dveře 

Tvrdost vody metody změkčování vody. Změkčování vody pro domácnost tím nejlepším způsobem s minimálními investicemi. Proč změkčovat užitkovou vodu

Stanice pro čištění vody od solí tvrdosti
Ukazatel "tvrdost vody" zobrazuje kvantitativní obsah kovů alkalických zemin v ní. Vzhledem k tomu, že hlavní příspěvek tvoří vápník a hořčík, zbývající ionty kovů alkalických zemin jsou zanedbávány. Samotný termín má domácí původ: tkanina vypraná ve vodě s vysokým obsahem vápníku a hořčíku je na dotek tvrdá. Tvrdost vody se dělí na uhličitanovou (dočasnou) a nekarbonátovou (trvalou). Dočasné - kvůli hydrogenuhličitanům vápníku a hořčíku trvalé - hlavně chloridy a sírany. Dočasná tvrdost se snižuje varem v důsledku tvorby nerozpustných uhličitanů. Óvysoká tvrdost vody, stejně jako přebytek železa, lze posoudit podle stop zanechaných ve formě vodního kamenena topných tělesechšedé usazeniny na schnoucích površích, suchá napjatá pokožka, tvrdé prádlo po vyprání.Proces odstraňování iontů tvrdosti z vody se nazývá měknutí. V závislosti na účelu vody jsou požadavky na tvrdost vody různé. Pro pití vody SanPiN 2.1.4.1074-01 nastavuje maximální koncentraci 7 mg-ekv / l a podle doporučení WHO by vápník v pitné vodě měl obsahovat 20-80 mg / l, hořčík - 10-30 mg / l, což odpovídá tvrdost 1,8-6,5 mg-ekv/l. Pro domácí spotřebiče (pračky, myčky, kotle) ​​výrobci doporučují používat vodu s tvrdostí nejvýše 1,5 meq/l. Na vodu jsou kladeny nejvyšší požadavky na tvrdost, tvrdost připravované vody by neměla překročit 5 µg-eq/l.

Změkčování vody - pojmy

  • Tepelný . Při zahřívání vody se hydrogenuhličitany vápníku a hořčíku mění na nerozpustné uhličitany a usazují se na stěnách ohřívače vody, varné konvice atd. Tato metoda je použitelná, když je malá potřeba vody, například pro letní sídlo, a za předpokladu, že většina tvrdosti je dočasná (bikarbonát). Nevýhodou tohoto způsobu je také obtížnost čištění topné plochy od vodního kamene.
  • Změkčení činidla . Metoda je založena na zavádění hašeného vápna Ca (OH) 2 - vápnění, nebo hašeného vápna Ca (OH) 2 a sody Na2CO3 - sodné vápnění do vody za účelem přeměny solí tvrdosti na nerozpustné uhličitany s dalším srážením nebo čiřením. Navíc mohou být zavedeny koagulanty a flokulanty. Metoda se používá v průmyslu pro velké objemy spotřeby vody s vysokou uhličitanovou tvrdostí. Při použití vápnění a sodného vápnění se současně s tvrdostí snižuje alkalita, při usazování a čiření se odstraňují suspendované částice včetně koloidů a na vločkách sedimentu se mohou sorbovat i organické nečistoty. Nevýhodou této metody je vysoká spotřeba činidel, nutnost hospodárnosti činidel, velké rozměry zařízení při použití sedimentačních nádrží, tvorba obtížně likvidovatelného kalu. Tato metoda není použitelná pro přípravu pitné vody, protože změkčená voda má vysokou hodnotu pH.
  • Iontová výměna (Na-kationizace) . Nejběžnější a nejdostupnější metoda, používaná pro oba průmyslový, a pro soukromé systémy na úpravu vody . Metoda je založena na nahrazení iontů vápníku a hořčíku ionty sodíku, když voda prochází silně kyselým katexem v Na-formě. Během procesu čištění je iontoměničový zdroj zátěže vyčerpán a je nutná její regenerace. Restaurování se provádí 6-10% roztokem chloridu sodného ( stolní sůl), při regeneraci jsou ionty vápníku a hořčíku opět nahrazeny ionty sodíku a zátěž je připravena k další práci. Četnost regenerace je dána tvrdostí zdrojové vody.
  • Reverzní osmóza a nanofiltrace . Tyto metody patří k metodám čištění membrán. V jádru reverzní osmóza a nanofiltrace je založena na principu filtrace přes polopropustnou membránu. Proces čištění také odstraňuje další ionty a nečistoty a snižuje celkovou mineralizaci vody. Instalace jsou prováděny v průmyslovém i domácím měřítku. Nastavení reverzní osmóza nepostradatelný pro čištění velmi tvrdé vody s přebytkem slanosti nebo sodíku. Mezi nevýhody metody patří vysoká spotřeba energie ve srovnání s iontovou výměnou.

Samostatně můžete specifikovat způsob vázání solí tvrdosti pomocí polyfosfátových činidel, magnetické a pulzní zpracování, změny struktury solí tvrdosti - všechny tyto metody neodstraňují z vody ionty vápníku a hořčíku, ale pouze zabraňují tvorbě vodního kamene.

Řada úpraven vody - Stanice na změkčování vody
Účel:
Změkčování vody- extrakce iontů vápníku Ca2+ a hořčíku Mg2+ z vody, které určují její tvrdost. Soli tvrdosti způsobují tvorbu vodního kamene na topných tělesech a vnitřních površích potrubí, zvýšenou spotřebu čisticích prostředků a zakalenou vodu.
Popis:
Změkčovací stanice se skládá ze sklolaminátového tělesa s vnitřní polyetylenovou vložkou, automatického regulačního ventilu Autotrol (Pentair Water, USA), drenážního rozvodu, iontoměničové zátěže, štěrkového lože a solné nádrže pro regeneraci.
Princip fungování:
Ke změkčování vody dochází mechanismem výměny iontů, zatímco ionty vápníku a hořčíku jsou nahrazeny ekvivalentním množstvím iontů sodíku. Po vyčerpání zdrojů iontoměničové pryskyřice je nutné ji regenerovat 8-10% roztokem kuchyňské soli (NaCl). K tomu se používá speciální tabletovaná sůl, která nepodléhá spékání. Roztok se připravuje v solné nádrži, nádrž se plní vodou automaticky.Mezi povinnosti servisního personálu patří plnění soli a sledování její hladiny.

"Lewatit" S1567 (Německo) je silně kyselý heliový katex ve formě sodíku na bázi kopolymeru styren-divinylbenzen. Monodisperzní granule mají mimořádnou chemickou a mechanickou stabilitu a vysokou osmotickou odolnost. Pracovní výměnná kapacita je vyšší než u většiny pryskyřic (s přihlédnutím ke stárnutí) - odebírá se 1200-1400 meq/l pryskyřice. Regenerace - roztokem kuchyňské soli (NaCl).

Požadavky na zdroj vody:

  • Obecná tvrdost - do 15 mg-eq / l, celkový obsah soli není větší než 1000 mg / l;
  • Nedostatek trojmocného železa ve vodě;
  • Maximální obsah rozpuštěného železa ve vodě není větší než 0,5 mg/l;
  • Oxidovatelnost manganistanu - ne více než 3,0 mg O2/l;
  • Barva - ne více než 30 stupňů;
  • Nepřítomnost suspenzí, ropných produktů, sirovodíku a sulfidů;
  • Obsah volného aktivního chloru - ne více než 1 mg/l.

Specifikace:

  • Tlak vody na vstupu filtru: minimální - 2,5 atm, maximální - 6,0 atm.;
  • Čerpací zařízení musí poskytovat průtok vody ne menší, než je požadováno během proplachování (v závislosti na modelu filtru);
  • Instalační místnost musí mít přívod a odvodňovací potrubí;
  • Dostupnost stabilizovaného napájení 220V (±5%), ~50Hz;
  • Teplota v místnosti: od +5 do +35˚С, vlhkost - ne více než 70%, teplota upravované vody od +2 do +45˚С.

Změkčovací stanice v chatě

Vysoká tvrdost vyvolává tvorbu vodního kamene, zhoršuje účinnost pracích prostředků. Za takto nepříznivých podmínek se zvyšuje riziko poškození funkčních součástí. topné zařízení, další technologie. Zvýšené provozní náklady, náklady na dodržování sanitárních a hygienických pravidel.

Moderní výrobci nabízejí různé metody změkčování vody a související vybavení. Vybrat nejlepší možnost Po přečtení této publikace to nebude těžké. Jsou zde užitečné údaje, které vám pomohou levně a rychle realizovat projekt.

Základní definice

Celková úroveň tvrdosti je definována jako součet trvalých a dočasných složek. První část má zpravidla malý praktický význam, takže ji lze z recenze vyloučit. Druhý je určen koncentrací kationtů hořčíku a vápníku. Tyto chemikálie se při zahřívání přeměňují na nerozpustnou sraženinu – vodní kámen.

Právě ony ucpávají technické potrubí, což je doprovázeno zhoršením výkonu kotlů. Takové formace se vyznačují pórovitostí, nízkou tepelnou vodivostí. Při nahromadění na povrchu topného tělesa blokuje tato vrstva normální odvod tepla. Pokud není aplikováno účinná metoda změkčování tvrdé vody, pračka nebo jiné spotřebiče s topným tělesem budou vyřazeny z provozu z důvodu vodního kamene.

V praxi řeší otázky snížení úrovně tuhosti, případně úplné odstranění škodlivých jevů. Druhá možnost je lepší! Zahrnuje spolehlivou ochranu drahých produktů, účinná prevence s prevencí mimořádných událostí.

Metoda 1: Zahřívání

Princip fungování těchto metod změkčování vody je zřejmý z obecné definice. Každý ví, že při varu (zahřívání) se na stěnách konvice aktivně tvoří vrstva vodního kamene. Po dokončení postupu se tuhost sníží.

Jedinou výhodou je teoretická jednoduchost metody. Podrobná studie problému odhaluje následující nedostatky:

  • trvání procesu;
  • ne velký počet kapalina, kterou lze zpracovat doma;
  • značné náklady na elektřinu, plyn a další paliva.

Nemělo by se zapomínat, že ve fázi dokončování je nutné odstranit silný vodní kámen. Jedná se o pracné pracovní operace, které mohou narušit pracovní kapacitu.

Metoda 2: Ošetření elektromagnetickým polem

Z výše uvedených popisů lze vyvodit přechodný závěr. K odstranění škodlivých sloučenin pomocí chemikálií, iontové výměny, varu a membránové filtrace je třeba vyřešit složité technické problémy. To bude napsáno níže. Náklady se odpovídajícím způsobem zvyšují. Polyfosfátové sloučeniny jsou účinnější. Jsou levné, ale spolehlivě blokují negativní proces. Metodu lze považovat za ideální, pokud by nedošlo ke kontaminaci kapaliny.

V technologii elektromagnetického zpracování nejsou uvedeny žádné nedostatky. Vystavení silnému poli mění tvar částic vodního kamene. Vytvořené jehlové výstupky jim neumožňují spojit se do velkých frakcí. To blokuje proces tvorby vodního kamene.

Pro získání pole optimálního výkonu a konfigurace se používá vysokofrekvenční generátor elektromagnetických kmitů. Pracuje podle speciálního algoritmu, který nezpůsobuje efekt „závislosti“. Při práci s permanentními magnety je pozorován pokles pozitivního dopadu.

Při studiu aktuální nabídky trhu je třeba věnovat pozornost moderním vysoce kvalitním modelům elektromagnetických zařízení na úpravu vody:

  • plnit své funkce s minimální spotřebou energie (5-20 W / h).
  • Cívka je vytvořena z několika závitů drátu. Zařízení je připojeno k síti. Další konfigurace není nutná.
  • Dosah dosahuje 2 km, což stačí k ochraně objektu jako celku.
  • Životnost zařízení přesahuje 20 let.

V každém případě si musíte vybrat výrobce, který má solidní zkušenosti v hlavní oblasti činnosti!

Chemické metody změkčování vody

Známou technikou pro specializované specialisty je přidávání hašeného vápna do roztoku. Chemické reakce vážou molekuly vápníku a hořčíku s následnou tvorbou nerozpustné sraženiny. Když se hromadí na dně pracovní nádrže, je odstraněn. Jemné suspendované částice jsou zadržovány fosfátovou metodou. Podobná technologie se používá pro redukci nekarbonátové složky pomocí sody.

Hlavní nevýhodou této a dalších metod v této kategorii je kontaminace kapaliny chemikáliemi. Aby bylo takové zpracování bezpečné, je nutné důsledně dodržovat optimální dávkování, pečlivě kontrolovat všechny důležité kroky. Kvalitní reprodukce techniky doma není možná bez nadměrných obtíží a nákladů. Používá se na komunálních a hromadných úpravnách vod profesionální kategorie.

Jedna „chemická“ technika se však stala populární v každodenním životě. Vědci zjistili, že polyfosfátové sloučeniny tvoří obaly kolem nejmenších nerozpustných frakcí. Zabraňují koalescenci do velkých částic, přichycení na stěny potrubí a vnější povrchy topných zařízení.

Tento užitečný majetek používané výrobci fosfátových pracích prášků. Používají se také specializované průtokové nádrže, ve kterých jsou umístěny polyfosfátové soli. Zařízení se montují na přívodní potrubí před kotle a pračky. Metoda není vhodná pro přípravu pitné vody.

Filtrace

Požadovaného účinku lze dosáhnout zmenšením velikosti buněk na velikost molekul. Takové mikroskopické kanálky se vytvářejí v membránách reverzní osmóza. Mohou procházet pouze čistou vodou. Kontaminovaná kapalina se hromadí před bariérou a je odváděna do odpadu.

Problém je vyřešen? Neměli byste dělat ukvapené závěry. Filtrační technika je opravdu dobrá, ale pouze pro zpracování 180-220 litrů/den. Takový je výkon sériovky za rozumnou cenu. Toto množství nestačí na jednu sprchu, aby pokrylo další potřeby domácnosti.

Pro zvýšení produktivity je paralelně instalováno několik membrán. Pro provoz soupravy je nutné zvýšit tlak speciálu benzínka. Takové zařízení na filtraci vody je drahé a zabírá hodně místa.

Změkčování vody iontovou výměnou

Snižte počáteční a provozní náklady pomocí zařízení této kategorie. Používá se speciální zásyp, který zachycuje ionty vápníku a hořčíku. Zároveň je kapalina naplněna neškodnými sloučeninami sodíku.

Výhody jsou uvedeny níže:

  • Kromě slané chuti se výchozí vlastnosti vody nemění k horšímu.
  • Po zpracování určitého množství kapaliny užitečné funkce zásypy se obnovují mytím a regenerací.
  • Tyto postupy jsou prováděny opakovaně v automatickém režimu, bez pečlivé kontroly a zásahu uživatele.
  • Při dodržení provozního řádu zůstává plnění pryskyřic v provozu déle než šest let.

Je nutné zdůraznit dostupnost regenerační směsi. Jedná se o levný roztok obyčejné kuchyňské soli (dobře čištěné).

Stejně jako dříve jsou zde nuance, které si zaslouží být zmíněny pro kompletní analýzu změkčování vody metodou iontové výměny:

  • Iontovýměnný způsob změkčování vody přeruší zásobování objektu během regenerace (trvající déle než hodinu). Pro odstranění této nevýhody jsou paralelně instalovány dva funkční kontejnery.
  • Sada s vysokým výkonem pro rodinu 2-3 osob zabírá několik metrů čtverečních. metrů plochy.
  • Práce publikuje hlasitý zvuk během mycího procesu je proto potřeba účinná zvuková izolace místnosti.
  • Jakákoli významná změna úrovně tvrdosti musí být opravena ručním nastavením.
  • Dobře vybavená sada s automatizační jednotkou a několika pracovními nádržemi je drahá.

Expozice ultrazvukem

Ke snížení úrovně tuhosti se využívá zpracování vibrací příslušného frekvenčního rozsahu. Současně je zničena vrstva starého vodního kamene, což je užitečné pro čištění potrubí bez agresivních chemických sloučenin.

Ultrazvuk se používá s profesionálními opatřeními k čištění a ochraně průmyslových zařízení. Velké prvky těchto konstrukcí a závitové spoje mají lepší odolnost vůči silným vibračním účinkům.

Které způsoby změkčování vody jsou vhodné pro různé vlastnosti?

Optimální technika se volí s ohledem na skutečné podmínky budoucího provozu. Zkušení profesionálové radí tvořit společný projekt s mechanickými a dalšími filtry pro přesné sladění všech funkčních součástí.

V městském bytě můžete počítat s udržením přijatelné kvality tvrdé vody. Odpovídající povinnosti jsou uvedeny ve smlouvě s dodavatelskou organizací. V domácích podmínkách však nejsou vyloučeny nehody na dálnicích a tlakové vlny. K ochraně před těmito negativními vlivy je na vstupu instalován fosfátový nebo mechanický filtr s regulátorem tlaku a kontrolními manometry. Je třeba zdůraznit výhody elektromagnetického převodníku s ohledem na vlastnosti objektů této kategorie:

  • kompaktnost;
  • lehká váha;
  • žádný hluk;
  • roztomilý vzhled.

Pro autonomní příměstské zásobování vodou obezřetní majitelé dávají přednost použití artéské studny. Takový zdroj poskytuje vysoký stupeň čištění přírodní filtrací. Ale ve velkých hloubkách se zvyšuje koncentrace nečistot vyplavených z hornin. Mezi nimi jsou sloučeniny solí v dostatečně vysoké koncentraci.

V soukromém domě je snazší najít volné místo technologické vybavení. Zde můžete instalovat sady pro změkčování vody iontovou výměnou. Nezbytné síťové inženýrství. Nesmíme zapomenout na dobrou izolaci. Je nutné udržovat výrobce teplotní režim. Chlór a další chemické sloučeniny, které mohou poškodit stávající zásyp, by měly být odstraněny.

Je nemožné analyzovat problémy nadměrné tvrdosti moderní vody bez podrobného studia diverzity metody změkčování vody. Množství filtrů na pultech obchodů a trhů vás nutí si myslet, že výběr zařízení pro byt není tak jednoduchý. A abyste si vybrali tu správnou variantu aviváže, musíte se s ní alespoň seznámit odlišné typy metody změkčování vody. Bez znalosti základů není možné téma pochopit.

I když o měřítku víme poměrně dost, stále existuje příliš mnoho předsudků ohledně filtračních zařízení a také mýtů o zbytečnosti, alespoň na domácí poměry. Nadměrná tvrdost vody vede k velkému množství nežádoucích jevů. Cena tvorby vodního kamene a špatná rozpustnost jakýchkoli detergentů s drsnou nekvalitní vodou je příliš drahá na to, abychom dnes zanedbávali problémy se změkčováním vody.

Z nějakého důvodu se domníváme, že nadměrná tvrdost vody je mýtus a že používání filtrů čerpá peníze z důvěřivých občanů. Každý přitom perfektně viděl a ví, co je vodní kámen a jak je těžké se s ním vypořádat, jak těžké je ho odstranit, neustále měsíc od měsíce. Pokud máte pochybnosti o stupni tvrdosti vaší vody, můžete vždy provést chemický rozbor vody. Vždy vám pomůže nejen určit, jak je vaše voda čistá a jedlá. Na základě jeho výsledků můžete udělat ten správný, tedy kompetentní.

To, že používáte nekvalitní vodu, se dozvíte podle mnoha známek, tak známých nám všem. Přílišná tuhost se projeví i při vaření. Taková voda způsobí, že maso ztuhne. Zelenina se při vaření v takové vodě rozpadne. A věčný okraj sedimentu solí tvrdosti. Pokud už takové rychlovarné konvice nebo pánve s věčně tvrdými hranami uvnitř na plochách máte, pak stoprocentní tvrdost vaší vody dávno překračuje přípustné meze. O přítomnosti takové vody v bytě se dozvíte nejen vodním kamenem uvnitř konvice, voda zanechá stopy a dokonce i při mytí nádobí v myčka. Zdálo by se, že sklenice a talíře po umytí v takovém stroji by měly vrzat a dokonale čisté, ale ne v případě tvrdé vody. Použití takové vody se pozná podle zrádných bílých skvrn na sklenicích, podle sotva znatelného bílého povlaku na talířích.

Tuhost také ovlivňuje kvalitu vařených jídel a čaje a kávy. Pravá přírodní káva uvařená v dobré vodě má úplně jinou chuť, a pokud jste opravdoví milovníci kávy, pak vás otázka vytvoření systému čištění tvrdosti nikdy nebude mást. Člověk musí jen vyzkoušet dobrou kávu na správné vodě.

O přítomnosti přebytečných vápenatých solí s hořčíkem ve vodě napoví i špatně vyprané prádlo. Tvorba vodního kamene není zdaleka vše, k čemu práce s takovou vodou vede. Má také takovou vlastnost - jako je špatná rozpustnost prášku, mýdla s čisticí prostředek na nádobí. Práce s tvrdou vodou nebude možné nijak ušetřit. Tato vlastnost vede k rychlému opotřebení látek, začnou praskat a trhat se doslova před očima. A vyplatí se nainstalovat jeden elektromagnetický změkčovač vody AquaSHIELD před pračku a problém se zvýšenou tvrdostí vody bude vyřešen. Mnoho lidí si ale myslí, že zařízení na magnetech neumí čistit vodu. O tom, jak racionálně a ekonomicky fungují metody změkčování vody, se zatím nepřesvědčili na vlastním příkladu.

A ještě něco – používání nekvalitní vody pro vlastní potřebu se nakonec negativně podepíše na našem zdraví. Není možné pít takovou vodu beztrestně. A vaše tělo na vás bude reagovat jinak chronická onemocnění, předčasné stárnutí kůže a vypadávání vlasů. Pouze ne všichni lidé mohou okamžitě identifikovat příčinu takových onemocnění v tvrdosti vody.

Metody změkčování vody zahrnují použití speciální zařízení. Jejich úkolem je odstranit z vody přebytek dvou uhličitanových solí. Existují ale i primitivnější způsoby. Dnes se téměř nepoužívají, ale někdy před vynálezem je používali naši předkové ve snaze se nějak ochránit před škodlivými účinky vápníku a hořčíku.

Tím pádem jednoduchým způsobem Změkčení vody je aplikace jednoduchého kousku křemíku. Vše, co potřebujete, abyste získali měkkou vodu, je koupit kousek křemíku o velikosti asi 5 x 5 cm a dát ho do láhve (3 litry) s voda z vodovodu. Za týden budete moci pít „nabitou“ vodu a nebude plesnivá, ale měkká a chutná, navíc s léčivými vlastnostmi. Takový je účinek křemíku na vápenaté a hořečnaté soli. Velmi často ve starověku byla studna vyložena křemíkem, aby se získala dobrá voda.

Dnes má použití takové metody křemíkového změkčování vody právo na život, ale je nepravděpodobné, že s její pomocí bude možné vyčistit velké množství vody. Proto pouze terapeutické, lékařské použití této metody.

Pro průmysl je použití primitivních metod změkčování vody nemožné. V této situaci je i použití pečlivě promyšleného, ​​založeného na chemický rozbor vody, systém úpravy vody není úplnou ochranou proti tvorbě vodního kamene. Takže v tepelné energetice stále musíte uklízet vodní kámen. A rozdíl je v tom, že po práci se tvoří slabý plak, ale roste pomaleji a, což je důležité, se celkem snadno odstraňuje. Nemusíte si to ani kupovat speciální prostředky. Postačí jednoduché opláchnutí vodou.

Tvorba vodního kamene není horší než špatná rozpustnost ve vodě, poškozuje domácí spotřebiče a zařízení. Problém je v tom, že pokud se vodní kámen neodstraní včas, začne růst ještě rychleji a ještě sebevědoměji. A v návaznosti na to začíná koroze pomalu rozvíjet svou aktivitu. Tyto dva jevy jsou neoddělitelně spojeny.

Nejen, že vodní kámen není esteticky příjemný, nevzhledný a málo užitečný, ale spolu s tvorbou vodního kamene se zvyšuje hrozba ztráty vybavení a drahého vybavení. Problémy s měřítkem, zejména v průmyslu, jsou vždy velmi drahé. Metody změkčování vody. reagencie i nereagencie se nemohly objevit jen tak. Pro jejich vytvoření musely být dobré důvody. To je důvod měřítka.

V kotelnách, zejména parních místnostech, je to celý příběh. Aby parní kotel fungoval, musí být kvalita páry velmi vysoká a během doby čištění projde voda a pára velkým množstvím instancí, což později pomáhá parním elektrárnám vydržet mnohem déle než při provozu. s neupravenou vodou.

Co způsobuje špatnou vodu? Zahřívá se. Soli tvrdosti při procesu ohřevu tvoří špatně rozpustnou sraženinu, tedy vodní kámen, který se při zahřátí přesně usadí na zahřátém povrchu. Vytvořená vrstva, přestože vznikla během procesu zahřívání, sama teplo neabsorbuje ani nepřenáší. A pamatujeme si, že byl uložen právě na topné ploše. Hustota vrstvy vodního kamene časem dosáhne takových mezí, že se teplo absolutně přestane přenášet do vody.

Během této doby spotřeba paliva roste jednoduše nepředstavitelně. Koneckonců, zařízení nebo zařízení se snaží fungovat. A jejich úkolem je ohřívat vodu. A abyste to mohli udělat, musíte se pokusit zahřát váhu tak, aby dávala alespoň 10 procent tepla, které se na ni přenese do vody. K tomu musíte utratit hodně paliva. Trvá to hodně času a povrchy trpí zběsilým přetížením. Přirozeně to nemůže trvat věčně. Kovy, jako by padaly do otevřené nístějové pece, pokud jsou pokryty vrstvou okují.

Ukazuje se tedy, že domácí spotřebič se může vypnout, aby nevyhořel, ale kotel na tuhá paliva to nedokáže. Od takového účinku se může jen zlomit. Zde jsou možné i lidské oběti. Proto se s ním musí zacházet velmi správně a opatrně. Odvápnění je absolutně nemožné minout, zvláště v průmyslu.

Jakékoli odstranění vodního kamene z průmyslového zařízení znamená povinné odstavení systému. To je prostoj, to jsou zase produkty nedodané včas, to jsou výdaje. Při běžícím zařízení není možné provádět odstraňování vodního kamene. Stačí zastavit a uklidit. A nejčastěji skládací úklid, protože. zařízení, jak v kotelnách, tak v hutnictví, je komplexní. Do nejvzdálenějších míst se hned tak nedostanete. Zde také zvažte, zda je odstranění tak levné. Montážní čety, čety čištění povrchů, prostoje, úklidové prostředky. Na odvápnění rozhodně neušetříte.

A ať se budete snažit sebevíc, žádné čištění proti vodnímu kameni se rozhodně nepodaří beze zbytku provést. Vždy budou škrábance, mechanické čištění odstraní nejen ochranný nátěr, dotkne se i základní vrstvy. No, jakýkoli poškozený povrch - oblíbené místo usazeniny vodního kamene. Ukazuje se tedy, že odstraněním jednoho vodního kamene stimulujeme rychlou tvorbu dalších vrstev. Je tedy nerentabilní neustále odstraňovat vodní kámen, vůbec ne ziskové.

Nyní, pokud jde o způsoby, jak změkčit tvrdou vodu. I když se na první pohled může zdát, že existuje mnoho změkčovacích zařízení, přesto není tolik způsobů, jak tvrdou vodu změkčit, i když možnost výběru je. Metody lze bezpečně rozdělit na chemické a fyzikální. Chemická úprava vody zahrnuje použití různých činidel, během kterých se soli tvrdosti stávají mírně rozpustnými, vysrážejí se a snadno se odstraňují ze systémů, kde se používá voda. Pojďme se dozvědět více o těchto způsobech změkčení tvrdé vody. Jejich druhy a výhody.

Fyzikální metody změkčování vody

Skupina fyzikální metody změkčování vody funguje bez použití jakýchkoli chemikálií. Tato skupina je ideální pro čištění vody z kohoutku, tedy vody, která se používá i pro osobní potřebu – k pití a jídlu. Tam by měla být voda standardně měkká.

Membránové metody změkčování vody

Můžete také vybrat skupinu membránové metody změkčování vody. Patří sem i reverzní osmóza, která je v průmyslu velmi oblíbená. Jedná se o jemný způsob čištění pomocí tlaku. Uvnitř takového zařízení je tenká membrána vyrobená z drahých materiálů. Celý povrch takové membrány je posetý otvory. Průměr takových otvorů nepřesahuje velikost molekuly vody. Takovýto polopropustný povrch umožňuje eliminovat z vody téměř jakékoli nečistoty, které jsou větší než molekula vody.

S takovým zařízením snadno získáte vodu ideální pro stejnou farmakologii nebo pro výrobu pitné vody. Destilát se získává nanofiltrací. Jedná se o jiný typ reverzní osmózy, pouze nízkotlaký.

Hlavním trumfem této metody změkčování vody je nejvyšší stupeň čištění, schopnost získat vodu s požadovanými vlastnostmi pouze výměnou membrány. Ale reverzní osmóza, stejně jako jiné membránové metody čištění vody, má své nevýhody. Když je spotřebič v provozu, je uvnitř spotřebiče hodně vody. To se děje z několika důvodů. Za prvé, rychlost pronikání přes membránu není zdaleka tak vysoká, navíc zařízení obsahuje více než jeden filtr. Instalace může zahrnovat reverzní osmózu, mechanický filtr a klimatizaci. Ten je povinně umístěn na zařízeních na výrobu pitné vody. Tento způsob změkčování vody velmi dobře eliminuje případné nečistoty až po bakterie s viry, což je pro pitnou vodu důležité. Bez úpravy se pak taková voda stane nevhodnou pro osobní použití. No, pak použití reverzní osmózy výrazně omezuje náklady na instalaci. Ne každý v každodenním životě si může dovolit používat takovou instalaci.

Chemická metoda změkčování vody

Chemická metoda změkčování vody jak jsme řekli, zahrnuje použití chemikálií. Patří sem chlorid sodný a fosforečnany. K takovému změkčování se nejčastěji používají dávkovače, které se montují na vodovodní potrubí. Takové metody jsou špatné v tom, že chemikálie mohou tvořit další nečistoty ve vodě a získá se stejná sraženina. Jen se také velmi špatně eliminuje. K chemickému způsobu změkčování vody přitom patří i chemická obnova filtračních částí zařízení. Nejznámější z této metody je proto iontová výměna. Zde se kazeta rekonstituuje velmi fyziologickým roztokem. Po obnovení bude kazeta znovu schopna fungovat.

Iontově výměnná metoda změkčování vody

Iontová výměna, jako způsob změkčení vody je jedním z nejjednodušších. Nevyžaduje žádné speciální konstrukce. Základem, jak již z názvu vyplývá, je iontová výměna. Uvnitř takového zařízení funguje gelovitá pryskyřice. Obsahuje velké množství sodíku, který je velmi rychle při kontaktu s tvrdou vodou nahrazen krystaly vápenatých a hořečnatých solí. Ukazuje se tak jednoduchý a rychlý proces čištění bez jakékoli námahy. Po určité době se veškerý sodík z patrony vymyje.

V průmyslu se kazeta obnovuje mytím roztokem, ale v každodenním životě ji prostě vymění, protože. pitná voda nesnáší činidla. Rychlost čištění je vynikající, ale náklady na kazety nebo jejich obnovu jsou poměrně vysoké. Ano, a v každodenním životě vám filtrační konvice dokáže vyčistit pár tří litrů na sílu. Pro úplnou ochranu proti vodnímu kameni a tvrdosti je nutné použít jiný filtr.

Změkčování vody bez reagencií

světlý zástupce bezreagenční metoda změkčování vody je magnetická síla. Základem takových zařízení jsou výkonné magnety. Rozhodně trvalé. Právě namontujete takové zařízení a magnetické pole již funguje. Zároveň se zařízení snadno instaluje, snadno se odstraňuje. Nevyžaduje údržbu, nepotřebuje kazety a čištění. Pracuje. Magnetické silové pole tak prostupuje vodou, takže soli tvrdosti v ní ztrácejí svůj původní tvar. Nyní jsou to ostré jehly. Odírají povrchy se starým vodním kamenem a velmi účinně jej odstraňují. Magnetický efekt je ale na vodu velmi vybíravý. Potřebuje vodu pokojová teplota proudící jedním směrem a určitou rychlostí. Všechny nevýhody magnetického způsobu změkčování vody bylo možné odstranit pouze přidáním elektrický proud. Vynalezli tedy elektromagnetickou instalaci.

Seznámení se všemi metody změkčování vody, je třeba dojít k závěru, že dnes odmítnout změkčování znamená riskovat zdraví své rodiny a naprostý nedostatek prozíravosti. Proto dnes tuto cestu volí stále více lidí.

Základní metody změkčování vody


Termochemická metoda změkčování vody

Změkčování vody dialýzou

Magnetická úprava vody

Literatura


Teoretický základ změkčování vody, klasifikační metody

Změkčováním vody se rozumí proces odstraňování kationtů tvrdosti z ní, tzn. vápníku a hořčíku. V souladu s GOST 2874-82 "Pitná voda" by tvrdost vody neměla překročit 7 mg-ekv / l. Jednotlivé typy průmyslových odvětví kladou požadavky na technologickou vodu pro její hluboké změkčení, tzn. až 0,05,0,01 mg-ekv./l. Běžně používané vodní zdroje mají tvrdost, která odpovídá normám užitkové a pitné vody, a není třeba je změkčovat. Změkčování vody se provádí především při její přípravě pro technické účely. Tvrdost vody pro napájení bubnových kotlů by tedy neměla překročit 0,005 mg-ekv/l. Změkčování vody se provádí metodami: tepelnými, založenými na ohřevu vody, její destilací nebo mražením; činidlo, ve kterém jsou ionty Ca (II) a Mg (II) ve vodě vázány různými činidly na prakticky nerozpustné sloučeniny; iontová výměna založená na filtraci změkčené vody speciálními materiály, které vyměňují ionty Na (I) nebo H (1) obsažené v jejich složení za ionty Ca (II) a Mg (II) obsažené v dialyzační vodě; kombinované, představující různé kombinace výše uvedených metod.

Volba způsobu změkčování vody je dána její kvalitou, požadovanou hloubkou změkčení a technickými a ekonomickými úvahami. V souladu s doporučeními SNiP by se při změkčování podzemní vody měly používat metody iontové výměny; při změkčování povrchových vod, kdy je požadováno i čiření vody, se používá vápenná nebo vápno-sodová metoda a při hlubokém změkčení vody následná kationizace. Hlavní charakteristiky a podmínky pro použití metod změkčování vody jsou uvedeny v tabulce. 20.1.

změkčovací voda dialýza termální

Pro získání vody pro domácnost a pitnou potřebu se obvykle změkčuje jen její určitá část, následně se smísí se zdrojovou vodou, přičemž množství změkčené vody Q y je určeno vzorcem

kde J o. a. - celková tvrdost zdrojové vody, mg-ekv/l; F 0. s. - celková tvrdost vody vstupující do sítě, mg-ekv / l; F 0. r. - tvrdost změkčené vody, mg-ekv/l.

Metody změkčování vody

Indikátor tepelný činidlo iontová výměna dialýza
Charakteristika procesu Voda se zahřeje na teplotu nad 100 °C, přičemž se odstraní uhličitanová i nekarbonátová tvrdost (ve formě uhličitanu vápenatého, hydroxidu a hořčíku a sádry) Do vody se přidává vápno, které eliminuje uhličitanovou a hořčíkovou tvrdost a také soda, která eliminuje nekarbonátovou - druhou tvrdost. Změkčená voda prochází přes kationitové filtry Surová voda je filtrována přes polopropustnou membránu
Účel metody Odstranění uhličitanové tvrdosti z vody používané k napájení nízkotlakých a středotlakých kotlů Mělké změkčení se současným čiřením vody z nerozpuštěných látek Hluboké změkčení vody obsahující malé množství nerozpuštěných látek Hluboké změkčení vody
Spotřeba vody pro vlastní potřebu - Ne více než 10 % Až 30 % nebo více v poměru k tvrdosti zdrojové vody 10
Podmínky efektivní aplikace: zákal zdrojové vody, mg/l Až 50 Až 500 Ne více než 8 Až 2.0
Tvrdost vody, mg-ekv/l Uhličitanová tvrdost s převahou Ca (HC03) 2, nekarbonátová tvrdost ve formě sádry 5.30 Ne vyšší než 15 Až 10.0
Zbytková tvrdost vody, mg-ekv/l Uhličitanová tvrdost do 0,035, CaS04 do 0,70 Až 0,70 0,03,0,05 prn pro jednostupňovou a až 0,01 pro dvoustupňovou kationizaci 0,01 a méně
Teplota vody, ° С Až 270 Až 90 Až 30 (glaukonit), až 60 (sulfonované uhlí) Až 60
tepelná metoda změkčovač vody

Při použití uhličitanových vod používaných k napájení kotlů je vhodné použít termický způsob změkčování vody. nízký tlak, jakož i v kombinaci s reagenčními metodami změkčování vody. Je založena na posunu rovnováhy oxidu uhličitého při jeho zahřívání směrem k tvorbě uhličitanu vápenatého, který je popsán reakcí

Ca (HC0 3) 2 -\u003e CaC03 + C02 + H20.

Rovnováha je posunuta poklesem rozpustnosti oxidu uhelnatého (IV), způsobeným zvýšením teploty a tlaku. Vaření může zcela odstranit oxid uhelnatý (IV) a tím výrazně snížit tvrdost uhličitanu vápenatého. Tuto tvrdost však nelze zcela odstranit, protože uhličitan vápenatý, i když nepatrně (13 mg / l při teplotě 18 ° C), je stále rozpustný ve vodě.

V přítomnosti hydrogenuhličitanu hořečnatého ve vodě probíhá proces jeho srážení následovně: nejprve se vytvoří relativně dobře rozpustný (110 mg / l při teplotě 18 ° C) uhličitan hořečnatý

Mg (HCO 3) → MgC03 + C02 + H20,

který se při delším varu hydrolyzuje, v důsledku čehož se vysráží sraženina mírně rozpustné (8,4 mg / l). hydroxid hořečnatý

MgC03 + H20 -> Mg (0H)2 + C02.

V důsledku toho se při vaření vody snižuje tvrdost způsobená hydrogenuhličitany vápníku a hořčíku. Vroucí vodou se také snižuje tvrdost určená síranem vápenatým, jehož rozpustnost klesá na 0,65 g/l.

Na Obr. 1 znázorňuje tepelný změkčovač navržený Kopievem, který se vyznačuje relativní jednoduchostí zařízení a spolehlivým provozem. Upravená voda, předehřátá v zařízení, vstupuje ejektorem k výstupu ohřívače fólie a je rozstřikována přes svisle umístěné trubky a stéká jimi dolů směrem k horké páře. Ta se pak spolu s odkalovací vodou z kotlů dostává centrálním přívodním potrubím přes perforované dno do čiřiče se suspendovanými sedimenty.

Oxid uhličitý a kyslík uvolněný z vody jsou spolu s přebytečnou párou vypouštěny do atmosféry. Vápenné a hořečnaté soli vzniklé při ohřevu vody jsou zadržovány v suspendované vrstvě. Po průchodu suspendovanou vrstvou vstupuje změkčená voda do kolektoru a je vypouštěna mimo zařízení.

Doba setrvání vody v tepelném změkčovači je 30,45 min, rychlost jejího pohybu vzhůru v zavěšené vrstvě je 7,10 m/h, v otvorech falešného dna 0,1,0,25 m/s.

Rýže. 1. Termální změkčovač navržený Kopievem.

15 - vypouštění drenážní vody; 12 - centrální přívodní potrubí; 13 - nepravá perforovaná dna; 11 - zavěšená vrstva; 14 - vypouštění kalu; 9 - sběr změkčené vody; 1, 10 - přívod počáteční a odvod změkčené vody; 2 - proplachování kotlů; 3 - vyhazovač; 4 - odpařování; 5 - ohřívač filmu; 6 - odvod páry; 7 - prstencové perforované potrubí pro odvod vody do ejektoru; 8 - šikmé dělicí příčky


Reagenční metody změkčování vody

Změkčování vody reagenčními metodami je založeno na její úpravě činidly, která tvoří s vápníkem a hořčíkem těžko rozpustné sloučeniny: Mg (OH) 2, CaCO 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 a další, následuje jejich separací v čiřičích, tenkovrstvých usazovacích nádržích a čiřících filtrech. Jako činidla se používá vápno, soda, hydroxid sodný a barnatý a další látky.

Změkčování vody vápněním se používá tam, kde má vysokou uhličitanovou a nízkou nekarbonátovou tvrdost a také v případě, kdy není potřeba odstraňovat z vody soli nekarbonátové tvrdosti. Jako činidlo se používá vápno, které se zavádí ve formě roztoku nebo suspenze (mléka) do předehřáté upravené vody. Vápno rozpouštějící se obohacuje vodu o OH - a Ca 2+ ionty, což vede k vazbě volného oxidu uhelnatého (IV) rozpuštěného ve vodě za vzniku uhličitanových iontů a přechodu hydrokarbonátových iontů na uhličitan:

C02 + 20H - → CO 3 + H20, HCO 3 - + OH - → CO 3 - + H20.

Zvýšení koncentrace iontů CO 3 2 - v upravované vodě a přítomnost iontů Ca 2+ v ní, s přihlédnutím k iontům zaváděným s vápnem, vede ke zvýšení produktu rozpustnosti a vysrážení špatně rozpustného uhličitanu vápenatého:

Ca2+ + C03 - → CaC03.

Při přebytku vápna se vysráží i hydroxid hořečnatý.

Mg2+ + 20Н - → Mg (OH) 2

Pro urychlení odstranění dispergovaných a koloidních nečistot a snížení alkality vody se současně s vápněním používá koagulace těchto nečistot síranem železnatým. FeS0 4 * 7 H 2 0. Zbytkovou tvrdost změkčené vody při dekarbonizaci lze získat o 0,4,0,8 mg-ekv/l více než tvrdost nekarbonátovou a alkalita je 0,8,1,2 mg-ekv/l. Dávka vápna je určena poměrem koncentrace vápenatých iontů ve vodě a uhličitanové tvrdosti: a) při poměru [Ca 2+ ] /20<Ж к,

b) s poměrem [Ca 2+] / 20 > W k,

kde [СО 2 ] je koncentrace volného oxidu uhelnatého (IV) ve vodě, mg/l; [Ca 2+ ] - koncentrace vápenatých iontů, mg/l; Zhk - uhličitanová tvrdost vody, mg-ekv / l; D až - dávka koagulantu (FeS0 4 nebo FeCl 3 ve smyslu bezvodých produktů), mg/l; e c je ekvivalentní hmotnost účinné látky koagulantu, mg/mg-ekv (pro FeS04 e c = 76, pro FeCl 3 e c = 54); 0,5 a 0,3 - přebytek vápna pro zajištění větší úplnosti reakce, mg-ekv / l.

Výraz D až /e až se bere se znaménkem mínus, pokud se koagulant přidává před vápnem, a se znaménkem plus, pokud se spolu nebo po něm.

Při absenci experimentálních dat se dávka koagulantu zjistí z exprese

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

kde C je množství suspenze vytvořené během změkčování vody (ve smyslu sušina), mg/l.

C je zase určeno pomocí závislosti

Metoda změkčování vody vápno-soda je popsána následujícími hlavními reakcemi:

Podle této metody může být zbytková tvrdost zvýšena na 0,5,1 a alkalita ze 7 na 0,8,1,2 meq/l.

Dávky vápna D a a sody D s (ve smyslu Na 2 C0 3), mg / l, jsou stanoveny podle vzorců

(20.7)

kde je obsah hořčíku ve vodě, mg/l; Zh n. k. - nekarbonátová tvrdost vody, mg-ekv / l.

Při vápenně-sodové metodě změkčování vody může vzniklý uhličitan vápenatý a hydroxid hořečnatý přesytit roztoky a zůstat po dlouhou dobu v koloidně-dispergovaném stavu. Jejich přechod na hrubý kal trvá dlouho, zvláště když nízké teploty a přítomnost organických nečistot ve vodě, které působí jako ochranné koloidy. Při velkém počtu z nich lze tvrdost vody reagenčním změkčováním vody snížit pouze o 15,20 %. V takových případech jsou před nebo během změkčování z vody odstraněny organické nečistoty pomocí oxidačních činidel a koagulantů. U metody vápno-soda se proces často provádí ve dvou fázích. Nejprve se z vody odstraní organické nečistoty a významná část uhličitanové tvrdosti pomocí solí hliníku nebo železa s vápnem, přičemž proces se provádí při optimální podmínky koagulace. Poté se přidá soda a zbytek vápna a voda se změkčí. Při odstraňování organických nečistot současně se změkčováním vody se jako koagulanty používají pouze soli železa, protože při vysoké hodnotě pH vody nutné k odstranění tvrdosti hořčíku soli hliníku netvoří sorpčně aktivní hydroxid. Dávka koagulantu při absenci experimentálních dat se vypočítá podle vzorce (20.4). Množství suspenze je určeno vzorcem

kde W o je celková tvrdost vody, mg-ekv/l.

Hlubšího změkčení vody lze dosáhnout jejím zahřátím, přidáním přebytku srážedla a vytvořením kontaktu změkčené vody s již vytvořenou srážkou. Při zahřívání vody klesá rozpustnost CaCO 3 a Mg (OH) 2 a změkčovací reakce probíhají plněji.

Z grafu (obr. 2, a) je vidět, že zbytkovou tvrdost, blízkou teoreticky možnému, lze získat pouze při výrazném zahřátí vody. Výrazný změkčující účinek je pozorován při 35,40 °C, další zahřívání je méně účinné. Hluboké změkčení se provádí při teplotách nad 100 °C. Během dekarbonizace se nedoporučuje přidávat velký přebytek srážedla, protože zbytková tvrdost se zvyšuje v důsledku nezreagovaného vápna nebo pokud je ve vodě tvrdost hořčíku bez uhličitanů v důsledku jeho přechod na vápenatou tvrdost:

MgS04 + Ca (OH) 2 \u003d Mg (OH) 2 + CaS04

Rýže. Obr. 2. Vliv teploty (a) a dávky vápna (b) na hloubku změkčení vody metodou vápno-soda a vápno Obr.

Ca (0H)2 + Na2C03 \u003d CaC03 + 2NaOH,

ale přebytek vápna vede k neefektivnímu plýtvání sodou, zvýšení nákladů na změkčování vody a zvýšení hydratované alkality. Proto se přebytek sody bere asi 1 mg-ekv / l. Tvrdost vody v důsledku kontaktu s dříve vysráženou sraženinou se sníží o 0,3-0,5 mg-ekv/l ve srovnání s procesem bez kontaktu se sraženinou.

Řízení procesu změkčování vody by mělo být prováděno úpravou pH změkčené vody. Pokud to není možné, řídí se hodnotou hydratované alkality, která se udržuje v rozmezí 0,1,0,2 meq/l během dekarbonizace a 0,3,0,5 meq/l během změkčování vápno-soda.

Při sodno-sodné metodě změkčování vody je ošetřena sodou a hydroxidem sodným:

Vzhledem k tomu, že soda vzniká reakcí hydroxidu sodného s hydrogenuhličitanem, výrazně se snižuje dávka potřebná k jejímu přidání do vody. Při vysoké koncentraci bikarbonátů ve vodě a nízké nekarbonátové tvrdosti může přebytek sody zůstat ve změkčené vodě. Proto se tato metoda používá pouze s ohledem na poměr mezi uhličitanovou a nekarbonátovou tvrdostí.

Ke změkčování vody se obvykle používá sodno-sodná metoda, jejíž uhličitanová tvrdost je o něco vyšší než nekarbonátová. Pokud je uhličitanová tvrdost přibližně stejná jako nekarbonátová, lze sodu zcela vynechat, protože množství potřebné ke změkčení takové vody vzniká v důsledku interakce hydrogenuhličitanů s louhem sodným. Dávka uhličitanu sodného se zvyšuje se zvyšující se nekarbonátovou tvrdostí vody.

Sodová regenerační metoda, založená na obnově sody při procesu změkčování, se používá při přípravě vody pro napájení nízkotlakých parních kotlů

Ca (HC03)2 + Na2C03 \u003d CaC03 + 2NaHC03.

Hydrogenuhličitan sodný, který se dostává do kotle se změkčenou vodou, se pod vlivem rozkládá vysoká teplota

2NaHC03 \u003d Na2C03 + H20 + C02.

Výsledná soda spolu s přebytkem, nejprve zavedená do změkčovače vody, okamžitě hydrolyzuje v bojleru za vzniku hydroxidu sodného a oxidu uhelnatého (IV), který se s čistící vodou dostává do změkčovače vody, kde se používá k odstranění vápníku a hydrogenuhličitany hořečnaté ze změkčené vody. Nevýhodou tohoto způsobu je, že tvorba značného množství CO 2 během procesu měknutí způsobuje korozi kovu a zvýšení sušiny v kotlové vodě.

Baryová metoda změkčování vody se používá v kombinaci s jinými metodami. Nejprve se do vody zavedou činidla obsahující baryum (Ba (OH) 2, BaCO 3, BaA1 2 0 4) k odstranění síranové tvrdosti, poté se voda po vyčeření upraví vápnem a sodou pro dodatečné změkčení. Chemie procesu je popsána reakcemi:

Vzhledem k vysokým nákladům na činidla se baryová metoda používá jen zřídka. Vzhledem k toxicitě baryových činidel je nevhodný pro přípravu pitné vody. Vzniklý síran barnatý se sráží velmi pomalu, proto jsou potřeba usazovací nádrže nebo čiřiče. velké velikosti. Pro zavádění BaCO3 by měly být použity vločkovače s mechanickými míchadly, protože BaCO3 tvoří těžkou, rychle se usazující suspenzi.

Požadované dávky barnatých solí, mg / l, lze nalézt pomocí výrazů: hydroxid barnatý (produkt 100% aktivity) D b \u003d 1,8 (SO 4 2-), hlinitan barnatý D b \u003d 128 W 0; uhličitan barnatý D v \u003d 2,07y (S0 4 2-);

U vápna se používá uhličitan barnatý. Působením oxidu uhličitého na uhličitan barnatý se získá hydrogenuhličitan barnatý, který se dávkuje do změkčené vody. V tomto případě se dávka oxidu uhličitého mg/l stanoví z výrazu: D ang. = 0,46 (S042-); kde (S0 4 2-) je obsah síranů ve změkčené vodě, mg/l; γ=1.15.1.20 - koeficient zohledňující ztrátu uhličitanu barnatého.

Metoda změkčování vody oxalátem je založena na použití šťavelanu sodného a na nízké rozpustnosti výsledného šťavelanu vápenatého ve vodě (6,8 mg/l při 18°C)

Metoda se vyznačuje jednoduchostí technologického a instrumentálního provedení, avšak vzhledem k vysokým nákladům na činidlo se používá ke změkčování malá množství voda.

Fosfátování se používá ke změkčení vody. Po změkčení činidla metodou vápno-soda je nevyhnutelná přítomnost zbytkové tvrdosti (asi 2 mg-eq/l), kterou lze snížit na 0,02-0,03 mg-eq/l dodatečným změkčením fosforečnanem. Taková hloubková následná úprava umožňuje v některých případech neuchýlit se ke kationtovému změkčování vody.

Fosfátování také dosahuje větší stability vody, snižuje její korozivní účinek na kovové potrubí a zabraňuje usazování uhličitanu na vnitřním povrchu stěn potrubí.

Jako fosfátová činidla se používají hexametafosfát, tripolyfosfát sodný (ortofosfát) atd.

Fosfátová metoda změkčování vody pomocí fosforečnanu sodného je nejúčinnější reagenční metodou. Chemie procesu změkčování vody fosforečnanem sodným je popsána reakcemi

Jak je patrné z výše uvedených reakcí, podstata metody spočívá ve vzniku vápenatých a hořečnatých solí kyseliny fosforečné, které jsou málo rozpustné ve vodě, a proto se zcela vysrážejí.

Změkčení fosfátů se obvykle provádí zahřátím vody na 105,150 °C, přičemž její změkčení se dosáhne na 0,02,0,03 mg-ekv/l. Kvůli vysokým nákladům na fosforečnan sodný se fosfátová metoda obvykle používá k opětovnému změkčení vody dříve změkčené vápnem a sodou. Dávku bezvodého fosforečnanu sodného (Df; mg/l) pro dodatečné změkčení lze určit z výrazu

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

kde F ost - zbytková tvrdost změkčené vody před změkčením fosfátem, mg-ekv / l.

Ca 3 (P0 4) 2 a Mg 3 (P0 4) 2 sraženiny vzniklé při změkčování fosfátů dobře adsorbují organické koloidy a kyselinu křemičitou ze změkčené vody, což umožňuje identifikovat proveditelnost použití této metody pro přípravu napájecí vody pro kotle střední a vysoký tlak(58,8,98,0 MPa).

Roztok pro dávkování hexametafosforečnanu nebo ortofosforečnanu sodného o koncentraci 0,5-3% se připravuje v nádržích, jejichž počet by měl být alespoň dva. Vnitřní povrchy stěn a dna nádrží musí být pokryty korozivzdorným materiálem. Doba přípravy 3% roztoku je 3 hodiny s povinným mícháním míchadlem nebo probubláváním (pomocí stlačený vzduch) způsob.

Technologická schémata a konstrukční prvky chemických změkčovačů vody

V technologii reagenčního změkčování vody se používají zařízení pro přípravu a dávkování reagencií, míchačky, tenkovrstvé sedimentační nádrže nebo čiřiče, filtry a instalace pro stabilizaci úpravy vody. Schéma tlakového změkčovače vody je na Obr. 3

Rýže. 3. Změkčovač vody s vířivým reaktorem.

1 - násypka s kontaktní hmotou; 2 - vyhazovač; 3, 8 - přívod počáteční a odvodu změkčené vody; 4 - vírový reaktor; 5 - vstup činidel; 6 - filtr pro rychlé čištění; 9 - odhození kontaktní hmoty; 7 - nádrž na změkčenou vodu

V této rostlině není žádná flokulační komora, protože sraženina uhličitanu vápenatého flokuluje v kontaktní hmotě. V případě potřeby se voda před reaktory čiří.

Optimální konstrukcí pro změkčování vody vápennou nebo vápeno-sodovou metodou je vírový reaktor (tlakový nebo otevřený spirátor) (obr. 20.4). Reaktor je železobetonové nebo ocelové těleso, směrem dolů zúžené (úhel zkosení 5,20°) a vyplněné asi do poloviny výšky kontaktní hmotou. Rychlost pohybu vody ve spodní úzké části vírového reaktoru je 0,8,1 m/s; rychlost vzestupného proudění v horní části na úrovni odvodňovacích zařízení je 4,6 mm/s. Jako kontaktní hmota se používá písek nebo mramorová drť o zrnitosti 0,2-0,3 mm v množství 10 kg na 1 m3 objemu reaktoru. Při šroubovicovém vzestupu proudění vody se kontaktní hmota zváží, zrnka písku na sebe narážejí a na jejich povrchu intenzivně krystalizuje CaCO 3; Postupně se zrnka písku promění v kuličky správného tvaru. Hydraulický odpor kontaktní hmoty je 0,3 m na 1 m výšky. Když se průměr kuliček zvětší na 1,5,2 mm, největší, nejtěžší kontaktní hmota se uvolní ze dna reaktoru a vloží se čerstvá. Vírové reaktory nezadržují sediment hydroxidu hořečnatého, proto by se měly používat ve spojení s filtry instalovanými za nimi pouze v případech, kdy množství vytvořeného sedimentu hydroxidu hořečnatého odpovídá kapacitě nečistot ve filtrech.

Při kapacitě nečistot pískových filtrů rovné 1,1,5 kg/m 3 a 8hodinovém filtračním cyklu je přípustné množství hydroxidu hořečnatého 25,35 g/m 3 (obsah hořčíku ve zdrojové vodě by neměl překročit 10,15 g/m 3). Je možné použít vírové reaktory s vyšším obsahem hydroxidu hořečnatého, poté je však nutné instalovat usazovače na separaci hydroxidu hořečnatého.

Spotřeba čerstvé kontaktní hmoty přidané pomocí ejektoru je určena vzorcem G = 0,045QЖ, kde G je množství přidané kontaktní hmoty, kg/den; W - tvrdost vody odstraněné v reaktoru, mg-ekv/l; Q - instalační kapacita, m 3 / h.

Rýže. 4. Vírový reaktor.

1.8 - přívod počáteční a odvodní změkčené vody: 5 - vzorkovače; 4 - kontaktní hmota; 6 - vypouštění vzduchu; 7 - poklop pro zatížení kontaktní hmoty; 3 - vstup činidel; 2 - odstranění spotřebované kontaktní hmoty

V technologických schématech reagenčního změkčování vody čiřiči se místo vírových reaktorů používají vertikální mísiče (obr. 5). V čističkách by měla být udržována konstantní teplota po dobu jedné hodiny, aby se zabránilo kolísání o více než 1 °C, protože dochází ke konvekčním proudům, promíchávání sedimentu a jeho odstraňování.

Podobná technologie se používá ke změkčování zakalených vod obsahujících velké množství hořečnatých solí. V tomto případě jsou míchačky zatíženy kontaktní hmotou. Při použití čiřičů navržených E.F. Kurgaev, mísiče a flokulační komory nejsou k dispozici, protože k míšení činidel s vodou a tvorbě vloček sedimentu dochází v samotných čiřičích.

Značná výška s malým objemem zahušťovadel usazenin umožňuje jejich použití pro změkčování vody bez ohřevu i pro odsilikování vody žíravým magnezitem. Rozvod zdrojové vody tryskami způsobuje její rotační pohyb ve spodní části aparatury, což zvyšuje stabilitu zavěšené vrstvy při kolísání teploty a přívodu vody. Voda smíchaná s činidly prochází horizontálními a vertikálními mísícími přepážkami a dostává se do zóny sorpční separace a regulace struktury kalu, čehož je dosaženo změnou podmínek pro vzorkování kalu po výšce suspendované vrstvy, čímž jsou vytvořeny předpoklady pro získání jeho optimální struktury. , který zlepšuje účinek změkčování a čiření vody. Čiřiče jsou navrženy stejným způsobem jako pro běžné čiření vody.

Na úkor změkčené vody do 1000 m 3 /den lze použít úpravnu vody typu "Jet". Upravená voda s přidanými činidly vstupuje do tenkovrstvé jímky a poté do filtru.

V Institutu hornictví Sibiřské pobočky Ruské akademie věd byla vyvinuta technologie elektrochemického změkčování vody bez reagencií. Pomocí jevu alkalizace na anodě a okyselení na katodě, když vodným systémem prochází konstantní elektrický proud, lze reakci vodního výboje znázornit následující rovnicí:

2Н 2 0 + 2е 1 → 20Н - + Н 2,

kde e 1 je znak označující schopnost solí tvrdosti disociovat na kationty Ca (II) a Mg (II).

V důsledku této reakce se zvyšuje koncentrace hydroxylových iontů, což způsobuje vazbu iontů Mg (II) a Ca (II) na nerozpustné sloučeniny. Z anodové komory diafragmového (membrána vyrobená z tkaniny pásového typu) elektrolyzéru přecházejí tyto ionty do katodové komory v důsledku rozdílu potenciálu mezi elektrodami a přítomnosti elektrického pole mezi nimi.

Na Obr. 6 zobrazeno technologický systém zařízení pro změkčování vody elektrochemickou metodou.

Výrobní závod byl instalován v okresní kotelně, což trvalo asi dva měsíce. Režim elektrochemického zpracování se ukázal jako stabilní, v katodových komorách nebyla pozorována žádná sedimentace.

Napětí na přívodních pneumatikách bylo 16 V, celkový proud 1600 A. Celková kapacita instalace 5 m3/h, rychlost vody v anodových komorách 0,31 n-0,42 m/min, v mezeře mezi diafragma a katoda 0,12-0,18 m/min.

Rýže. 5. Instalace vápeno-sodového změkčovače 1.8 - přívod počáteční a odvod změkčené vody; 2 - vyhazovač; 3 - násypka s kontaktní hmotou; 5 vstup reagencií; 6 - čiřič s vrstvou suspendovaného sedimentu; 7 - čistící rychlý filtr; 4 - vírový reaktor

Rýže. 6. Schéma instalace elektrochemického změkčování vody I - usměrňovač VACG-3200-18; 2 - membránový elektrolyzér; 3, 4 - analyt a katalyzátor; 5 - čerpadlo; 6 - pH metr; 7 - čiřič s vrstvou suspendovaného sedimentu; 8 - rychlý filtr čiření; 9 - vypouštění do kanalizace; 10, 11 - odstranění změkčené a přívod zdrojové vody; 12 - průtokoměr; třináct - výfuková kapota

Bylo zjištěno, že z vody s W o = 14,5-16,7 mg-eq/l se získá anolyt s tvrdostí 1,1-1,5 mg-eq/l při pH = 2,5-3 a katolyt s tvrdostí 0. 6-1 mg-ekv/l při pH=10,5-11. Po smíchání přefiltrovaného anolytu a katolytu byly ukazatele změkčené vody následující: celková tvrdost W o byla 0,8-1,2 meq/l, pH = 8-8,5. Náklady na elektrickou energii činily 3,8 kWh/m 3 .

Chemická, rentgenová difrakce, IR spektroskopická a spektrální analýza zjistila, že sraženina obsahuje hlavně CaC03, Mg (OH) 2 a částečně Fe 2 0 3 *H 2


Voda je vynucená a nákladná událost, což je poměrně obtížný úkol spojený s širokou škálou znečišťujících látek a výskytem nových sloučenin v jejich složení.Metody úpravy vody lze rozdělit do 2 velkých skupin: destruktivní a regenerační. Destruktivní metody jsou založeny na procesech ničení polutantů. Výsledné produkty rozkladu jsou odstraněny...

Vyrábí se prostřednictvím středního a horního sběrného a distribučního zařízení směrováním části použitého regeneračního roztoku nebo přiváděním surové vody přes recirkulační okruh. 1. TYPY FILTRU A VLASTNOSTI JEJICH STRUKTURY Iontové filtry jsou klasifikovány v závislosti na principu činnosti a také na cílech sledovaných, když jimi voda prochází. 1.1 FIP filtry, ...

Federální státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání

"SIBIŘSKÁ FEDERÁLNÍ UNIVERZITA"

Polytechnický ústav

abstraktní

Metody čiření a změkčování vody.

Použití inhibitoru IOMS.

Vedoucí ________________ Yakovenko A.A.

Student TE 06 - 03 _________________ Minaeva D.S

Krasnojarsk 2009

Metody čiření vody.

Čiřením vody se rozumí uvolňování nerozpuštěných látek z ní při nepřetržitém pohybu vody speciálními konstrukcemi (usazovače, čiřiče) při nízkých rychlostech. Při nízkých rychlostech pohybu vody se v ní obsažené nerozpuštěné látky, jejichž měrná hmotnost je větší než měrná hmotnost vody, usazují působením gravitace a vytvářejí sediment v jímce.

Technologická schémata pro úpravu vody se v každém případě určují v závislosti na požadavcích a zahrnují následující fáze práce:

    technologický výzkum a předběžné laboratorní testování použitých činidel;

    výběr a výpočet zařízení pro dávkování a míchání činidel;

    výběr zařízení pro čiření tenkých vrstev a zhutňování suspenze;

    výběr a výpočet rychlých filtrů s granulárním plněním, tlakového i otevřeného typu;

    výběr technologie a zařízení pro dehydrataci kalu s následnou likvidací;

    výběr zařízení pro dezinfekci dávkováním roztoku chlorového činidla (chlornan sodný) a kontrola kvality upravované vody.

Podle směru pohybu vody se usazovací nádrže dělí na horizontální, vertikální a radiální.

Horizontální usazovací nádrž (obr. 1) je nádrž obdélníkového průřezu, jejíž podélná (delší) osa směřuje podél pohybu vody. Vyčištěná voda je vedena potrubím 1 do rozdělovacího skluzu 2, který má řadu otvorů, které slouží k rovnoměrnějšímu rozložení proudu vody po průřezu jímky. Rychlost pohybu vody v těchto otvorech by neměla překročit 0,4 m/s. Vyčištěná voda vstupuje do dalšího žlabu 3 a je z něj odváděna potrubím 4 k filtrům. Usazené částice (kal) se hromadí na dně, které by mělo mít sklon opačný k pohybu vody.

Doba usazování u horizontálních usazovacích nádrží se obvykle bere pro koagulovanou směs maximálně 4 hod. Horizontální usazovací nádrže pro čiření velkého množství vody lze výškově rozdělit na několik paralelně propojených komor (podlah). Výhodou patrových usazovacích nádrží (navrhovaných prof. P.I. Piskunovem) je malá stavební plocha a menší spotřeba betonu. Taková jímka byla postavena u jedné z největších čistíren v Sovětském svazu.

Rýže. 1. Schéma vodorovné jímky: 1 - zásobník; 2 - přijímací komora; 3 - přijímací skluz; 4 - na filtru; 5 - k odstranění sedimentu

Rýže. 2. Schéma svislé jímky 1 - centrální potrubí; 2-zásobník; 3- výstupní potrubí; 4 - potrubí pro odstraňování sedimentů

Vertikální usazovací nádrže (obr. 2) jsou kulaté půdorysu někdy čtvercové nádrže s kónickým dnem a středovým potrubím, do kterého je přiváděna vyčištěná voda z flokulační komory.

Voda se při výstupu z centrálního potrubí do jímky pohybuje nízkou rychlostí nahoru a již vyčištěná odtéká bokem koncentricky umístěného žlabu, odkud je odváděna do filtru. Sediment padající na dno jímky se periodicky odstraňuje.

Průtok vody v centrálním potrubí je měřen od 30 do 75 mm/s. Doba usazení vody v jímce T = 2 hod. Rychlost pohybu vody vzhůru je 0,5-0,6 mm/sec.

Průměr jímky by neměl přesáhnout 12 m a poměr průměru k výšce jímky se obvykle nebere větší než 1,5.

Radiální usazovací nádrže jsou kruhové nádrže s mírně kónickým dnem. Voda vstupuje do centrální trubky a z ní je směrována v radiálním směru do sběrné vaničky po obvodu jímky. Usazovací nádrže mají malou hloubku, sediment se odstraňuje mechanicky bez narušení provozu usazovací nádrže. Radiální usazovací nádrže jsou konstruovány o průměru 10 l* nebo více v hloubce 1,5-2,5 m (u stěny usazovací nádrže) až 3-5 m (uprostřed).

Volba typu usazovací nádrže závisí na denní kapacitě stanice, jejím celkovém uspořádání, terénu, povaze půdy atd. Vertikální usazovací nádrže se doporučují pro použití s ​​denní kapacitou do 3000 m3. Horizontální usazovací nádrže se používají při kapacitě stanice větší než 30 000 m3/den, a to jak v případě srážení vody, tak i bez ní.

Radiální usazovací nádrže jsou účelné při vysokých průtokech vody (více než 40 000 m3/den). Výhodou těchto usazovacích nádrží oproti pravoúhlým horizontálním je mechanizované odstraňování sedimentu bez zastavení provozu usazovací nádrže. Používají se pro vysoký zákal říční vody (s koagulací i bez koagulace) především pro čiření průmyslové vody.

Čističe se suspendovaným kalem. Proces čeření probíhá mnohem intenzivněji, pokud voda, která má být čištěna po koagulaci, prochází hmotou dříve vytvořeného sedimentu, udržovaného v suspenzi proudem

Rýže. 3. Čiřiče: a - originální design; b - typ chodby: 1 - rozvodné potrubí; 2 - žlaby se zatopenými otvory; 3 - pracovní část čiřiče; 4- ochranné pásmo; 5 - výstupní zásobník; 6 - potrubí pro sání sedimentu; 7 - srážková okna; 8-zahušťovač kalu; 9 - potrubí pro odvod kalu) 10 - potrubí pro odvod vyčištěné vody

Takové čističe poskytují vyšší účinek čištění vody než v běžných usazovacích nádržích, což se vysvětluje rychlejším zhrubnutím a zadržováním suspenze, když koagulovaná voda prochází suspendovaným sedimentem.

Použití čiřiče se suspendovaným zbytkem umožňuje ve srovnání s běžnou sedimentační nádrží snížit spotřebu koagulantu, zmenšit velikost konstrukcí a dosáhnout vyššího efektu pročištění vody.

Čistička původního provedení je válcová nádrž se zahušťovadlem kalu ve střední části (obr. 3, a). Zde voda s činidlem vstupuje do odlučovače vzduchu, poté prochází dolů do perforovaných distribučních trubek 1 a poté do otvorů perforovaného dna 2.

Voda procházející vrstvou suspendovaného sedimentu 3 vstupuje do čiřicí zóny 4 a přetéká do odtokových žlabů. Přebytek suspendovaného sedimentu vstupuje do kalového akumulátoru 5, odkud je periodicky odváděn do kanalizace.

Čiřič chodbového typu (viz obr. 3, b) je obdélníková nádrž. Koagulovaná voda vstupuje do čističky potrubím 1 a je distribuována perforovanými potrubími 2 ve spodní (pracovní) části 3 čističky. Rychlost pohybu vody v pracovní části by měla být taková, aby koagulační vločky byly v suspenzi. Tato vrstva přispívá k zadržování suspendovaných částic. Stupeň vyčeření vody je mnohem vyšší než v běžné jímce.

Nad pracovní částí je ochranná zóna 4, kde není žádná zavěšená vrstva. Vyčištěná voda je vypouštěna zásobníkem 5 a potrubím 10 pro další zpracování. Nadměrné množství sedimentu odsáváním do potrubí 6 je odváděno okny 7 do zahušťovače 8 sedimentu, kde se sediment zhutňuje a potrubím 9 periodicky vypouští do kanalizace.

Předpokládá se, že vzestupný průtok v pracovní části čističky je 1-1,2 mm/s.

Metody změkčování vody.

Odstranění solí tvrdosti z vody, tj. její změkčení, se musí provádět pro napájení kotelen a tvrdost vody pro středotlaké a nízkotlaké kotle by neměla být vyšší než 0,3 mg.eq / l. Změkčování vody je také vyžadováno pro taková průmyslová odvětví, jako je textilní, papírenský, chemický průmysl, kde by voda neměla mít tvrdost vyšší než 0,7-1,0 mg.eq/l. Změkčování vody pro domácnost a pitné účely je také vhodné, zvláště pokud překračuje 7 mg.eq / l.

Používají se následující hlavní způsoby změkčování vody:

1) reagenční metoda - zavedením činidel přispívajících k tvorbě špatně rozpustných sloučenin vápníku a hořčíku a jejich vysrážení;

2) kationitová metoda, při které se změkčená voda filtruje přes látky, které mají schopnost vyměnit v nich obsažené kationty (sodík nebo vodík) za kationty vápníku a hořčíku, soli rozpuštěné ve vodě. V důsledku výměny se zadržují ionty vápníku a hořčíku a tvoří se sodné soli, které nedávají vodě tvrdost;

3) tepelná metoda, která spočívá v ohřevu vody na teplotu nad 100 °, přičemž jsou téměř úplně odstraněny uhličitanové soli tvrdosti.

Často se metody změkčování používají v kombinaci. Například některé soli tvrdosti jsou odstraněny reagenční metodou a zbytek výměnou kationtů.

Z reagenčních metod je nejběžnější metoda sodnovápenatého změkčování. Jeho podstata se redukuje tak, že se místo ve vodě rozpuštěných Ca Mg solí získávají nerozpustné soli CaCO 3 a Mg (OH) 2, které se vysrážejí.

Obě činidla - soda Na 2 C0 3 a vápno Ca (OH) 2 - se přidávají do změkčené vody současně nebo střídavě.

Uhličitanové soli, přechodná tvrdost se odstraňují vápnem, nekarbonátové, stálá tvrdost - soda. Chemické reakce při odstraňování uhličitanové tvrdosti probíhají následovně:

Ca (HC03) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2 CaC03 + 2H20.

V tomto případě se vysráží uhličitan vápenatý CaCO3. Když se odstraní hydrogenuhličitan hořečnatý Mg (HC0 3) 2, reakce probíhá následovně:

Mg (HCOa) 2 + 2Ca (OH) 2 \u003d Mg (OH) 2 + 2CaC03 + 2H20.

Hydrát oxidu hořečnatého Mg(OH) 2 koaguluje a vysráží. Pro odstranění nekarbonátové tvrdosti se do změkčené vody zavádí Na2C03. Chemické reakce při odstraňování nekarbonátové tvrdosti jsou následující:

Na2C08 + CaS04 \u003d CaC08 + Na2S04;

Na2C03 + CaCl2 \u003d CaC03 + 2NaCl.

V důsledku reakce se získá uhličitan vápenatý, který se vysráží.

Pro hluboké změkčení se používají pomocná opatření, jako je ohřev upravované vody na cca 90, přičemž zbytkovou tvrdost lze zvýšit na 0,2-0,4 mg.eq/l.

Bez ohřevu se provádí úprava vody s velkými přebytečnými dávkami vápna, následovaným odstraněním těchto přebytků pročištěním vody oxidem uhličitým. Poslední proces se nazývá rekarbonizace.

Na Obr. 4 znázorňuje schéma zařízení na změkčování vody s činidly, které zahrnuje zařízení pro přípravu a dávkování roztoků činidel, mísiče, reakční komory, čističe a filtry.

Pro změkčení rovnoměrně přiváděné vody, která nepřetržitě proudí, se používají stejné dávkovače roztoku sody a vápna jako při koagulaci. Pokud průtok změkčené vody kolísá, používají se tzv. proporcionální dávkovače.

Rýže. 4. Schéma změkčování vody činidel: 1 - reakční komora (vírový reaktor); 2 - čistička; 3 - křemenný filtr; 4 - mixér; 5, 6 a 7 - dávkovače reagenčních roztoků; 8, 9 a 10 - nádrže na rozpouštění koagulantů a sody na výrobu vápenného mléka; 11 - nádrž; 12 - čerpadlo; 13 - odlučovač vzduchu.

Sodnovápenatá metoda je vhodná pro změkčování vody s libovolným poměrem uhličitanové a nekarbonátové tvrdosti.

Nevýhody sodnovápenaté metody změkčování jsou následující: 1) voda není zcela změkčena; 2) zařízení pro změkčování objemných; 3) je nutné pečlivé dávkování sody a vápna, čehož je obtížné dosáhnout kvůli nestálosti složení změkčené vody a činidel.

Metoda kationtového změkčování je založena na schopnosti látek zvaných kationity vyměnit v nich obsažené sodné kationty Na + nebo vodík H + za kationty vápníku nebo hořčíku rozpuštěné ve vodě. V souladu s tím se rozlišují sodno-kationitové a hydrogen-sodné: kationitové způsoby změkčování vody.

Pomocí katexů dochází ke změkčování vody v instalaci skládající se z několika kovových tlakových nádrží naplněných katexovou pryskyřicí (obr. 5).

Surová voda vstupuje do filtru potrubím A, B a C; změkčená voda se uvolňuje potrubím G. Když je filtr v provozu, ventily 2 a 5 jsou otevřené a zbytek (1, 3, 4 a 6) je uzavřen. Před regenerací filtr umyjte.

K mytí filtru se voda z nádrže D přivádí potrubím E a prochází odtokem zdola nahoru. Délka mytí je 20-30 minut, intenzita je 4-6 l/s na 1 m2. Oplachová voda z filtrů je vypouštěna potrubím C, B, G, s ventily 4 a 3 otevřenými a zbytek uzavřenými.

Regenerační roztok katexu během regenerace je přiváděn potrubím B, prochází filtrem shora dolů a je potrubím odváděn. V tomto případě jsou ventily 1 a 6 otevřené, zbytek (2-5) je uzavřen; doba regenerace je cca 30-60 minut a mytí z regeneračního roztoku 40-60 minut.

Rýže. 5. Schéma kationtového změkčovače vody

Výhody kationitové metody jsou následující: 1) voda téměř úplně změkne; 2) je nutné dávkovat pouze roztok kuchyňské soli nebo kyseliny sírové; 3) filtry jsou vyráběny továrním způsobem. Nevýhody tohoto způsobu zahrnují nutnost předběžného čiření vody, protože koloidní a organické látky obalují zrna katexů a snižují jejich výměnnou kapacitu.

Činidla používaná při úpravě vody se zavádějí do vody na následujících místech:

a) chlór (v případě předběžného chlorování) - do sacích potrubí čerpací stanice prvního výtahu nebo do potrubí přivádějících vodu do úpravny;

b) koagulant - do potrubí před míchačku nebo do míchačky;

c) vápno pro alkalizaci při koagulaci - současně s koagulantem;

d) aktivní uhlí k odstranění pachů a chutí ve vodě do 5 mg/l - před filtry. Při vysokých dávkách by mělo být uhlí zaváděno do čerpací stanice prvního výtahu nebo současně s koagulantem do směšovače úpravny vody, nejdříve však 10 minut po zavedení chlóru;

e) chlor a čpavek pro dezinfekci vody jsou zaváděny do úpraven a do filtrované vody. V přítomnosti fenolů ve vodě by měl být amoniak zaváděn během předběžné i konečné chlorace.

Koagulační roztok se připravuje v nádržích na roztok; odkud by měl být vypuštěn nebo přečerpán do servisních nádrží. Pro přívod daného množství koagulačního roztoku do vody je nutné zajistit instalaci dávkovačů.

Při použití automatických dávkovačů založených na principu změny elektrické vodivosti vody v závislosti na nečistotách by mělo být vápno pro alkalizaci zavedeno po výběru koagulované vody jdoucí do dávkovače.

Mezi speciální typy čištění a úpravy vody patří: odsolování, odsolování, odstraňování železa, odstraňování rozpuštěných plynů z vody a stabilizace.

Mechanismus účinku inhibitorů IOMS.

Při ohřívání vody během provozu topného systému dochází k tepelnému rozkladu v ní přítomných hydrogenuhličitanových iontů za vzniku uhličitanových iontů. Uhličitanové ionty, které interagují s nadbytečnými ionty vápníku, tvoří zárodky krystalů uhličitanu vápenatého. Na povrchu jader se ukládá stále více uhličitanových iontů a vápenatých iontů, v důsledku čehož vznikají krystaly uhličitanu vápenatého, ve kterých je často přítomen uhličitan hořečnatý ve formě substitučního pevného roztoku. Tyto krystaly se usazují na stěnách tepelných zařízení a spojují se a vytvářejí vodní kámen (obr. 6, a).

Hlavní složkou zajišťující aktivitu proti vodnímu kameni všech uvažovaných inhibitorů jsou organofosfonáty - soli organických fosfonových kyselin. Když se organofosfonáty zavedou do vody obsahující ionty vápníku, hořčíku a dalších kovů, tvoří velmi silné chemické sloučeniny - komplexy. (Mnoho moderních inhibitorů obsahuje organofosfonáty již ve formě komplexů s přechodnými kovy, především se zinkem.) Vzhledem k tomu, že jeden litr přírodní nebo průmyslové vody obsahuje 1020–1021 iontů vápníku a hořčíku, jsou organofosfonáty zaváděny v množství pouze 1018–1019 molekul na litr vody tvoří všechny molekuly organofosfonátů komplexy s kovovými ionty a komplexony jako takové se ve vodě nevyskytují. Komplexy organofosfonátů se adsorbují (vysrážejí) na povrchu krystalových zárodků uhličitanu vápenatého a zabraňují další krystalizaci uhličitanu vápenatého. Když se tedy do vody přidá 1–10 g/m3 organofosfonátů, vodní kámen se netvoří ani při zahřívání velmi tvrdé vody (obr. 6b).

Komplexy organofosfonátů mohou být adsorbovány nejen na povrchu krystalových jader, ale také na kovových površích. Vzniklý tenký film brání přístupu kyslíku k povrchu kovu, v důsledku čehož klesá rychlost koroze kovu. Nejúčinnější ochranu kovů proti korozi však poskytují inhibitory na bázi komplexů organických fosfonových kyselin se zinkem a některými dalšími kovy, které vyvinul a uvedl do praxe profesor Yu.I. Kuzněcov. V povrchové vrstvě kovu se tyto sloučeniny mohou rozkládat za vzniku nerozpustných sloučenin hydroxidu zinečnatého a také komplexů složité struktury, na kterých se podílí mnoho atomů zinku a železa. V důsledku toho se vytvoří tenký, hustý film, který pevně přilne ke kovu a chrání kov před korozí. Stupeň ochrany kovu proti korozi při použití takových inhibitorů může dosáhnout 98%.

Moderní přípravky na bázi organofosfonátů nejen inhibují vodní kámen a korozi, ale také postupně ničí staré usazeniny vodního kamene a korozní produkty. To se vysvětluje tvorbou povrchových adsorpčních vrstev organofosfonátů v pórech šupin, jejichž struktura a vlastnosti (např. koeficient tepelné roztažnosti) se liší od struktury krystalů šupin. Kolísání a teplotní gradienty vznikající při provozu otopné soustavy vedou k zaklínění agregátů krystalického okují. V důsledku toho se vodní kámen zničí a změní se na jemnou suspenzi, kterou lze snadno odstranit ze systému. Při zavádění přípravků s obsahem organofosfonátů do otopných soustav s velkým množstvím starých usazenin vodního kamene a korozních produktů je proto nutné pravidelně vypouštět sedimenty z filtrů a jímek instalovaných na nejnižších místech soustavy. Kal by měl být vypouštěn v závislosti na množství usazenin 1–2x denně, rychlostí zásobování systému čistou vodou upravenou inhibitory v množství 0,25–1 % objemu vody systému za hodina. Je třeba poznamenat, že při zvýšení koncentrace inhibitoru nad 10–20 g/m3 dochází k destrukci vodního kamene za vzniku velmi hrubých suspenzí, které mohou ucpat úzká hrdla topného systému. Proto předávkování inhibitorem v tomto případě hrozí ucpáním systému. Nejúčinnějšího a nejbezpečnějšího čištění topných systémů od starých usazenin vodního kamene a korozních produktů je dosaženo použitím přípravků obsahujících povrchově aktivní látky, např. složení KKF.

A) b)

Rýže. 6. Řez teplovodního potrubí uvnitř čtvrtiny 89 mm:

a - po dvou letech provozu na vodě o tvrdosti 8–12 meq/dm3;

b - šest měsíců po zahájení úpravy vody inhibitorem IOMS-1.