Известковый метод (декарбонизация).

Применяется для частичного устранения из воды карбонатной жесткости. Иногда этот метод сочетают с содовым методом или ионообменным (катионитовых).

Химизм процесса:

Известь Са(ОН)₂ в виде известкового молока

                                               Са(ОН)₂+СО₂ = СаСО₃↓+Н₂О                                              (1)

По реакции 1 идет связывание свободной углекислоты СО₂ растворенной в воде.

                                           Са(НСО₃)₂+Са(ОН)₂=2СаСО₃↓+2Н₂О                                         (2)

                                                                присутствует в воде     в большом

                                                                                                               кол-ве

                                   Mg(НСО₃)₂+Са(ОН)₂=МgСО₃+Н₂О+СаСО₃↓                                      (3)

По 2 реакции образуется СаСО­­₃.

                                         MgСО₃+Са(ОН)₂=Мg(ОН)₂+СаСО₃↓                                           (4)

По реакциям 3 и 4 происходит связывание Са²⁺и Mg²⁺.

Доза вводимой извести (Д_и) зависит от соотношения концентрации в воде ионов Са²⁺и жесткости карбонатной (согласно п.5 СНиП 2.04.02-84, приложение 7 стр108).

При соотношении:

а)

, мг/л

б)

, мг/л

 - если коагулянт вводят в воду после извести или одновременно с ней;

 - если коагулянт вводят в воду до извести;

[CO₂] – содержание в воде свободной углекислоты,мгл;

[Ca²⁺] – концентрация ионовСа²⁺ в исходной воде, мг/л;

Д_к – доза коагулянта, мг/л (в качестве коагулянта используется FeCl₃ или FeSO₄).

е_к – эквивалентная масса, мг/мг-экв, для FeCl₃ – 54 мг/мг-экв, для FeSO₄ – 76 мг/мг-экв;

0,3;0,5 – избыток извести для полноты реакции.

 , мг/л

С – количество образующейся при реагентном умягчении воды взвеси, мг/л (с пересчете на сухое вещево).

Для случая а)

б)

m – содержание СаО в технической извести (в товарном продукте), %

Д_и=25-35 мг/л (принимаем ориентировочно).

 

 

Известково-содовый метод.

Основан на введении в воду извести (Са(ОН)₂) и соды (Na₂CO₃). Принимается для карбонатной и некарбонатной жесткости.

Механизм процесса:

1. По реакции (1-4) предыдущего метода при введении извести удаляется карбонатная жесткость и одновременно карбонатная магниевая жесткость переходит в карбонатную кальциевую жесткость.

2. По следующим уравнениям (5) и (6) удаляется кальциевая некарбонатная жесткость.

СаCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaCl                                  (5)

СаSO₄ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + Na₂SO₄                               (6)

Доза извести и соды определяется По СНиП 2.04.02-84, стр.108, п.6, приложение 7.

Остаточная жесткость после умягчения (т.е. после применения извести и соды) должна быть:

Ж_общ = 0,5-1,0 мг-экв/л, а щелочность - Щ = 0,8-1,2 мг-экв/л.

Процесс умягчения этим методом проводят в две стадии:

1) Удаляют из воды органические примеси и большую часть карбонатной жесткости, применяя соли алюминия или железа и извести, тем самым создавая оптимальные условия для протекания процесса коагуляции;

2) Затем вводят в оду соду и остальную часть извести при рН >10,2 (эта среда необходима для удаления магниевой жесткости). Соли алюминия в качестве коагулянта не применяют, т.к. эта соль (Al₂(SO₄)₃) образует растворимые алюминаты, не обеспечивая выделение из воды солей жесткости в виде осадка. Если органические примеси удаляют из воды совместно с умягчением, то в качестве коагулянтов применяют исключительно соли железа (FeSO₄, FeCl₂).Соль алюминия применяют, если устраняется жесткость только карбонатная при условии [Ca²⁺] > [HCO₃^-].

Доза коагулянта определяется по формуле: