mogu sorbirati na pahuljicama sedimenta. Nedostaci ove metode su velika potrošnja reagensa, potreba za upravljanjem reagensima, velike dimenzije opreme pri korištenju taložnika te stvaranje mulja koji se teško odstranjuje. Ova metoda se ne koristi za pripremu vode za piće, jer omekšana voda ima visoku pH vrijednost.
• Ionska izmjena (Na-kationizacija) . Najčešća i pristupačna metoda, koristi se i za industrijski, i za privatni sustavi za pročišćavanje vode . Metoda se temelji na zamjeni iona kalcija i magnezija s ionima natrija kada voda prolazi kroz jaki kiselinski kationski izmjenjivač u obliku Na. Tijekom procesa čišćenja, resurs ionske izmjene tereta je iscrpljen i potrebna je njegova regeneracija. Redukcija se provodi 6-10% otopinom natrijeva klorida ( stolna sol), tijekom regeneracije ioni kalcija i magnezija ponovno se zamjenjuju ionima natrija i teret je spreman za daljnji rad. Učestalost regeneracije određena je tvrdoćom izvorne vode.
• Reverzna osmoza i nanofiltracija . Ove metode spadaju u membranske metode pročišćavanja. U srži obrnuta osmoza a nanofiltracija se temelji na principu filtracije kroz polupropusnu membranu. Tijekom procesa pročišćavanja uklanjaju se i drugi ioni i zagađivači, a ukupna mineralizacija vode se smanjuje. Jedinice se proizvode u industrijskim i domaćim razmjerima. postavke obrnuta osmoza nezamjenjiv za pročišćavanje vrlo tvrde vode s viškom mineralizacije ili natrija. Nedostaci metode uključuju veliku potrošnju energije u usporedbi s ionskom izmjenom.

Zasebno se može navesti metoda vezivanja soli tvrdoće s polifosfatnim reagensima, magnetska i pulsna obrada, promjene u strukturi soli tvrdoće - sve te metode ne uklanjaju ione kalcija i magnezija iz vode, već samo sprječavaju stvaranje kamenca.

Postrojenja za obradu vode - Stanica za omekšavanje vode
Svrha:
Omekšavanje vode- izdvajanje iona kalcija Ca2+ i magnezija Mg2+ iz vode koji određuju njezinu tvrdoću. Soli tvrdoće uzrokuju stvaranje kamenca na grijaćim elementima i unutarnje površine cijevi, povećanje potrošnje deterdženti, mutna voda.
Opis:
Stanica za omekšavanje vode sastoji se od tijela od stakloplastike s unutarnjom oblogom od polietilena, automatskog regulacijskog ventila Autotrol (Pentair Water, SAD), sustava odvodnje i distribucije, punjenja za ionsku izmjenu, šljunčane podloge i spremnika soli za regeneraciju.
Princip rada:
Omekšavanje vode događa se putem mehanizma ionske izmjene, pri čemu se ioni kalcija i magnezija zamjenjuju ekvivalentnom količinom iona natrija. Kada je resurs ionskoizmjenjivačke smole iscrpljen, potrebna je njena regeneracija 8-10% otopinom kuhinjske soli (NaCl). U tu svrhu koristi se posebna tabletirana sol koja nije podložna zgrušavanju. Otopina se priprema u spremniku soli, spremnik se automatski puni vodom.Zadužen uslužno osoblje uključuje dodavanje soli i praćenje njezine razine.

"Lewatit" S1567 (Njemačka) - jaki kiseli kationski izmjenjivač helija u obliku natrija na bazi kopolimera stiren-divinilbenzena. Monodisperzne granule imaju izuzetnu kemijsku i mehaničku stabilnost i visoku osmotsku otpornost. Radni kapacitet izmjene veći je nego kod većine smola (uzimajući u obzir starenje) - prihvatljivo je 1200-1400 mEq/l smole. Regeneracija - otopinom kuhinjske soli (NaCl).

Zahtjevi za izvorsku vodu:

• Ukupna tvrdoća - do 15 mg-eq/l, ukupni sadržaj soli ne više od 1000 mg/l;
• Nedostatak feri željeza u vodi;
• Maksimalni sadržaj otopljenog željeza u vodi nije veći od 0,5 mg/l;
• Oksidacija permanganata - ne više od 3,0 mg O2/l;
• Boja - ne više od 30 stupnjeva;
• Nedostatak suspendiranih tvari, naftnih derivata, sumporovodika i sulfida;
• Sadržaj slobodnog aktivnog klora nije veći od 1 mg/l.

Tehnički podaci:

• Tlak vode na ulazu u filter: minimalno - 2,5 atm, maksimalno - 6,0 atm;
• Oprema za pumpanje mora osigurati protok vode ne manji od onog potrebnog za ispiranje (ovisno o modelu filtra);
• Prostorija za postavljanje instalacije mora imati dovodni i odvodni vod;
• Dostupnost stabiliziranog napajanja 220V (±5%), ~50Hz;
• Sobna temperatura: od +5 do +35˚S, vlažnost - ne više od 70%, temperatura pročišćene vode od +2 do +45˚S.

Stanice za omekšavanje vode u vikendici

Omekšavanje vode je proces uklanjanja soli tvrdoće iz vode.

Postupci izdvajanja soli Ca 2+ i Mg 2+ iz vode u obradi vode nazivaju se omekšavanje vode. Relativno selektivno uklanjanje soli tvrdoće iz vode može se izvesti na tri načina:

• reagens za omekšavanje vode;
• ionska izmjena;
• nanofiltracija.

Tvrda voda za piće ima gorak okus i negativno utječe na probavni sustav. Prema standardima Svjetske zdravstvene organizacije, optimalna tvrdoća vode za piće je 1,0–2,0 mEq/l. U kućnim uvjetima višak tvrdih soli dovodi do obraštanja grijaćih površina u kotlovima, kuhalima za vodu, cijevima, taloženja soli na vodovodnoj instalaciji i njenog kvara, a također ostavlja talog na ljudskoj kosi i koži stvarajući neugodan osjećaj “tvrdoće”. ”. Prilikom pranja, u interakciji s površinski aktivnim tvarima sapuna ili praškova za pranje, soli tvrdoće ih vežu i zahtijevaju veću potrošnju.

U prehrambenoj industriji tvrda voda pogoršava kvalitetu proizvoda, uzrokujući taloženje soli tijekom skladištenja. Ovo je tipično za flaširanu vodu za piće, pivo, sokove i votku. Čak i kod pranja boca ostavlja neizbrisive tragove. Stoga je tvrdoća vode koja se koristi za pripremu raznih proizvoda jasno regulirana i kreće se na razini 0,1–0,2 mEq/l.

U energetskom sektoru, slučajni kratkotrajni prodor tvrde vode u sustav vrlo brzo oštećuje opremu za izmjenu topline i cjevovode. Čak i mali sloj naslaga soli na površini opreme za izmjenu topline dovodi do oštrog smanjenja koeficijenta prijenosa topline i povećanja potrošnje goriva. Cjevovodi postaju toliko obrasli da njihova produktivnost pada nekoliko puta. Stoga je u onim procesima u kojima je dopuštena uporaba vode s određenim sadržajem soli, njezina tvrdoća ograničena na još niže vrijednosti - 0,03–0,05 mEq/l.

Reagens za omekšavanje vode

Mnoge soli tvrdoće imaju nisku topljivost. Kada se u otopinu unesu neki reagensi, povećava se koncentracija aniona, koji tvore slabo topljive soli s ionima tvrdoće Ca 2+ i Mg 2+. Ovaj proces se zove reagens za omekšavanje vode.

Postoji razlika između omekšavanja vode kalciranjem i kalciranja sodom.

Na kalcifikaciju U otopinu se dodaje gašeno vapno Ca(OH) 2 do pH vrijednosti od oko 10. Kao rezultat toga dolazi do sljedećih reakcija:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2H20;

Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O.

Ova metoda se koristi za visoku karbonatnu i nisku nekarbonatnu tvrdoću vode, kada je potrebno istovremeno smanjenje tvrdoće i alkalnosti. Preostala tvrdoća je 0,4–0,8 mEq/l veća od nekarbonatne tvrdoće. Obično se koristi zajedno s omekšavanjem vode ionskom izmjenom.

Na soda-kalciranje u vodu se dodaju gašeno vapno Ca(OH) 2 i soda Na 2 CO 3 dok pH ne bude oko 10. Kao rezultat toga dolazi do sljedećih reakcija:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 + Na2CO3 = 2 CaCO3 + 2 NaOH + H2CO3;

Mg(HCO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaHCO3.

Kao što slijedi iz reakcijskih jednadžbi, tijekom stvaranja i taloženja sedimenta iz vode se izdvajaju soli tvrdoće. Zajedno s njima uklanjaju se koloidne i suspendirane čestice s pripadajućim zagađivačima. Organski zagađivači vode djelomično se sorbiraju na ljuskama sedimenta.

Na soda-kalciranje Zbog viška HCO 3 iona postiže se veća potpunost uklanjanja soli tvrdoće iz vode. Povećanje temperature na 70–80 ° C omogućuje povećanje rezidualne tvrdoće na 0,35–1,0 mEq/l. Isti se rezultat može postići povećanjem doza reagensa.

Procesi sedimentacije provode se u taložnicima i taložnicima s suspendiranim slojem sedimenta.

Taložnici imaju nisku produktivnost, a hidroksidna pulpa proizvedena u njima ima visoku vlažnost od 97–99%. Stoga se trenutno praktički ne koriste.

U praksi se koriste razne varijante taložnika sa suspendiranim slojem taloga. U njima se otopina koja se pročišćava dovodi odozdo i prolazi kroz sloj sedimenta. Time se povećava koeficijent pročišćavanja vode. Za smanjenje volumena mulja koriste se dodatne zone i komore za zbijanje mulja. Povećanje stupnja bistrenja postiže se uvođenjem dodatnih sekcija tankoslojnog taloženja.

U pripremi vode za piće ne koriste se metode omekšavanja reagensa. Nakon njih, voda ima izrazito alkalnu reakciju. Široko se koriste u energetici i industriji kao prvi stupanj pročišćavanja prije mehaničkih filtera. Na raditi zajedno omogućuju vam omekšavanje vode, uklanjanje suspendiranih tvari, uključujući koloide, i djelomično pročišćavanje vode od organskih tvari.

Budući da se taloženje nastalih flokula odvija vrlo sporo, produktivnost opreme je niska i velike je veličine. Zbog toga nastaje otpad u obliku mulja koji se teško zbrinjava. Proces zahtijeva pažljivu kontrolu, uglavnom ručnu, jer ovisi o mnogim čimbenicima: temperaturi vode, točnosti doziranja reagensa, početnoj zamućenosti vode itd.

Nova tehnološka rješenja (tankoslojno taloženje, kontaktna koagulacija, uvođenje flokulanata) omogućuju postizanje istih pokazatelja omekšavanje vode uz manju potrošnju reagensa, manje instalacije i njihovu punu automatizaciju.

Omekšavanje vode nanofiltracijom

Korištenjem membrana s određenom veličinom pora, osigurana je njihova selektivnost za višestruko nabijene i velike ione. Jednovalentne ione (katione i anione) općenito ne zadržava membrana. U stvarnosti, uz selektivnost za MgSO 4 na razini od 98–99%, selektivnost za NaCl za različite nanofiltracijske membrane iznosi 20-70%. Kada voda prolazi kroz takvu nanofiltracijsku membranu, uklanjaju se sve suspendirane tvari, koloidi, bakterije i virusi, kationi teških metala i neki organski kontaminanti. Dosta se događa duboko čišćenje od soli tvrdoće – 10–50 puta. Koncentracija natrijevih soli blago se smanjuje. Kao rezultat, voda je omekšana i djelomično odsoljena.

Za omekšavanje se koriste instalacije s tangencijalnom filtracijom i valjkastim elementima, koje su slične instalacijama za desalinizaciju reverznom osmozom. Parametri takvih postrojenja za pročišćavanje vode su bliski niskotlačnim osmozama. Radni tlak je u rasponu od 7–16 atm. Za male filtere za pročišćavanje vode u kućanstvu proizvode se membrane koje rade čak i pri 3 atm.

Stupanj omekšavanja vode određen je karakteristikama korištenih membrana, a budući da je selektivnost nanofiltracijskih membrana prema kationima Ca 2+ i Mg 2+ različita (vidi tablicu 3.3), ovisi o sastavu vode. U svakom slučaju, stupanj ekstrakcije soli tvrdoće manji nego kod reverzne osmoze i to još više nego kod omekšavanja ionskom izmjenom.

Omekšavanje vode s membranom tipa NF-70 (Filmtec)

Učinkovitost čišćenja otopine za različite komponente prikazana je u sljedećoj tablici.

Kondicioniranje vode na membrani tipa NF-70 (Filmtec)

	Izvorska voda	Prodrijeti
Kloridi, mg/l
Sulfati, mg/l
Ukupni organski ugljik, mg/l
Organski halogeni, µg/m3
Trihalometani, µg/m3
Alkalitet, mg/l
Karbonatna tvrdoća, mg/l
Ukupna tvrdoća, mg/l
Boja, stupnjevi

Najveće dostojanstvo nanofiltracija vode je smanjiti ne samo tvrdoću vode, već i alkalnost, sadržaj soli, kao i uklanjanje mehaničkih, organskih i bioloških kontaminanata iz vode bez potrebe za korištenjem reagensa i problema s otjecanjem soli uz relativno jednostavnu shemu.

Industrijsko postrojenje za proizvodnju pitke vode kapaciteta 2800 m 3 dnevno sastoji se od 2 paralelno spojene jedinice kapaciteta 60 m 3 / h. Svaki od njih sadrži 4 stupnja od 8, 4, 2 i 1 modula spojenih paralelno, spojenih u seriju u koncentrat. Predtretman se sastoji od uzastopnih blokova mikrofiltara s ocjenom od 10 i 5 mikrona. Nakon instaliranja nanofiltracije, voda ulazi u dekarbonizator za uklanjanje viška ugljičnog dioksida i jedinicu za korekciju pH.

U vodi pročišćenoj jedinicom za nanofiltraciju nema bakterija i virusa, mikropolutanata i organoklorova, smanjena je tvrdoća vode i sadržaj sulfata, moguće je smanjiti dozu klora u vodi. Instalacija na temelju tradicionalne tehnologije Pročišćavanje vode, kako bi se postigao sličan učinak, mora uključivati ​​nekoliko stupnjeva pročišćavanja.

Nedostatak nanofiltracije je manja moguća dubina omekšavanja vode, potreba za temeljitijom predobradom vode nego kod ionske izmjene, te značajno veća potrošnja vode, električne energije i količina otpada. Istina, budući da su potonji s niskim sadržajem soli, njihovo je ispuštanje puno lakše uskladiti s vlastima za okoliš.

Dimenzije i izvedba rolo elemenata i instalacija za nanofiltraciju i reverznu osmozu su identične.

Elektrokemijska metoda omekšavanje vode je relativno nov. Prethodno je predloženo za obradu otpadne soli, uključujući povrate iz jedinica za omekšavanje, za njihovu kasniju ponovnu upotrebu. Na Ruskom kemijsko-tehničkom sveučilištu nazvan. D. I. Mendeleev razvio je tehnologiju koja uključuje elektrokemijsku korekciju pH pročišćene vode i elektroflotacijsko odvajanje krute faze. Pri prolasku vode kroz međuelektrodni prostor odvijaju se procesi elektrolize, polarizacije, elektroforeze, redoks reakcije s razgradnjom organskih tvari i inaktivacijom bioloških zagađivača vode. Produkti elektrolize međusobno reagiraju stvarajući netopljive soli.

Shematski dijagram Proces elektrokemijskog omekšavanja vode prikazan je na slici. Voda ulazi u korito 1 gdje se uklanjaju grube tvari. Zatim se dovodi u katodnu komoru električnog korektora 2a. Jer između kamera 2a I 2b instalirana membrana za anionsku izmjenu 4 , kada se u katodnoj komori primjenjuje istosmjerna struja 2a pH raste do 10–11, a u anod 2b pada na 3-4. U katodnoj komori nastaju čestice hidroksida i karbonata miješanog sastava. Voda s suspendiranim tvarima ulazi u grube komore 3a i tanka 3bčišćenje elektroflotatora. U elektroflotatoru, kao rezultat elektrolize vode, oslobađaju se vodik i kisik, koji se dižu i plutaju čestice suspenzija, organskih tvari i emulzija, tvoreći pjenasti sloj - flotacijski mulj, koji se uklanja posebnim uređajem. Nakon bistrenja, omekšana voda se dovodi u anodnu komoru električnog korektora 2b, gdje se neutralizira na pH blizak izvornoj vodi.

Dijagram rada električnog korektora:

1 – taložnik; 2a – katodna komora električnog korektora, 2b – anodna komora električnog korektora; 3a – komora za grubo čišćenje elektroflotatora, 3b – komora za fino čišćenje elektroflotatora; 4 – membrana anionske izmjene

Prema autorima, Kvaliteta omekšavanja vode je prilično visoka– tvrdoća ispod 0,1 mEq/l. Instalacija za omekšavanje vode s produktivnošću od 5 m 3 / h, zauzima površinu od 10 m 2 i troši 2-3 kWh / m 3 električne energije.

Uz omekšavanje, voda se pročišćava od organskih i bioloških onečišćenja.

Tvrdu vodu karakterizira visok sadržaj minerala – najčešće magnezija i kalcija. Stvaraju naslage koje kasnije začepe odvod, ostavljaju talog na pločicama i onemogućuju normalno pjenjenje sapuna. Ne predstavlja prijetnju životu ili zdravlju, ali uzrokuje neke neugodnosti. U ovom ćemo članku otkriti bit pojma tvrde vode i govoriti o načinima kako je omekšati.

Tvrda voda je voda koja sadrži veliki broj soli kalcija i magnezija. Osim toga, u njemu se mogu naći silikati, fosfati, kloridi i drugi otrovni spojevi. Neki od njih se potpuno raspadaju kuhanjem, drugi mogu dugo ostati nepromijenjeni.

Zašto je tvrda voda štetna za zdravlje i kućanske aparate

Kamenac u kuhalu za vodu, karakterističan talog na stjenkama perilica rublja i ostalih kućanskih aparata, odjeća koja je nakon pranja izgubila izvornu svjetlinu boje - dostava modernom čovjeku Puno je neugodnosti, pa se trudi ublažiti. Koža, kosa i unutarnji organi ne vole ovu tekućinu - posebno su pogođeni bubrezi i jetra.

Povećana tvrdoća vode smanjuje okus i probavljivost hrane, može uzrokovati razvoj urolitijaze, probleme s jetrom, pa čak i srcem. Ali to nema nikakve veze s prisutnošću crva u tijelu.

Optimalna tvrdoća vode, kako odrediti tvrdoću vode kod kuće

Prije nego počnete poduzimati mjere usmjerene na omekšavanje previše tvrde vode, sami odredite sadržaj soli i razinu tvrdoće tekućine. To se može učiniti u posebnim uslugama, a zatim provjeriti prema trenutnim standardima. Ne želiš ići nigdje? U tom slučaju treba upozoriti na kamenac na unutarnjim dijelovima. Kućanski aparati, mala količina sapunske pjene, suha koža i kosa. Okus može varirati, ali to nije preduvjet.

Kako omekšati tvrdu vodu kod kuće: 8 sigurnih načina

Osnovni načini omekšavanja tvrde vode:

1. Nakon kuhanja slijedi taloženje.
2. Dodavanje u perilica za rublje soda ili vapno. Modernija alternativa je poseban prah.
3. Omekšavanje amonijakom - samo imajte na umu da su koncentrirani nerazrijeđeni proizvodi dostupni u prodaji (pročitajte upute!).
4. Korištenje vrča za filtriranje iz Aquaphor-a.
5. Instalacija ugljena filter za kućanstvo na slavinu ili dovod vode.
6. Ugradnja sustava za čišćenje Aquaphor - zamjenjuje ione magnezija i kalcija ionima natrija.
7. Ugradnja posebnog mehaničkog uređaja za čišćenje na ulazu cjevovoda.
8. Primjena magnetskog omekšivača.

Kućna voda

Soda pepeo i soda bikarbona učinkovito neutraliziraju soli - voda pročišćena ovom metodom može se koristiti za piće. Soda bikarbona Potpuno je bezopasan i ne isušuje kožu pa se dodaje u vodu za umivanje. Kalcinirana varijanta je agresivnija i daje izražen učinak izbjeljivanja, pa se može koristiti za pranje rublja.

Kako omekšati tvrdu vodu kod kuće iz bunara ili bunara

Za omekšavanje vode iz bunara i bunara koriste se iste metode koje se koriste za omekšavanje obične tekućine iz slavine:

• toplinski (kipući);
• reagens - s dodatkom kemikalija različitog podrijetla, koje ih, u interakciji s solima tvrdoće, vežu;
• pomoću filtara (magnetski, membranski, ionska izmjena, elektromagnetski);
• narodni načini.

Svaka opcija ima svoje karakteristike, prednosti i nedostatke. Prilikom odabira usredotočite se na trenutne pokazatelje tvrdoće, raspoloživi proračun i željenu brzinu obrade vode.

Metode čišćenja i omekšavanja vode kod kuće

Ako ne želite samo omekšati, već i pročistiti vodu, koristite bilo koju od sljedećih opcija:

• filter vrč;
• filtar za ionsku izmjenu;
• membranski filter;
• magnetski filter omekšivač;
• metoda elektromagnetskih valova.

Koriste se i tradicionalne metode - taloženje, zasićenje silicijem, djelomično zamrzavanje, miješanje, dodavanje izvarka lanenog sjemena, bilja ili treseta.

Filtri i njihove vrste

U prodaji se mogu naći sljedeće vrste filtera:

Što je bolje: redovito omekšavanje ili potpuna filtracija vode?

Filtar za omekšavanje ne osigurava uvijek željene rezultate– u nekim slučajevima potrebna je potpuna filtracija. Sustav pročišćavanja uklanja elemente kalcija i neke soli (djelomično), dok potpuna filtracija omogućuje da se riješite svih kemijskih nečistoća i promjena sastav metala, uklonite soli. Istodobno, može biti popraćeno omekšavanjem i mineralizacijom. Ako je sve učinjeno kako treba, voda iz pipe imat će dobar miris i ugodan okus.

Magnetski filter ili posebne soli: izbor alternative

Posebne soli daju dobar učinak, ali ne zaboravite slijediti dozu za svaku tvar. Također ćete morati osigurati njihovu stalnu dostupnost i odgovarajuće uvjete skladištenja - što znači dodatni prostor, dodatne troškove i gnjavažu. U isto vrijeme, nije uvijek moguće koristiti vodu omekšanu uz pomoć reagensa za kuhanje i piće.

Što je magnetski filtar? Uređaj od dva snažna magneta koji stvaraju jako polje - privlače metalne čestice. Kada voda prolazi kroz takav element, ona postaje mekša. Kemikalije se ne koriste, ali učinak vode nabijene magnetskim poljem na ljudsko tijelo također još nije istražen.

Kako omekšati tvrdu vodu u akvariju kod kuće?

Voda u akvariju zahtijeva obavezno omekšavanje. Kod kuće možete smanjiti tvrdoću na sljedeće načine:

1. Prokuhajte, ohladite i ulijte u akvarij.
2. Destilirajte, ali zapamtite da je nedostatak korisnih mikroelemenata štetan ne samo za ljude, već i za ribe.
3. – ulijte vodu u posudu i stavite je u zamrzivač. Kad se polovica tekućine zaledi, dio koji nije zaleđen izlijte, a led izvadite iz hladnjaka i otopite. Ova tekućina je idealna za ribu.
4. Pročistite vodu pomoću filtra reverzne osmoze - ugrađen je u prostoriju i spojen izravno na dovod vode.

Najučinkovitija i najskuplja metoda je reverzna osmoza. Ima smisla koristiti ga za velike akvarije.

Dobro je znati

• Omekšavanje vode dovodi do primjetnih ušteda u deterdžentima jer oni bolje pjene kad su mekani. Ne govorimo samo o sapunu, već io prašku za pranje, pasti za zube itd.
• Potrošnja električne energije također se može smanjiti jer ćete rjeđe prati rublje i čistiti.
• Meka voda također će značajno produžiti vijek trajanja kućanskih aparata i vodovodnih cijevi.
• Štoviše, korištenje bilo koje metode omekšavanja zahtijeva određena ulaganja, koja se ne isplate uvijek.