Дать классификацию природных вод по жесткости и общему солесодержанию.
По общей жесткости природная вода классифицируется, Жо [мг-экв/дм^3]:
1. малая (очень мягкая вода): <1,5;
2. средняя: 1,5-3,0;
3. повышенная: 3,0-6,0;
4. высокая: 6,0-12,0;
5. очень высокая: >12,0.
По общему солесодержанию, So=Σкат+Σан, [мг.экв./дм3]:
1. Пресная,So<1г/дм3;
2. Солоноватая (минерализованная), 1-10 г/дм3;
3. Морская (приблизительно 35 г/дм3);
4. Соленая So>10 г/дм3.
Какова химия процесса известкования? Показать на примере реакций. Как изменяются показатели качества воды при известковании.
Известкование – предварительный метод обработки, является реагентным-осадительным, вещества, которые требуется удалить из воды, выпадают в осадок в процессе обработки воды известью.
1) Гашеная известь в виде раствора или в виде суспензии (молока) вводится в заранее подогретую обрабатываемую воду:
CaO+H2O=Ca(OH)2;
2) Связывание свободного углекислого газа (декарбонизация):
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
3) Снижение карбонатной жесткости и щелочности:
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3(ос)+2H2O;
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2(ос)+2CaCO3(ос)+2H2O;
Mg(OH)2+H2SiO3=MgSiO3+2H2O – обескремнивание.
4) Обезжелезивание: 4FeSO4+4Ca(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(ос)+4CaSO4.
5) При известковании не изменяется некарбонатная жесткость, магниевая некарбонатная жесткость переходит в кальциевую. Также не снижается избыточная щелочность:
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2(ос)+CaSO4.
6) Также на заключительном этапе может применяться содирование для более глубокого умягчения воды:
CaCl2+Na2CO3=CaCO3(ос)+2NaCl;
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4.
Опишите технологию натрий-катионирования и характер изменения концентрации ионов кальция и магния в слое катионита при умягчении и регенерации.
При Na-катионировании происходит обмен катионов, находящихся в исходной воде, на ион натрия:
2NaR+Ca(HCO3)2=CaR2+2NaHCO3;
2NaR+MgCl2=MgR2+2NaCl;
2NaR+CaSO4=CaR2+2NaSO4.
ИЗ реакций видно, что при Na-катионировании карбонатная жесткость исходной воды переходит в умягченной воде в натриевую щелочность, то есть концентрация ионов кальция и магния в обрабатываемой воде уменьшается, а в слое катионита наоборот, УВЕЛИЧИВАЕТСЯ.
Также при Na-катионировании солесодержание воды несколько повышается, так как на каждый удаленный 1 грамм иона кальция и магния в раствор переходит 2 грамма иона натрия.
Для регенерации Na-катионита применяется 6-10% раствор поваренной соли NaCl. В процессе регенерации катионы натрия будут поглащаться катионитом, а в расвор будут поступать катионы жесткости, то есть при регенерации концентрация ионов кальция и магния в слое катионита будет УМЕНЬШАТЬСЯ:
CaR2+2NaCl=2NaR+CaCl2.