Gambar rajah teknologi dan elemen struktur pemasangan pelembut air reagen

Kaedah pelembutan air termokimia

Pelembutan air melalui dialisis

Rawatan air magnet

kesusasteraan

Asas teori pelembutan air, klasifikasi kaedah

Pelembutan air merujuk kepada proses penyingkiran kation kekerasan daripadanya, i.e. kalsium dan magnesium. Selaras dengan GOST 2874-82 "Air minuman", kekerasan air tidak boleh melebihi 7 mEq/l. Jenis pengeluaran tertentu memerlukan pelembutan air proses yang mendalam, i.e. sehingga 0.05.0.01 mEq/l. Sumber air yang biasa digunakan mempunyai kekerasan yang memenuhi piawaian air minuman dan tidak memerlukan pelembutan. Pelembutan air dijalankan terutamanya semasa penyediaannya untuk tujuan teknikal. Oleh itu, kekerasan air untuk memberi makan dandang dram tidak boleh melebihi 0.005 mEq/l. Pelembutan air dilakukan menggunakan kaedah berikut: terma, berdasarkan air pemanasan, penyulingan atau pembekuannya; reagen, di mana ion hadir dalam air Ca ( II ) Dan Mg ( II ) mengikat dengan pelbagai reagen menjadi sebatian yang hampir tidak larut; pertukaran ion, berdasarkan penapisan air lembut melalui bahan khas yang menukar ion yang termasuk dalam komposisinya Na ( I) atau H (1) menjadi ion Ca (II) dan Mg ( II ), terkandung dalam air dialisis; digabungkan, mewakili pelbagai kombinasi kaedah yang disenaraikan.

Pilihan kaedah pelembutan air ditentukan oleh kualitinya, kedalaman pelembutan yang diperlukan dan pertimbangan teknikal dan ekonomi. Selaras dengan cadangan SNiP apabila melembutkan air bawah tanah, kaedah pertukaran ion harus digunakan; apabila melembutkan air permukaan, apabila penjernihan air juga diperlukan, kaedah kapur atau kapur-soda digunakan, dan apabila air melembutkan dalam, kationisasi seterusnya. Ciri dan syarat utama untuk menggunakan kaedah pelembutan air diberikan dalam jadual. 20.1.

melembutkan air dialisis haba

Untuk mendapatkan air untuk keperluan domestik dan minuman, biasanya hanya sebahagian tertentu sahaja yang dilembutkan, diikuti dengan mencampurkan dengan air sumber, manakala jumlah air yang dilembutkan. Qy ditentukan oleh formula

(20.1)

di manakah J o. Dan. - jumlah kekerasan air sumber, mEq/l; F 0. s. - jumlah kekerasan air yang memasuki rangkaian, mEq/l; F 0. u. - kekerasan air lembut, mEq/l.

Kaedah melembutkan air

Penunjuk	terma	reagen	pertukaran ion	dialisis
Ciri-ciri proses	Air dipanaskan pada suhu melebihi 100°C, yang menghilangkan kekerasan karbonat dan bukan karbonat (dalam bentuk kalsium karbonat, hidroksi- dan magnesium dan gipsum)	Kapur ditambah ke dalam air, yang menghilangkan kekerasan karbonat dan magnesium, serta soda, yang menghilangkan kekerasan bukan karbonat.	Air yang akan dilembutkan disalurkan melalui penapis penukar kation	Air sumber ditapis melalui membran separa telap
Tujuan kaedah	Penghapusan kekerasan karbonat daripada air yang digunakan untuk menyuap dandang tekanan rendah dan sederhana	Pelembutan cetek sambil menjernihkan air daripada pepejal terampai secara serentak	Pelembutan dalam air yang mengandungi sejumlah kecil pepejal terampai	Melembutkan air dalam
Penggunaan air untuk keperluan sendiri	-	Tidak lebih daripada 10%	Sehingga 30% atau lebih berkadar dengan kekerasan sumber air	10
Keadaan untuk kegunaan berkesan: kekeruhan air punca, mg/l	Sehingga 50	Sehingga 500	Tidak lebih daripada 8	Sehingga 2.0
Kekerasan air, mEq/l	Kekerasan karbonat dengan penguasaan Ca (HC03) 2, kekerasan bukan karbonat dalam bentuk gipsum	5.30	Tidak lebih daripada 15	Sehingga 10.0
Kekerasan air baki, mEq/l	Kekerasan karbonat sehingga 0.035, CaS04 sehingga 0.70	Sehingga 0.70	0.03.0.05 prn satu peringkat dan sehingga 0.01 dengan kationisasi dua peringkat	0.01 dan ke bawah
Suhu air, °C	Sehingga 270	Sehingga 90	Sehingga 30 (glaukonit), sehingga 60 (sulfonit)	Sehingga 60

Kaedah terma melembutkan air

Kaedah terma pelembutan air dinasihatkan untuk digunakan apabila menggunakan air karbonat yang digunakan untuk memberi makan dandang tekanan rendah, serta digabungkan dengan kaedah reagen melembutkan air. Ia berdasarkan anjakan dalam keseimbangan karbon dioksida apabila ia dipanaskan ke arah pembentukan kalsium karbonat, yang digambarkan oleh tindak balas

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

Keseimbangan dianjak disebabkan oleh penurunan keterlarutan karbon (IV) monoksida yang disebabkan oleh peningkatan suhu dan tekanan. Mendidih boleh mengeluarkan sepenuhnya karbon (IV) monoksida dan dengan itu mengurangkan kekerasan kalsium karbonat dengan ketara. Walau bagaimanapun, tidak mungkin untuk menghapuskan kekerasan ini sepenuhnya, kerana kalsium karbonat, walaupun sedikit (13 mg/l pada suhu 18°C), masih larut dalam air.

Jika magnesium bikarbonat terdapat dalam air, proses pemendakannya berlaku seperti berikut: pertama, agak larut tinggi (110 mg/l pada suhu 18 ° C) magnesium karbonat terbentuk

Mg (HCO 3) → MgC0 3 + C0 2 + H 2 0,

yang, apabila mendidih berpanjangan, terhidrolisis, menghasilkan mendakan larut sedikit (8.4 mg/l). magnesium hidroksida

MgC0 3 +H 2 0 → Mg (0H) 2 +C0 2 .

Akibatnya, apabila air dididihkan, kekerasan yang disebabkan oleh kalsium dan magnesium bikarbonat berkurangan. Apabila air direbus, kekerasan, ditentukan oleh kalsium sulfat, juga berkurangan, keterlarutannya turun kepada 0.65 g/l.

Dalam Rajah. Rajah 1 menunjukkan pelembut haba yang direka oleh Kopyev, dicirikan oleh kesederhanaan relatif peranti dan operasi yang boleh dipercayai. Air yang dirawat, yang dipanaskan terlebih dahulu dalam radas, masuk melalui ejektor ke soket pemanas filem dan disembur ke atas paip yang diletakkan secara menegak, dan mengalir ke bawah melaluinya ke arah wap panas. Kemudian, bersama-sama dengan air blowdown dari dandang, ia mengalir melalui paip bekalan pusat melalui bahagian bawah berlubang ke dalam clarifier dengan sedimen terampai.

Karbon dioksida dan oksigen yang dibebaskan daripada air bersama-sama wap berlebihan dilepaskan ke atmosfera. Garam kalsium dan magnesium yang terbentuk semasa pemanasan air dikekalkan dalam lapisan terampai. Setelah melalui lapisan terampai, air yang dilembutkan memasuki tangki pengumpulan dan dilepaskan di luar radas.

Masa tinggal air dalam pelembut haba ialah 30.45 minit, kelajuan pergerakan ke atasnya dalam lapisan terampai ialah 7.10 m/j, dan di dalam lubang bahagian bawah palsu 0.1-0.25 m/s.

nasi. 1. Pelembut haba direka oleh Kopyev.

15 - pelepasan air saliran; 12 - paip bekalan pusat; 13 - bahagian bawah berlubang palsu; 11 - lapisan digantung; 14 - pelepasan enap cemar; 9 - pengumpulan air lembut; 1, 10 - bekalan air sumber dan penyingkiran air lembut; 2 - meniup dandang; 3 - ejector; 4 - penyejatan; 5 - pemanas filem; 6 - pelepasan wap; 7 - saluran paip berlubang cincin untuk saliran air ke ejektor; 8 - sekatan pemisah condong

Kaedah reagen melembutkan air

Pelembutan air menggunakan kaedah reagen adalah berdasarkan merawatnya dengan reagen yang membentuk sebatian kurang larut dengan kalsium dan magnesium: Mg (OH) 2, CaC0 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 dan lain-lain, diikuti dengan pengasingannya dalam penjernih , tangki pemendapan lapisan nipis dan penapis penjernihan. Kapur, abu soda, natrium dan barium hidroksida dan bahan lain digunakan sebagai reagen.

Air melembutkan dengan pengapuran digunakan untuk kekerasan tinggi karbonat dan bukan karbonat rendah, serta apabila tidak perlu mengeluarkan garam kekerasan bukan karbonat daripada air. Kapur digunakan sebagai reagen, yang dimasukkan dalam bentuk larutan atau suspensi (susu) ke dalam air terawat yang telah dipanaskan. Apabila dibubarkan, kapur memperkayakan air dengan ion OH - dan Ca 2+, yang membawa kepada pengikatan karbon monoksida (IV) bebas yang terlarut dalam air dengan pembentukan ion karbonat dan peralihan ion hidrokarbonat menjadi karbonat:

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

Peningkatan kepekatan ion CO 3 2 - dalam air yang dirawat dan kehadiran ion Ca 2+ di dalamnya, dengan mengambil kira yang diperkenalkan dengan kapur, membawa kepada peningkatan dalam produk keterlarutan dan pemendakan kalsium karbonat yang tidak larut. :

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3.

Sekiranya terdapat lebihan kapur, magnesium hidroksida juga memendakan.

Mg 2+ + 20H - → Mg (OH) 2

Untuk mempercepatkan penyingkiran kekotoran tersebar dan koloid dan mengurangkan kealkalian air, pembekuan kekotoran ini dengan besi (II) sulfat digunakan serentak dengan pengapuran, i.e. FeS0 4 *7 H 2 0. Kekerasan sisa air yang dilembutkan semasa penyahkarbonan boleh diperolehi sebanyak 0.4-0.8 mg-eq/l lebih daripada kekerasan bukan karbonat, dan kealkalian ialah 0.8-1.2 mg-eq/l. Dos kapur ditentukan oleh nisbah kepekatan ion kalsium dalam air dan kekerasan karbonat: a) pada nisbah [Ca 2+ ] /20<Ж к,

(20.2b)

b) dengan nisbah [Ca 2+ ] /20 > J c,

(20.3)

di mana [CO 2 ] ialah kepekatan karbon monoksida (IV) bebas dalam air, mg/l; [Ca 2+ ] - kepekatan ion kalsium, mg/l; Fc - kekerasan karbonat air, mEq/l; D k - dos koagulan (FeS0 4 atau FeCl 3 dari segi produk kontang), mg/l; e k- jisim setara bahan aktif koagulan, mg/mg-eq (untuk FeS0 4 e k = 76, untuk FeCl 3 e k = 54); 0.5 dan 0.3 - lebihan kapur untuk memastikan kesempurnaan tindak balas yang lebih besar, mEq/l.

Adalah perlu untuk mengetahui tahap kekerasan air yang digunakan. Banyak aspek kehidupan kita bergantung pada kekerasan air minuman: berapa banyak serbuk pencuci untuk digunakan, sama ada langkah diperlukan untuk melembutkan air keras, berapa lama ikan akuarium akan hidup di dalam air, sama ada perlu untuk memperkenalkan polifosfat dalam osmosis terbalik, dsb. .

Terdapat banyak cara untuk menentukan kekerasan:

• dengan jumlah buih detergen yang terbentuk;
• mengikut daerah;
• dengan jumlah skala pada elemen pemanasan;
• mengikut sifat rasa air;
• menggunakan reagen dan peranti khas

Apakah kekerasan?

Kation utama yang terdapat dalam air ialah: kalsium, magnesium, mangan, besi, strontium. Tiga kation terakhir mempunyai sedikit kesan ke atas kekerasan air. Terdapat juga kation trivalen aluminium dan besi, yang pada pH tertentu membentuk plak batu kapur.

Kekerasan boleh terdiri daripada pelbagai jenis:

• kekerasan keseluruhan– jumlah kandungan ion magnesium dan kalsium;
• kekerasan karbonat– kandungan hidrokarbonat dan karbonat pada pH lebih daripada 8.3. Mereka mudah dikeluarkan dengan mendidih: semasa pemanasan mereka terurai menjadi asid karbonik dan sedimen;
• kekerasan bukan karbonat– garam kalsium dan magnesium asid kuat; tidak boleh dikeluarkan dengan mendidih.

Terdapat beberapa unit kekerasan air: mol/m 3, mg-eq/l, dH, d⁰, f⁰, ppm CaCO 3.

Mengapa air keras? Ion logam alkali tanah terdapat dalam semua perairan mineral. Ia diambil daripada deposit dolomit, gipsum dan batu kapur. Sumber air boleh mempunyai kekerasan dalam julat yang berbeza. Terdapat beberapa sistem ketegaran. Di luar negara mereka mendekatinya dengan lebih "keras". Sebagai contoh, di negara kita air dianggap lembut dengan kekerasan 0-4 mEq/l, dan di Amerika Syarikat - 0-1.5 mEq/l; air yang sangat keras di Rusia - lebih daripada 12 mg-eq/l, dan di Amerika Syarikat - lebih daripada 6 mg-eq/l.

Kekerasan air bermineral rendah adalah 80% disebabkan oleh ion kalsium. Dengan peningkatan mineralisasi, perkadaran ion kalsium berkurangan secara mendadak, dan ion magnesium meningkat.

Selalunya, air permukaan mempunyai kekerasan yang kurang daripada air bawah tanah. Kekerasan juga bergantung pada musim: apabila salji cair, ia berkurangan.

Kekerasan air minuman mengubah rasa. Ambang sensitiviti untuk ion kalsium adalah dari 2 hingga 6 mEq/l, bergantung kepada anion. Air menjadi pahit dan memberi kesan buruk kepada proses penghadaman. WHO tidak membuat sebarang cadangan mengenai kekerasan air, kerana tiada bukti tepat mengenai kesannya terhadap tubuh manusia.

Mengehadkan kekerasan adalah perlu untuk peranti pemanasan. Sebagai contoh, dalam dandang - sehingga 0.1 mEq/l. Air lembut mempunyai kealkalian yang rendah dan menyebabkan pengaratan paip air. Utiliti menggunakan rawatan khas untuk mencari kompromi antara plak dan kakisan.

Terdapat tiga kumpulan kaedah pelembutan air:

• fizikal;
• kimia;
• psikik.

Kaedah reagen melembutkan air

Pertukaran ion

Kaedah kimia adalah berdasarkan pertukaran ion. Jisim penapis ialah resin penukar ion. Ia terdiri daripada molekul panjang yang dikumpulkan menjadi bebola kuning. Proses kecil yang mengandungi ion natrium terkeluar daripada bebola.

Semasa penapisan, air meresap ke seluruh resin, dan garamnya menggantikan natrium. Natrium itu sendiri dibawa oleh air. Disebabkan perbezaan caj ion, 2 kali lebih banyak garam tercuci daripada dimendapkan. Dari masa ke masa, garam diganti dan resin berhenti berfungsi. Setiap resin mempunyai tempoh operasinya sendiri.

Resin pertukaran ion boleh dalam kartrij atau dituangkan ke dalam tong panjang - lajur. Kartrij bersaiz kecil dan digunakan hanya untuk mengurangkan kekerasan air minuman. Sesuai untuk melembutkan air di rumah. Lajur pertukaran ion digunakan untuk melembutkan air di apartmen atau industri kecil. Sebagai tambahan kepada kos yang tinggi, lajur mesti dimuatkan secara berkala dengan jisim penapis pulih.

Sekiranya tiada ion natrium yang tersisa dalam resin kartrij, maka ia hanya digantikan dengan yang baru, dan yang lama dibuang. Apabila menggunakan lajur pertukaran ion, resin dipulihkan dalam tangki khas dengan air garam. Untuk melakukan ini, larutkan garam tablet. Larutan garam menjana semula keupayaan resin untuk menukar ion.

Kelemahannya ialah keupayaan tambahan air untuk mengeluarkan besi. Ia menyumbat resin dan menjadikannya tidak boleh digunakan sepenuhnya. Anda harus melakukan analisis air tepat pada masanya!

Penggunaan bahan kimia lain

Terdapat beberapa cara yang kurang popular tetapi berkesan untuk melembutkan air:

• soda abu atau kapur;
• polifosfat;
• antiscalant – sebatian menentang pembentukan skala.

Melembutkan dengan kapur dan soda

Melembutkan air dengan soda

Kaedah melembutkan air menggunakan kapur dipanggil pengapuran. Limau nipis digunakan. Kandungan karbonat berkurangan.

Campuran soda dan limau adalah paling berkesan. Untuk menunjukkan cara melembutkan air di rumah, anda boleh menambah abu soda ke dalam air basuhan anda. Ambil 1-2 sudu teh setiap baldi. Kacau rata dan tunggu sedimen terbentuk. Wanita di Greece Purba menggunakan kaedah yang sama menggunakan abu dapur.

Air selepas kapur dan soda tidak sesuai untuk tujuan makanan!

Melembutkan dengan polifosfat

Polifosfat mampu mengikat garam kekerasan. Mereka adalah kristal putih yang besar. Air melalui penapis dan melarutkan polifosfat, mengikat garam.

Kelemahannya ialah bahaya polifosfat untuk organisma hidup, termasuk manusia. Mereka adalah baja: selepas memasuki takungan, pertumbuhan aktif alga diperhatikan.

Polifosfat juga tidak sesuai untuk melembutkan air minuman!

Kaedah fizikal melembutkan air

Kaedah fizikal memerangi akibat kekerasan tinggi - skala. Ini adalah penulenan air tanpa reagen. Apabila menggunakannya, tiada pengurangan kepekatan garam, tetapi hanya menghalang bahaya kepada paip dan elemen pemanasan. Air menjadi lembut atau, untuk pemahaman yang lebih baik, dilembutkan.

Kaedah fizikal berikut dibezakan:

• penggunaan medan magnet;
• menggunakan medan elektrik;
• rawatan ultrasonik;
• kaedah terma;
• penggunaan nadi arus titik rendah.

Medan magnet

Pelembutan air tanpa reagen menggunakan medan magnet mempunyai banyak nuansa. Kecekapan dicapai hanya jika peraturan tertentu dipatuhi:

• kelajuan tertentu aliran air;
• kekuatan medan terpilih;
• komposisi ion dan molekul air tertentu;
• suhu air masuk dan keluar;
• masa pemprosesan;
• tekanan atmosfera;
• tekanan air, dsb.

Menukar sebarang parameter memerlukan konfigurasi semula lengkap keseluruhan sistem. Maklum balas mesti segera. Walaupun kesukaran mengawal parameter, pelembutan air magnetik digunakan di bilik dandang.

Tetapi melembutkan air di rumah menggunakan medan magnet hampir mustahil. Jika anda ingin membeli magnet untuk saluran paip, fikirkan bagaimana anda akan memilih dan memastikan parameter yang diperlukan.

Menggunakan Ultrasound

Ultrasound membawa kepada peronggaan - pembentukan gelembung gas. Kemungkinan pertemuan ion magnesium dan kalsium meningkat. Pusat penghabluran tidak muncul di permukaan paip, tetapi di lajur air.

Apabila melembutkan air panas dengan ultrasound, kristal tidak mencapai saiz yang diperlukan untuk pemendapan - skala tidak terbentuk pada permukaan pertukaran haba.

Selain itu, getaran frekuensi tinggi berlaku, yang menghalang pembentukan plak: ia menangkis kristal dari permukaan.

Getaran lenturan memudaratkan lapisan skala yang terbentuk. Ia mula pecah menjadi kepingan yang boleh menyumbat saluran. Sebelum menggunakan ultrasound, perlu membersihkan permukaan dari skala.

Denyutan elektromagnet

Pelembut air berasaskan nadi elektromagnet bebas reagen mengubah cara garam menghablur. Impuls elektrik dinamik dengan ciri yang berbeza dicipta. Mereka pergi sepanjang wayar penggulungan pada paip. Kristal itu berbentuk rak panjang, yang sukar dilekatkan pada permukaan pertukaran haba.

Semasa pemprosesan, karbon dioksida dibebaskan, yang melawan limescale sedia ada dan membentuk filem pelindung pada permukaan logam.

Pelembutan haba

Ini adalah kali pertama seseorang mendengar tentang kaedah ini. Tapi sebenarnya semua orang dah guna sejak kecil. Inilah air mendidih yang biasa kita dengar.

Semua orang telah menyedari bahawa selepas air mendidih, mendakan garam kekerasan terbentuk. Kopi atau teh diperbuat daripada air yang lebih lembut daripada air paip.

Berapa lama masa yang diperlukan untuk mendidih? Ia mudah: dengan peningkatan suhu dan kesannya, garam kekerasan menjadi kurang larut dan mendakan lebih banyak. Semasa proses pemanasan, karbon dioksida dibebaskan. Lebih cepat ia menyejat, lebih banyak plak batu kapur terbentuk. Penutup yang tertutup rapat menghalang pembebasan karbon dioksida, dan dalam bekas terbuka cecair cepat menyejat.

Apabila menggunakan pelembut haba, biarkan penutup bekas terbuka sedikit. Ia juga perlu memastikan kawasan maksimum pemendapan garam untuk mempercepatkan pelembutan air minuman.

Dengan kekerasan sehingga 4 mEq/l, pelembutan terma tidak diperlukan: garam akan mendap lebih perlahan daripada penyejatan air. Air yang tinggal akan mempunyai kepekatan yang meningkat bagi banyak kekotoran.

Pelembutan air merujuk kepada proses penyingkiran kation kekerasan daripadanya, i.e. Ca dan Mg. Pelembutan air dilakukan menggunakan kaedah berikut:

1) pelembutan haba, berdasarkan pemanasan air, penyulingan atau pembekuan;

2) reagen, di mana ion kekerasan yang terdapat dalam air diikat oleh pelbagai reagen menjadi sebatian yang hampir tidak larut;

3) pertukaran ion, berdasarkan penapisan air lembut melalui bahan khas yang menukar ion natrium atau hidrogen yang termasuk dalam komposisinya untuk kation kalsium dan magnesium;

4) dialisis;

5) digabungkan, mewakili pelbagai kombinasi kaedah yang disenaraikan.

Pilihan kaedah pelembutan air ditentukan oleh kualitinya, kedalaman pelembutan yang diperlukan dan pertimbangan teknikal dan ekonomi.

Kaedah terma melembutkan air.

Adalah dinasihatkan untuk digunakan apabila menggunakan air karbonat yang digunakan untuk memberi makan dandang tekanan rendah, serta digabungkan dengan kaedah reagen pelembut air. Ia berdasarkan peralihan keseimbangan karbon dioksida apabila air dipanaskan ke arah pembentukan kalsium karbonat

Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓+CO 2 + H 2 O

Keseimbangan dianjak disebabkan oleh penurunan keterlarutan CO 2 yang disebabkan oleh peningkatan suhu dan tekanan. Mendidih boleh mengeluarkan CO 2 sepenuhnya dan dengan itu mengurangkan kekerasan karbonat dengan ketara. Di samping itu, kekerasan yang ditentukan oleh kalsium sulfat dikurangkan. Walau bagaimanapun, adalah tidak mungkin untuk membuang sepenuhnya kekerasan ini, kerana kalsium karbonat masih larut dalam air (18 mg/l). Pelembut haba digunakan untuk kaedah ini. Masa tinggal air di dalamnya adalah 30-45 minit.

Kaedah pelembutan reagen.

Ia adalah berdasarkan rawatan air dengan reagen yang membentuk sebatian kurang larut Mg(OH) 2, CaCO 3, Ca 3 (PO 4) 2 dan lain-lain dengan kalsium dan magnesium, diikuti dengan pemisahan mereka dalam penjernih. Kapur, abu soda, natrium dan barium hidroksida dan bahan lain digunakan sebagai reagen.

Pelembutan air dengan pengapuran digunakan untuk kekerasan tinggi karbonat dan bukan karbonat rendah. Kapur digunakan sebagai reagen, yang dimasukkan dalam bentuk penggantungan ke dalam air yang telah dipanaskan. Apabila dibubarkan, kapur memperkayakan air dengan ion OH - dan Ca +2, yang membawa kepada pengikatan CO 2 yang larut dalam air untuk membentuk CO 3 -2 dan peralihan HCO 3 kepada CO 2.

CO 2 + 2 OH - →CO 3 -2 + H 2 O; HCO3 - +OH - → CO 3 –2 + H 2 O

Peningkatan kepekatan CO 3 –2 dalam air yang dirawat dan kehadiran ion Ca + 2 di dalamnya, dengan mengambil kira yang diperkenalkan dengan kapur, membawa kepada pemendakan CaCO 3.

Ca +2 + CO 3 –2 → CaCO 3 ↓.

Untuk mempercepatkan proses, pembekuan digunakan serentak dengan pengapuran.

Dos kapur ditentukan oleh formula:

D i = 28([CO 2 ] /22 +2 F k - [Ca +2 ]/20 + D k /e k + 0.5)

D k – dos koagulan, e – jisim setara bahan aktif koagulan,

Ungkapan D k / e k - diambil dengan tanda - jika koagulan diperkenalkan sebelum kapur dan + jika bersama atau selepas.

Pelembutan air yang lebih mendalam boleh dicapai dengan memanaskannya, menambah reagen berlebihan - pemendakan, dan mewujudkan sentuhan antara air yang dilembutkan dan sedimen yang terbentuk sebelum ini.

Phosphating digunakan untuk melembutkan air. Kekerasan baki dikurangkan kepada 0.02-0.03 mg*eq/l. Fosfat juga mencapai kestabilan air yang lebih besar, mengurangkan kesan menghakisnya pada saluran paip logam dan menghalang mendapan karbonat pada permukaan dalaman dinding paip. Natrium heksametafosfat dan natrium tripolifosfat digunakan sebagai reagen fosfat. Kaedah pelembutan fosfat menggunakan trisodium fosfat adalah kaedah reagen yang paling berkesan. Kimia proses diterangkan oleh persamaan:

3Ca(HCO 3) 2 /3 Mg(HCO 3) 2 + 2 Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 / Mg 3 (PO 4) 2 +6 NaHCO 3.

Pelembutan fosfat dilakukan dengan memanaskan air hingga 105–150 0 C. Mendakan yang terhasil Ca 3 (PO 4) 2 dan telaga Mg 3 (PO 4) 2 menyerap koloid dan asid silisik daripada air lembut, jadi kaedah ini digunakan untuk menyediakan air suapan untuk dandang tekanan sederhana dan tinggi.

Pelembutan air melalui dialisis.

Dialisis ialah kaedah mengasingkan bahan terlarut yang berbeza dengan ketara dalam berat molekul. Ia adalah berdasarkan kadar resapan yang berbeza bagi bahan-bahan ini melalui membran separa telap yang memisahkan larutan pekat dan cair. Dialisis dijalankan dalam peranti membran dengan membran nitro- dan selulosa asetat. Keberkesanan membran separa telap ditentukan oleh nilai selektiviti dan kebolehtelapan air yang tinggi, yang mesti dikekalkan dalam tempoh operasi yang panjang.

Rawatan air magnet.

Pada masa ini, rawatan air magnet berjaya digunakan untuk memerangi pembentukan skala dan kerak. Intipatinya terletak pada tindakan medan magnet pada ion garam yang larut dalam air. Di bawah pengaruh medan magnet, polarisasi dan ubah bentuk ion berlaku, disertai dengan penurunan penghidratan mereka, meningkatkan kemungkinan pendekatan mereka dan pembentukan pusat penghabluran. Intipati kaedah ini ialah apabila air melintasi garisan daya magnet, pembentuk skala dilepaskan bukan pada permukaan pemanasan, tetapi dalam jisim air. Sedimen longgar yang terhasil dikeluarkan dengan meniup.

Pelembutan air melalui kationisasi.

Intipati pertukaran ion terletak pada keupayaan penukar ion untuk menyerap ion positif dan negatif daripada air sebagai pertukaran dengan jumlah ion penukar ion yang setara. Proses rawatan air menggunakan kaedah pertukaran ion, yang menghasilkan pertukaran kation, dipanggil kationisasi.

Penukar kation membengkak dalam air dan meningkatkan isipadu. Tenaga kemasukan pelbagai kation ke dalam penukar kation mengikut magnitud aktiviti dinamiknya boleh dicirikan oleh siri berikut:

Na< NН 4+ < К + < Мg +2 < Са +2 < Аl +3

E p = (Q* F i)/(a*h к), di mana Ж dan – kekerasan air; Q – jumlah air lembut, m3;

a – kawasan penapis pertukaran kation, m2; h k – ketinggian lapisan penukar kation, m.

Tempoh operasi penapis ditentukan oleh formula:

T k = E r * h k / V k * F i. di mana Vk ialah kadar penapisan air.

Penukar kation organik digunakan dalam teknologi rawatan air. Mereka mengandungi kumpulan aktif kimia berfungsi, H + daripadanya boleh digantikan oleh kation lain: amina kuaterner NH 3 OH, kumpulan sulfo HSO 3, kumpulan karboksil COOH. Kumpulan HSO 3 mempunyai sifat berasid yang kuat, dan COOH mempunyai sifat berasid yang lemah. Bergantung kepada kandungan kumpulan berfungsi, penukar kation dibahagikan kepada asid lemah dan berasid kuat. Asid kuat menukar kation dalam persekitaran beralkali, neutral dan berasid, asid lemah menukar kation hanya dalam persekitaran beralkali. Kualiti penukar kation dicirikan oleh sifat fizikalnya, rintangan kimia dan haba, dan kapasiti pertukaran kerja. Komposisi pecahan mencirikan sifat operasi penukar kation. Kapasiti pertukaran kerja bergantung pada jenis kation yang diekstrak, nisbah garam dalam air lembut, pH, ketinggian lapisan penukar kation, isipadu penapis, mod operasi, dan penggunaan khusus reagen penjanaan semula.

Kationisasi natrium.

Kaedah ini digunakan untuk melembutkan air dengan kandungan pepejal terampai n/b 8 mg/l dan warna n/b 30 0. Kekerasan air dikurangkan dengan kationisasi satu peringkat kepada 0.05–0.1, dengan kationisasi dua peringkat – kepada 0.01 mg *eq/l. Proses kationisasi natrium diterangkan oleh persamaan berikut:

2 Na[K] + Ca(HCO 3) 2 / Mg(HCO 3) 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 +2 NaHCO 3

2 Na[K] + CaCl 2 / Mg Cl 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 + 2 NaCl, dengan [K] ialah matriks polimer tidak larut.

Selepas kapasiti pertukaran kerja penukar kation habis, ia kehilangan keupayaannya untuk melembutkan air dan mesti dijana semula.

Proses pelembutan air menggunakan penapis pertukaran kation terdiri daripada operasi berikut:

Menapis air melalui lapisan resin penukar kation sehingga kekerasan maksimum yang dibenarkan dalam turasan dicapai;

Melonggarkan lapisan penukar kation dengan aliran air yang menaik;

Mengeringkan kusyen air untuk mengelakkan pencairan larutan penjanaan semula;

Penjanaan semula resin pertukaran kation dengan menapis penyelesaian yang sesuai;

Mencuci penukar kation.

Pilihan kaedah ditentukan oleh keperluan untuk air lembut, sifat air sumber dan pertimbangan teknikal dan ekonomi. Penjanaan semula dilakukan dengan larutan natrium klorida 5% dalam jumlah larutan 1.2 m 3 setiap 1 m 3 resin, kemudian jumlah sisa dalam bentuk larutan 8%. Proses penjanaan semula diterangkan oleh tindak balas berikut:

Ca[K] 2 / Mg[K] 2 + 2 NaCl↔2 Na[K] + CaCl 2 / Mg Cl 2

Natrium klorida digunakan kerana ketersediaannya, kos rendah, dan juga kerana ia menghasilkan garam CaCl 2 dan MgCl 2 yang sangat larut, yang mudah dikeluarkan dengan larutan penjanaan semula dan air.

Pelembutan air pertukaran kation hidrogen-natrium.

Rawatan air dengan kationisasi H adalah berdasarkan penapisan melalui lapisan penukar kation yang mengandungi hidrogen sebagai ion pertukaran.

2 H[K] + Ca(HCO 3) 2 / Mg(HCO 3) 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 +2H 2 O +CO 2

2 H[K] + NaCl↔2 Na[K] + HCl; 2 Н[К] + Na 2 SO 4 ↔2 Na[К] + Н 2 SO 4

Semasa kationisasi H air, pHnya berkurangan dengan ketara disebabkan oleh asid yang terbentuk dalam turasan. CO2 yang dibebaskan semasa kationisasi H boleh disingkirkan dengan penyahgasan dan asid mineral akan kekal dalam larutan dalam kuantiti yang setara dengan kandungan SO 4 -2 dan Cl - dalam air sumber. Daripada tindak balas di atas adalah jelas bahawa kealkalian air tidak berubah semasa pertukaran ion. Oleh itu, dengan mencampurkan turasan berasid secara berkadar selepas penapis pertukaran kation H dengan turasan alkali selepas penapis pertukaran Na-kation, anda boleh mendapatkan air lembut dengan kealkalian yang berbeza. Ini adalah intipati dan kelebihan H-Na – kationisasi. Selari, berjujukan dan bercampur Н-Nа – kationisasi digunakan. Secara selari, 1 bahagian air melalui penapis pertukaran Na-cation, yang lain melalui penapis pertukaran H-cation. Air yang terhasil dicampur dalam perkadaran sedemikian sehingga kealkalian tidak melebihi 0.4 mg*eq/l. Dengan penapisan berurutan, sebahagian daripada air disalurkan melalui penapis pertukaran N-kation, kemudian dicampur dengan air yang lain dan disalurkan ke penapis pertukaran Na-cation. Ini memungkinkan untuk menggunakan kapasiti pertukaran penukar kation H dengan lebih sepenuhnya dan mengurangkan penggunaan asid untuk penjanaan semula. Kationisasi campuran dijalankan dalam satu penapis, dimuatkan di bahagian atas dengan penukar kation H, dan di bahagian bawah dengan penukar Na-kation.

Ramai orang telah mendengar tentang melembutkan air keras dan cuba memesan pelembut untuk rawatan air mereka. Adakah ini sangat penting dan perlu?

Norma fisiologi kekerasan dinyatakan dalam SanPiN 2.1.4.1116-02 untuk air botol dan dari 1.5 hingga 3.5 mmol/l. Perkakas rumah memerlukan air yang lebih lembut untuk mengelakkan pembentukan skala.

Terdapat dua jenis kekerasan:
Karbonat (sementara)- dipanggil kerana ia dihapuskan dengan mendidih.
Bukan karbonat (kekal)- dipanggil kerana apabila mendidih, kekerasan tidak disingkirkan, tetapi apabila disejat, sedimen putih muda, sedikit larut seperti kalsium atau magnesium sulfat terbentuk dalam bentuk skala pada dinding bejana Garam MgCl2, CaCl2, MgSO4 yang terkandung dalam air dengan kekerasan yang berterusan menyebabkan pengakisan struktur keluli dan mempercepatkan haus dan lusuh peralatan pemanas dan pemanasan air Apabila air keras digunakan untuk peralatan pemanas air dan peralatan pemanas, skala terbentuk daripada kalsium dan magnesium karbonat, gipsum dan garam lain skala menjadikannya sukar untuk memanaskan air dan menyebabkan peningkatan dalam penggunaan elektrik dan bahan api.

Dalam air keras, daging, sayur-sayuran, dan bijirin tidak masak dengan baik, dan teh tidak diseduh dengan baik. Apabila mencuci kain (seperti semasa mencuci rambut anda), sebatian tidak larut yang terbentuk dimendapkan pada permukaan benang dan secara beransur-ansur memusnahkan gentian.

Pelembutan air ialah proses penyingkiran kation kekerasan daripadanya, i.e. kalsium dan magnesium.

Kaedah terma adalah berdasarkan memanaskan air pada suhu di atas takat didihnya, menyuling atau membekukannya untuk menghilangkan kalsium karbonat dan magnesium karbonat. Oleh kerana penggunaan kaedah ini, kekerasan sisa air tidak lebih daripada 0.7 mmol/l. Oleh itu, kaedah terma digunakan untuk keperluan teknikal, khususnya apabila menggunakan air yang digunakan untuk memberi makan dandang tekanan rendah, serta digabungkan dengan kaedah reagen.

Apabila melembutkan air kaedah reagen mereka menggunakan reagen yang, apabila berinteraksi dengan kalsium dan magnesium, membentuk sebatian yang kurang larut dengan pemisahan seterusnya dalam iluminator, tangki pemendapan lapisan nipis dan penapis pencahayaan. Kapur, abu soda, natrium dan barium hidroksida dan bahan lain digunakan sebagai reagen pemendakan. Pilihan reagen bergantung pada kualiti sumber air dan keadaan penggunaannya selanjutnya. Apabila menggunakan kaedah reagen, kekerasan air sisa akan menjadi sehingga 0.7 mg/l. Selaras dengan cadangan "Kod dan Peraturan Bangunan" (SN dan P), kaedah reagen digunakan terutamanya untuk melembutkan air permukaan, apabila penjelasan air juga diperlukan.

Pelembutan air berdasarkan kadar resapan yang berbeza bagi bahan-bahan ini melalui membran separa telap, mengasingkan larutan pekat dan cair. Pelembutan air melalui dialisis dijalankan dalam peranti membran dengan membran filem nitro- dan selulosa asetat. Hasil daripada menggunakan kaedah ini, kekerasan air sisa akan menjadi sehingga 0.01 mg/l dan ke bawah. Sisi negatif kaedah dialisis ialah kos tinggi peranti membran.

Rawatan air magnet- Biasa digunakan untuk memerangi pembentukan skala. Intipati kaedah ini ialah apabila air melintasi garisan daya magnet, pembentuk skala dilepaskan bukan pada permukaan pemanasan, tetapi dalam jisim air. Sedimen longgar (enapcemar) yang terhasil dikeluarkan dengan meniup.

Menerima aplikasi praktikal yang terbaik kaedah pertukaran ion pelembutan air. Intipati kaedah pertukaran ion terletak pada keupayaan bahan penukar ion (penukar ion) untuk menyerap ion positif atau negatif daripada air sebagai pertukaran dengan jumlah ion penukar ion yang setara. Bergantung pada komposisi, terdapat penukar kation mineral dan organik, yang, seterusnya, dibahagikan kepada bahan asal semula jadi dan buatan. Dalam teknologi rawatan air, penukar kation organik asal tiruan, yang dipanggil resin pertukaran ion, digunakan secara meluas. Kualiti resin penukar ion dicirikan oleh sifat fizikalnya, rintangan kimia dan haba, kapasiti kerja, dll. Dalam pemasangan pelembut air, resin penukar ion digunakan berdasarkan penggunaan resin penukar kation dalam bentuk Na dan anion. pertukaran resin dalam bentuk Cl, i.e. menggunakan kaedah pengionan natrium-klorin. Kaedah ini terdiri daripada peringkat berikut: kationisasi natrium dan kationisasi klorin. Pada peringkat kationisasi natrium, ion kalsium dan magnesium, yang memberikan kekerasan air, digantikan oleh ion natrium.

Akibatnya, air yang dirawat menjadi lembut, dan kalsium dan magnesium membentuk polimer tidak larut. Apabila air kation natrium disalurkan melalui anoion klorin, tindak balas pertukaran anion yang terkandung dalam air terkation Na untuk ion klorin berlaku dan kealkalian air terawat berkurangan. Untuk memulihkan sifat resin pertukaran ion (penjanaan semula), larutan garam meja digunakan. Oleh itu, pelembutan air yang mendalam dicapai (sehingga 0.03 ... 0.05 mmol/l). Apabila menggunakan kaedah pengionan natrium-klorin, hanya satu reagen yang digunakan - garam meja, tiada perlindungan kakisan diperlukan untuk peralatan, saluran paip dan kelengkapan khas, jumlah peralatan dikurangkan, dan kawalan operasi dan operasi unit pelembut air dipermudahkan. Hasilnya ialah peningkatan kebolehpercayaan dan pengurangan kos pelembut air. Hanya minum yang lembut ini sepanjang masa

Terdapat kepercayaan yang meluas bahawa air dari akuifer dalam boleh dimakan tanpa penyediaan terlebih dahulu. Sesungguhnya, air dari mereka jauh lebih bersih daripada air yang tinggi, bagaimanapun, ia juga mengandungi kekotoran, kehadirannya boleh menjejaskan kesihatan manusia dan operasi peralatan secara negatif. Untuk memahami isu ini secara terperinci, mari hubungi pakar bahagian sistem rawatan air syarikat BIICS.

Air adalah pelarut yang sangat baik. Bersentuhan secara berterusan dengan batu, ia tepu dengan bahan-bahan dari mana batuan ini tersusun. Dari masa ke masa, sejumlah besar sebatian terkumpul. Komposisi air bergantung kepada jenis batuan yang dilalui oleh akuifer. Moscow dan rantau Moscow dicirikan oleh kandungan garam kekerasan karbonat dan sebatian besi yang tinggi.

Penggunaan jangka panjang air dengan kekerasan yang meningkat membawa kepada deposit calculi dalam buah pinggang (batu), apabila bersentuhan kulit dan rambut menjadi kering. Semasa pemanasan, sebatian mendakan, membentuk salutan keras yang sukar ditanggalkan. Elemen pemanasan menjadi tidak boleh digunakan, paip dan hos tersumbat, dan kadar haus bahagian yang bergerak peralatan meningkat.

Melebihi kekerasan boleh ditentukan:

• secara visual: pembentukan plak pada lekapan paip dan elemen pemanasan (dalam cerek, pada elemen pemanasan mesin basuh dan mesin basuh pinggan mangkuk, dandang);
• secukup rasa: berbanding dengan air botol dengan kekerasan yang diketahui;
• pada berbuih: dalam air keras kurang buih terbentuk dan penggunaan detergen lebih tinggi;
• dalam makmal.

Pelembutan air ialah pengurangan dalam kepekatan garam kekerasan dan membawa penunjuk ini kepada nilai yang disyorkan.

Piawaian kekerasan air

Bergantung kepada kepekatan garam kekerasan, air dibahagikan kepada:

• lembut - kandungan garam tidak lebih daripada 2 mEq/l;
• normal - kandungan garam dalam 2 - 4 mEq/l;
• kandungan garam keras dalam julat 4 - 6 mEq/l;
• kekerasan tinggi - kandungan garam melebihi 6 mEq/l.

Piawaian Rusia yang mengawal kualiti air minuman menetapkan nilai had kepekatan garam kekerasan pada tahap 7.0 mEq/l. Walaupun WHO menetapkan penunjuk ini pada 2.5 mEq/L, EEC telah menggunakan piawaian 2.9 mEq/L. Oleh itu, adalah dibenarkan untuk membekalkan air yang sangat keras sebagai air paip minuman di Rusia, dua kali melebihi cadangan WHO.

Kaedah melembutkan air

terma

Dalam erti kata lain - mendidih. Apabila suhu meningkat, kalsium bikarbonat larut (sebatian paling biasa yang menyebabkan kekerasan) terurai kepada kalsium karbonat dan karbon dioksida tidak larut. Bahagian tidak larut memendakan dan gas tersejat. Mendidih sebahagiannya mengurangkan kepekatan kalsium sulfat. Kaedah terma adalah yang paling mudah diakses di rumah, tetapi bukan yang paling mudah dan mempunyai produktiviti yang rendah. Di samping itu, ia tidak sesuai untuk sebatian magnesium.

Membran

Untuk melembutkan air dengan cara ini, membran molekul digunakan yang membenarkan hanya zarah air melaluinya, menghilangkan kebanyakan kekotoran (sehingga 98%). Beginilah cara penapis osmosis terbalik berfungsi.

Tidak perlu minum air yang tercemar demi beberapa garam yang kononnya bermanfaat yang juga terkandung di dalamnya. Adalah lebih baik untuk menyuburkan badan anda dengan bahan yang sama, tetapi terdapat dalam makanan biasa. Sebenarnya, manusia menghabiskan seluruh hidupnya dengan mengambil mereka dalam roti, susu, daging, ikan, sayur-sayuran dan buah-buahan. Sebagai contoh, segelas susu mengandungi ratusan kali lebih banyak kalsium sahaja daripada segelas air paip. Dalam sesetengah kes, mineralizer dipasang untuk menyediakan air minuman dengan cara ini.

Kimia (reagen)

Intipati kaedah ini adalah untuk menukar sebatian larut kepada yang tidak larut. Untuk ini, pelbagai reagen digunakan bergantung pada dominasi garam satu jenis atau yang lain di dalam air. Untuk garam jenis karbonat, kapur, sebatian natrium, soda dan sebatian sintetik seperti trisodium fosfat digunakan. Akibatnya, air menjadi lembut, tetapi kerana kehadiran reagen ia tidak boleh dimakan sebagai makanan.

Magnet

Air dipengaruhi oleh induksi medan magnet yang berterusan. Melepasi medan magnet mengubah struktur garam kekerasan. Molekul berhenti bersambung apabila dipanaskan dan tidak membentuk mendakan, dan juga melonggarkan lapisan skala sedia ada, yang larut dalam air. Kaedah ini tidak mengurangkan kepekatan garam, tetapi menghalang pemendapan mereka sebagai sedimen. Air ini sangat sesuai untuk tujuan domestik: paip, peralatan pam dan elemen pemanasan akan bertahan lebih lama. Air boleh dilembutkan dengan berkesan menggunakan magnet hanya dalam jumlah kecil dan kelajuan aliran tidak lebih tinggi daripada 0.5 m/s. Pelembut magnet juga mengurangkan kandungan besi.

Elektromagnet

Ia adalah versi magnet yang lebih baik dengan perbezaan bahawa garam berlebihan bukan sahaja kehilangan keupayaan untuk mendakan, tetapi juga dikeluarkan melalui bah ke dalam pembetung.

Pertukaran ion

Intipati kaedah ini adalah untuk menggantikan ion kalsium dan magnesium dengan ion natrium, sebatian yang larut dan tidak mempunyai kesan negatif terhadap kesihatan dan peralatan.

Sistem pembersihan air minuman moden sering menggabungkan beberapa kaedah, yang bergantung pada analisis air dari telaga. Pakar rawatan air boleh membantu anda menentukan jenis pelembut yang diperlukan untuk situasi anda. Untuk telaga artesis di rantau Moscow, di mana karbonat mendominasi, adalah disyorkan untuk memasang pelembut air jenis pertukaran ion.

Secara struktur, peranti itu adalah bekas plastik, di mana resin pertukaran ion polimer dituangkan dalam bentuk butiran, mampu melepaskan ion natrium dan menyerap ion kalsium dan magnesium. Air yang memasuki silinder perlahan-lahan melalui resin di mana tindak balas penggantian berlaku. Apabila kepekatan ion natrium dalam resin menurun, proses pencucian dan penjanaan semula mesti dijalankan. Sebuah tangki garam disambungkan ke silinder untuk tujuan ini, dari mana larutan natrium klorida dibekalkan. Proses ini dikawal oleh unit kawalan automatik. Semasa membilas, bekalan air lembut dihentikan, jadi penjanaan semula diprogramkan pada waktu malam. Jika air dikumpulkan secara berterusan, disyorkan untuk memasang dua silinder dan memulakan penjanaan semula secara bergantian. Secara berkala, secara purata setiap 3-4 tahun, resin mesti ditukar, kerana bilangan kitaran pemulihannya adalah terhad. Prestasi sistem bergantung kepada isipadu pemuatan dalam silinder.

Artikel itu disediakan dengan penyertaan pakar dari jabatan sistem rawatan air tapak