Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Влияние жесткости природных вод на их использование

Анализ и улучшение качества вод

Влияние жесткости природных вод на их использование

Различают следующие виды жесткости.

Общая жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости (измеряется в миллиграмм - эквиваленте на литр (мг-экв/л)).

Карбонатная жесткость. Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.

Некарбонатная жесткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).

Для многих применений жесткость воды не играет существенной роли (например, для тушения пожаров, уборки улиц и тротуаров). Но в ряде случаев жесткость может создать проблемы. В промышленности, в быту при принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жесткая вода гораздо менее эффективна, чем мягкая. И вот почему:

 При использовании мягкой воды расходуется в 2 раза меньше моющих средств;

 Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует "мыльные шлаки", которые не смываются водой и оставляют разводы на посуде и поверхности сантехники;

 "Мыльные шлаки" также не смываются с поверхности человеческой кожи, забивая поры и покрывая каждый волос на теле, что может стать причиной появления сыпи, раздражения, зуда;

 При нагревании воды, содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде накипи. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п., предъявляются на порядок более строгие требования по жесткости;

 Во многих промышленных процессах соли жесткости могут вступить в химическую реакцию, образовав нежелательные промежуточные продукты.

7. Какие физические процессы используются для обработки воды питьевого назначения?

· Для уменьшения мутности используют осветление, используется метод отстаивания, центрифугирование с последующим фильтрованием на скорых фильтрах и фильтрование через слой фильтрующего материала, через сетки, через пористые перегородки

· умягчают воду кипячением, т.е. избавляются от карбонатной жесткости (временной)

Са(HCO₃)₂ + Mg(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + CO₂↑ + H₂O

· Используют процесс аэрации для окисления таких веществ как железо или для удаления из воды растворенных газов, таких как CO₂ (двуокись углерода) или сероводород.

· Используют ультрафиолетовое облучение для очистки и обеззараживания воды (удаление патогенных микроорганизмов)

· Применяют замораживание. Температура замораживания воды = 0 ⁰С, примеси более низкая температура.

8. Какие химические процессы используются для обработки воды питьевого назначения?

· Для осветления воды (уменьшение мутности) используют процесс коагуляции - процесс слипания, укрупнения частиц за счет сил молекулярного притяжения, этот же процесс используется для обесцвечивания воды (уменьшение цветности). Например, при обесцвечивании воды коллоидные частицы положительно заряженные притягивают к себе отрицательно заряженные фульво и гуминовые кислоты. Можно одновременно уменьшать мутность и цветность, используя коагуляцию.

· Используют умягчение воды кипячением (одновременно и физ. и хим. процесс)

Сa(HCO₃)₂ + Mg(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + CO₂↑ + H₂O

· Для уменьшения содержания катионов и анионов используют ионный обмен, основу процесса составляют твердые нерастворимые вещества (катиониты, аниониты), обладающие свойством обменивать свои ионы на ионы, находящиеся в растворе. Это обычно синтетические полимеры сетчатого строения. Удаляют из воды ионы железа, умягчают воду, уменьшают минерализацию, удаляют Cl^-, SO₄^2-

Например при деманганизации (удаление марганца)

R-H + Mn²⁺ → R-Mn + H⁺

R-Na + Mn²⁺ → R-Mn + Na⁺

· Хлорирование воды - наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды с применением газообразного хлора или хлорсодержащих соединений, вступающих в реакцию с водой или растворенными в ней солями. В результате взаимодействия хлора с протеинами и аминосоединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе, происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и микроорганизмов. Дезинфекция (обеззараживание) питьевой воды осуществляется за счёт дозирования хлора, двуокиси хлора, хлорамина и хлорной извести.

· Озонирование воды – это более высокотехнологичный способ обработки воды. Бактерицидное действие озона связано с активным проникновением этой химически активной формы кислорода через клеточные мембраны и последующим окислением органических веществ, что и вызывает гибель бактериальной клетки. Наряду с обеззараживанием, озонирование приводит к улучшению вкуса и уничтожению запахов воды.

· Обратный осмос – процесс переноса компонента из более концентрированного раствора в менее концентрированный под давлением. Используется больше для очистки промышленных вод.