Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 243
Текст из файла (страница 243)
Обеззарвживанве. Наличие в воде болезнетворных микроорганизмов и вирусов делает ее непригодной для хозяйственно-питьевых нужд, а присутствие в воле иек-рых видов микроорганизмов (напри нитчатых, зооглейных, сульфатвосстанавливаюших бактерий, железобактерий) вызывает биол. обрастание, а иногда и разрушение трубопроводов и оборудования. Наиб. распространено хлорироваиие воды жидким или газообразным С1,, гипохлоритами-)т(аС!О, Са(С!О), и С1Оз. Хлор взаимод с водой с образованием НС!О и НС1; при рН>4 свободный С1 практически отсутствует, при рН ) 5,б НС1О диссоциирует на Н ' и С1О Бактерицидность недиссоциированной НС!О в 70-80 раз больше, чем у С!О .
При наличии в воде )т(Н, аммониевых солей илн орг. в-в, содержащих группы )ь(~„С1з, НС!О и гипохлориты реагируют с ними, образуя йеорг и орг, моно- и дихлорамины. Моиохлорамины в 3 — 5 раз менее бактерицидны, чем дихлорамииы, к-рые в свою очередь в 20-25 раз менее эффективны свободного С1,, Бактерицидиость хлора- минов, образованных С19, НОС1, С)О, )з(Нз или солями аммония, в 8-!О раз выше, чем бактерицидиость хлорпроизводных орг. аминов или иминов Концентрацию свободного и связанного (в хлорамннах) С19, необходимую для обес- 770 зж водоподготовкА печения заданного обеззараживаюшего эффекта, определяют по результатам пробного хлорирования.
Для обеззараживания воды применяют также озон и УФ.облучение. Стабилнзациа. Стабильной считается вада, к-рая не выделяет и не растворяет отложения СаСО,. Показателем стабильности служит индекс насыщения 1 воды ка~ бонатом Са, к-рый рассчитывают по данным о РН и т-ре обзпабатываемой воды, а также концентрации катионов Са +, общих щелочности и солесодержаиии. Исходя из этих данных, находят РН„соответствующий насыщению воды карбонатом. На основе РН, и измеренного значения РН вычисляют 1 = РН вЂ” РН,.
Вода считается стабильной, если 1 0; при 1 с 0 вода вызывает коррозию стали, чугуна и др. материалов. При 1>0 может выделяться СаСО, с образованием противокоррозиоиной пленки иа стенках трубопроводов и оборудования. Это связано с наличием в воде СО,: при его избытке происходит коррозия, при недостатке-пересыщение воды СаСО», что и привалит к образованию накипи. Для связывания СО, в Са(НСО»)з или ХаНСО» волу обрабатывают Са(ОН)э, Ха,СО» нлй др.
щелочными реагентами. Многие прир. и производств. воды, идущие на охлаждение, пересыщены СаСО, а также Мй(ОН),. При использовании в кач-ве хладагейта вода нагревается, что вызывает разложение пшрокарбонатов и выпадение СаСО,; помимо этого, осаждаются Мй(ОН), и нек-рые соли. Для устранеииа отложений воду подкйсляют Н,ЬО или НС1, обрабатывают СО, (обычно топочными газами-т. наз. Рекарбаиизация) фосфатнруют (напр., полифосфатамн) и стабилизируют др. Реагентами.
Умяененне заключается в удалении из воды катионов Сиз+ и Мй~+ (см. Жесткость воды), Реагентное умягчение основано иа введении в воду в-в, обогащающих ее анионами СО~ и ОН, в результате чего образуются трудиорастворимые СаСО» и Мй(ОН),, выделяемые из воды осаждением и фильтрованием, При обработке воды известью [гашеной Са(ОН)з или негашеной СаО1 происходит декарбоннзапия-устранение карбоиатной жесткости; шшжвется также щелочность воды.
Известь связывает растворенный в воде СО, с образованием гидрокарбонатных ионов НСОз, к-рые, взаимод. с известью, превращ. в карбонаты, выпадающие в осадок. Для устранения магниевой карбонатной жесткости кол-во изиести должно обеспечивать получение малорастворимой Мй(ОН) при одноврем. эквивалентном выделении в осадок СаСО,, Предел умягчения воды известью определяется )ьримостью СаСО, и Мй(ОН)м Воду обрабатынают известью и содой в тех случаях, когда Са и Мй присутствуют в воде не только в виде гидрокарбонатов, но н в виде хлоридов и сульфатов, т.е.
для устранения как карбонатной, так и иекарбонатной жесткости. Пря этом образуются осадки СаСО, и Мй(ОН)„в р-р переходит Ха" (в ниле ХазБО и ХаС1) в кол-ве, эквивалентном кол-ву Ха,СО». Вода, умягченная известью и содой без подогрева, имеет остаточную жесткость порядка 0,5-1,0 ьпноль/л При иагр. волы до 35-40'С можно подпер. живать остаточную жесткость не более 0,5 ммоль/л. При пологреве воды до 100'С и выше (термохим. умягчение, применяемое для питания паровых котлов) остаточная жесткость составляет 0,3 ммоль/л.
Избыток извести повышает остаточную жесткость воды и одновременно обусловливает увеличение ее щелочности. Катионироваиие воды — пропускание ее через слой зернистого катионита В результате ионы Са'«и Мйз+ обмениваются на ионы катионнта. Последний регенерируют р-рами солей, соделвжашими катионы Ха+ или ХН;, либо к-тами, атомы Н к-рых вытесняют поглощенные ионы Са'+ и Мйз'. В связи с этим различают Ха+ -, Н - нли ХН+-катионирование.
Способность разных катиоиитов к обмену ионов аырахсается емкостью поглощения (обменной способностью) по отношению к данному нану и измеряется числом молей катионов, поглощенных 1 м' катиони° 771 та. Различают рабочую (да «проскока» ионов Саз+ и Мйз+ с профильтрованной водой) и полную (до полного истощения катианита) емкости поглощения. Полная емкость поглощения катнанитов составляет 570-1700 моль/мз.
Рабочая емкость зависит от св-в, условий регенерации катионита, размеров зерен и высоты его слоя в фильтре, типа обменного иона, общего солесодержания, скорости фильтрования и может изменяться в пределах 40-707, от полной. См. также Ианитм. Оиресиеине и ебеееоливанве. Удаление солей из воды до предела, близкого к содержанию их в дистиллированной ладе (доли или песк. мг/л), наз. обессоливанием, а удаление солей до концентраций, допустимых при применении воды для питья (до 1 г/л);опреснением.
Обессоливаиие дистилляцией основано на вмпаривании воды с дальнейшей конденсацией пара. Испарители м. б. многоступенчатыми с использованием пара предыдущей ступени для испарения воды в последующей. Обессоливание и опреснение водм ионным обменом достигается путем последоват. фильтрования воды через эер. иистые слои Н'-катионита и ОН -аиионита. При этом находящиеся в воде катионы и авионы заменяются соотв. на Н' и ОН, образующие молекулы НзО. В случае фильтрования воды через Н+-катионит СО,, к-рый образуется при вэаимод. ионов НСО» и Н+, удаляется в спец.
дега»агоре продуванием воздуха через воду. Емкость поглощения аниоиитами отд. анионов различна и определяется св-вами анионитов, кислотностью воды и рядам техн. факторов (крупностью зерен и др) Полная емкость анионитав составляет 1500 моль/мэ, Низкоосновиые аниониты регенерируют ХаОН, ХазСО», ХаНСОМ высокоосновные- ХаОН. Простейшая одностуйенчатая схема обессоливания включает Н+-катионитный фильтр, декарбонизатор для выделения из воды СО, и ОН -анионитный фильтр. При такой схеме вода частично обессоливается (до солесодержания 5-10 мг/л), при этом концентрация в ней Н РВО практически не снижается. Более глубокое обессоливание воды м. б. достигнуто на двухступенчатых установках (до салесодержаиия 0,1-0,3 мг/л н концентрации Н,б(О до 0,02-0,1 мг/л) Практически полносгъю воду можно ооессолить (до солесодержания 0,05-0,1 мг/л и концентрации Нзб(О» менее 002-005 мг/л) на трехступенчатой ионитной установке, причем вместо двух филътров (Н - и ОН фильтры) на третьей ступени м.
б, применен фильтр со смешанной катионнтно-анионитной загрузкой. При двухи трехступенчатой ионитных установках на первой ступени используют низкоосновный, на второй и третьей ступенях — высокоосновный аииониты. Обессоливание воды злектродиализом и обратным осмосом не требует применения хим. Реагентов и характеризуется существенно меньпшмн энергетнч. затратами по сравнению с дистилляцией. При злектродиализе используют селективные мембрана ионообменные, при обратном осмаев-полущюницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но задери:ивающие распюренные минер. и орг.
в-ва. Расход электроэнергии иа 1 м' воды, обессоленной электродиализом, составляет б-30 кВт.ч/мэ, обратным осмосом-1,5-15 кВт ч/м'. Электродиализом воду можно обессолить на 90 обратным осмосом-на 98%. В установках обратного осмоса рабочее давление достигает 5-10 МПа, укладка мембран м. б. по типу фильтропресса, трубчатая, рулонная (спиральная и в виде полого волокна). См. также Мембранные пронесем разделения.
Обезжелезнваиие. В подземных водах железо обычно находится в вцяе Ре(НСОз)„в поверхностных водах-в виде тонкодисперсиой взвеси гидроксида или входит в состав комплексных орг. в-н Подземные воды обезжелезивают упрощенной а»рацией (сааб. падением воды с высоты 0,4-0,6 м) с послед. фильтрованием через слой зернистого материала. При этом на пов-сти зерен выделяется каталитич.
пленка соединений Ре, интенсифицируюшая обезжелезивание. Метод используют при общем содержании железа до 1О мг/л (в т, ч, Резь-не 772 менее 70;~;), Н»8-до 0,5 мг)л! рН не менее 6,8. В др. случаях и при наличии в воде агрессивною СО применяют аэрвцию с помощью спец. а»риторов-градирей и фильтрование через слой зернистого материала. При значит. содер. жанни Ге перед фильтрами иногда устанавливают отстойник, где происходят окисление Ге» + в Ге» + и коагуляция образующегося Ге(ОН)», к-рый задерживается на фильтрах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
