Обескремнивание воды (стр. 1 из 2). Обескремнивание воды
Обескремнивание воды - Журнал АКВА-ТЕРМ
М. Иванов, к. х. н.
При длительном нагреве воды на поверхности различных материалов образуется накипь, являющаяся результатом химических реакций с участием растворимых примесей, которые переходят в нерастворимое состояние. В состав накипи входят карбонаты кальция и магния, а также сульфаты и хлориды этих же катионов. Кроме того, в накипи присутствуют продукты коррозии железа и меди, а также силикаты кальция и магния
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Состав накипи влияет на ее прочность и степень сложности ее удаления. Наиболее легко удаляются карбонат кальция и гидроокись магния, несколько сложнее – продукты коррозии и наносные шламы, содержащие оксиды железа. Один из самых трудноудаляемых видов отложений – накипь, в состав которой входят силикаты – соединения кремния. Они являются постоянным компонентом примесей в природных водах. Обычно в поверхностных и артезианских водах общее содержание примесей кремния меняется от 1 до 30 мг/л.
Основной источник поступления соединений кремния в природную воду – растворимые продукты различных минералов, особенно алюмосиликатов. При воздействии на них воды с примесью двуокиси углерода происходит вымывание кремниевой кислоты.
Кроме кислого гидролиза натуральных силикатов, источником поступления в природные воды соединений кремния является разложение биомассы наземных и водных растительных организмов. Помимо этого, повышение содержания данного вида примесей происходит в результате загрязнения окружающей среды отходами предприятий, производящих керамические, цементные и стекольные изделия, силикатные краски, вяжущие материалы и кремнийорганические каучуки.
Примеси соединений кремния, встречающиеся в воде, находятся в растворенном или коллоидном состоянии, а их основные компоненты – производные орто- (h5SiO4) и метакремниевой (h3SiO3) кислот. По степени диссоциации в воде такие соединения относятся к категории очень слабых кислот. Наиболее сильная из них – ортокремниевая кислота, которая диссоциирует по схеме:
h5SiO4 = (h4SiO4)- + Н+.
Несмотря на низкую степень диссоциации, кремниевая кислота образует соли с кальцием, магнием, железом и алюминием – силикаты. Стоит отметить, что двух- и трехзамещенные силикаты кальция после затвердевания превращаются в очень прочный материал – присутствие подобных компонентов в накипи приводит к увеличению ее прочности и трудности удаления.
Кремниевая кислота в коллоидном состоянии способна к самопроизвольному образованию полимерных соединений:
O О Н
// /
HO- (-Si - O - )n- OH или HO- (-Si - O - )n- OH ,
\
О Н
где n – степень полимеризации.
Степень полимеризации таких соединений определяется содержанием соединений кремния в воде, степенью минерализации воды, а также величиной рН. Так, в нейтральной среде кремниевая кислота находится преимущественно в мономерном состоянии, а доля поликремниевой кислоты составляет всего 0,1 % от всего содержания кремниевых соединений. В то же время в щелочной среде при рН = 10 доля полимерных соединений возрастает до 58,5 %.
Вид коллоидного состояния соединений кремния определяется их соотношением с водой. Так, если на одну молекулу двуокиси кремния в коллоидном состоянии приходится около 300 молекул воды, то образуется гель. В случае если содержание воды понижается до 30–40 молекул – появляется твердый продукт, образующий при нагреве хрупкое рыхлое вещество (ксерогель). Данное вещество, имеющее большую удельную поверхность, которая может достигать 800 м2/г, обладает сильной адсорбцией к различным веществам. Эти гели поглощают различные частицы, не вступая с ними в химическое взаимодействие, и образуют прочные системы за счет своего связующего действия.
Находясь в воде в коллоидном состоянии, соединения кремния могут оседать на твердых поверхностях. На нагретых поверхностях процесс оседания и гелеобразования идет быстрее. С течением времени гель уплотняется и захватывает из водной фазы механические примеси и некоторые растворенные вещества. При этом соединения кремния играют роль цементирующего компонента. Накипь, образованная в присутствии соединений кремния, обладает повышенной прочностью, что затрудняет ее удаление.
Кроме того, соединения кремния в воде могут принимать участие в химическом взаимодействии. Так, кремниевая кислота может взаимодействовать с катионами железа, находящимися в степени окисления +3, и быть совершенно инертной по отношению к ионам железа со степенью окисления +2. В результате такого химического взаимодействия появляются устойчивые коллоидные образования, которые не удаляются ни фильтрованием, ни отстаиванием. Склонность кремневой кислоты к такому химическому взаимодействию значительным образом затрудняет очистку воды от примесей железа. Это связано с тем, что распространенные методы удаления примесей железа при водоподготовке заключаются в окислении примесей железа по реакции:
Fe+ 2 ----------à Fe+ 3.
Обычно, в отсутствие примесей кремния, соединения железа переходят в осадок и легко удаляются, а при их наличии такая стадия очистки значительно теряет свою эффективность.
Примеси соединений кремния негативно влияют на фильтрующие среды, являющиеся катализатором окисления соединений железа. Одни из наиболее распространенных видов катализаторов для окисления примесей железа – «зеленые» или «черные» пески, действующим началом в которых является двуокись марганца, нанесенная на сыпучий фильтрационный материал.
Однако присутствие кремниевой кислоты в определенных концентрациях блокирует активные центры такого катализатора, а вследствие этого – снижает выход продуктов окисления. Взаимодействие аниона кремниевой кислоты с пленкой катализатора (двуокись марганца) приводит к образованию коллоидного вещества, легко смываемого с носителя потоком воды. В итоге происходит разрушение катализатора.
Обычно удаление примесей соединения кремния не выделяют при водоподготовке в отдельную стадию, а проводят совместно с удалением других примесей, например, с процессом умягчения и последующим осаждением образованного осадка. Поэтому и реактивы, используемые для этой цели, подобны.
Достаточно часто для удаления соединений кремния из воды используют такой доступный и дешевый продукт, как гашеная известь. Этот реагент, представляющий собой сильное основание – Са(ОН)2, взаимодействует с кремниевой кислотой, в результате чего происходит образование нерастворимого силиката кальция. Практика показывает, что введение в воду гашеной извести позволяет снизить содержание примесей кремния в пересчете на анион SiO32- до 0,3–0,5 мг/л.
Другим распространенным способом, позволяющим снизить содержание примесей кремния, является обработка воды магнезитом, обожженным при 1000 0С. В процессе такого прокаливания магнезит превращается в оксид магния (каустическая магнезия):
MgСО3 t = 1000 оC à MgO + СО2.
Обработка воды оксидом магния приводит к его превращению в гидроокись (MgO + Н2O ---à Mg(OH)2),которая затем взаимодействует с h3SiO3, переводя ее в осадок. Введение каустической магнезии в обрабатываемую воду с температурой до 40 0С в количестве 10–15 мг на 1 мг h3SiO3, позволяет снизить содержание примесей кремния до 1–1,5 мг/л. При повышенной температуре процесс удаления примесей кремния протекает более интенсивно. Так, при температуре 98 °С остаточное содержание этого вида примесей уже составляет всего лишь 0,25 мг/л.
Аналогичные химические процессы протекают и при обработке воды обожженным доломитом – CaMg(CO3)2. После прокаливания этот минерал превращается в смесь оксидов кальция и магния, которые, взаимодействуя с водой, превращаются в соответствующие гидроокиси, реагирующие с кислотным остатком кремниевой кислоты. При использовании данного реагента в холодной воде удается добиться остаточного содержания примесей соединений кремния около 2 мг/л, а при обработке воды с температурой чуть ниже 100 °C концентрация этих примесей составляет примерно 0,2 мг/л.
В ряде случаев удаление соединений кремния проводится на стадии осветления и обесцвечивания. Такие процедуры на очистных сооружениях осуществляются при коагуляции взвешенных и коллоидных соединений. Довольно часто для этих целей используют соединения алюминия или соли железа (3). Образующаяся хлопьевидная масса гидрооксида алюминия или гидроокиси железа захватывает частицы примесей, находящиеся в коллоидном состоянии или растворенном виде. Так, при очистке воды от соединений кремния с помощью коагуляции эффективный расход солей железа (3) составляет около 2 мг на миллиграмм удаляемой кремниевой кислоты. При использовании соединений алюминия наиболее распространенными реагентами являются алюминат натрия и сульфат алюминия. Причем наиболее эффективный осадитель – алюминат натрия, который вводится в очищаемую воду в концентрации 10–15 мг/л.
Помимо вышеперечисленных коагулянтов применяются и другие, например, «Гидро-Икс». В основном он содержит крахмал и полиальгинат натрия. Крахмал в этой композиции играет роль коагулянта, вызывая осаждение широкого круга примесей. Другой компонент этого препарата – полиальгинат натрия, представляющий собой натриевую соль альгиновых кислот.
Собственно альгиновые кислоты плохо растворяются в воде, но их натриевые соли легко растворяются и образуют вязкие растворы, которые являются флокулянтами. Действие коагулянта сводится к частичному укрупнению частиц, а флокулянт ускоряет процессы образования хлопьев и осаждения.
Удаление соединений кремния может осуществляться и посредством ионного обмена. Необходимо отметить, что при этом способе происходит наиболее полное удаление данного вида примесей. Так, ионный обмен позволяет достичь остаточного содержания примесей в пределах 0,02–0,05 мг/л.
Как показали практические наблюдения, наиболее эффективный способ удаления примесей связан с применением ионитов смешанного действия, которые представляют собой смесь катионита в Н-форме и ОН-анионита.
Многие марки ионообменных смол не могут применяться при температуре очищаемой воды свыше 30 °С. Это требование связано с техническими возможностями многих ионообменных материалов. Впрочем, данная задача может быть решена посредством охлаждения воды, из которой необходимо удалить соединения кремния. Конечно, такое ограничение не может быть преградой для использования ионного обмена при удалении примесей кремния. Однако по причине сложности процесса данное техническое решение применяют редко.
Удаление из воды соединения кремния может осуществляться также с помощью мембранного метода, имеющего, однако, существенный недостаток. Как показали исследования по обессоливанию воды с высокой минерализацией, на поверхности мембраны происходит полимеризация соединений кремния, переход их в коллоидное состояние. Это приводит к забиванию пор мембраны и, в конечном счете, снижает скорость фильтрации.
Подписи к картинкам:
R1 – Фильтр смешанного действия («ТЭКО-Фильтр»)
Сканированная картинка – Анионит АВ-17-8, использующийся для удаления из воды силикатов («Химимпэкс»)
R2 – Обратный осмос («Энергоэкосервис»)
Опубликовано: 05 декабря 2008 г.
вернуться назад
Читайте так же:
aqua-therm.ru
Обескремнивание воды
Министерство образования Российской Федерации
Ижевский государственный технический университет
Реферат
на тему:
Обескремнивание воды
Выполнил: Князев К.П.
студент гр. 1-50-8
Проверил: преподаватель
Татура А.Е.
Ижевск, 2009 г.
При длительном нагреве воды на поверхности различных материалов образуется накипь, являющаяся результатом химических реакций с участием растворимых примесей, которые переходят в нерастворимое состояние. В состав накипи входят карбонаты кальция и магния, а также сульфаты и хлориды этих же катионов. Кроме того, в накипи присутствуют продукты коррозии железа и меди, а также силикаты кальция и магния
Состав накипи влияет на ее прочность и степень сложности ее удаления. Наиболее легко удаляются карбонат кальция и гидроокись магния, несколько сложнее – продукты коррозии и наносные шламы, содержащие оксиды железа. Один из самых трудноудаляемых видов отложений – накипь, в состав которой входят силикаты – соединения кремния. Они являются постоянным компонентом примесей в природных водах. Обычно в поверхностных и артезианских водах общее содержание примесей кремния меняется от 1 до 30 мг/л.
Основной источник поступления соединений кремния в природную воду – растворимые продукты различных минералов, особенно алюмосиликатов. При воздействии на них воды с примесью двуокиси углерода происходит вымывание кремниевой кислоты.
Кроме кислого гидролиза натуральных силикатов, источником поступления в природные воды соединений кремния является разложение биомассы наземных и водных растительных организмов. Помимо этого, повышение содержания данного вида примесей происходит в результате загрязнения окружающей среды отходами предприятий, производящих керамические, цементные и стекольные изделия, силикатные краски, вяжущие материалы и кремнийорганические каучуки.
Примеси соединений кремния, встречающиеся в воде, находятся в растворенном или коллоидном состоянии, а их основные компоненты – производные орто- (h5SiO4) и метакремниевой (h3SiO3) кислот. По степени диссоциации в воде такие соединения относятся к категории очень слабых кислот. Наиболее сильная из них – ортокремниевая кислота, которая диссоциирует по схеме:
h5SiO4 = (h4SiO4)
+ Н 
Несмотря на низкую степень диссоциации, кремниевая кислота образует соли с кальцием, магнием, железом и алюминием – силикаты. Стоит отметить, что двух- и трехзамещенные силикаты кальция после затвердевания превращаются в очень прочный материал – присутствие подобных компонентов в накипи приводит к увеличению ее прочности и трудности удаления.
Кремниевая кислота в коллоидном состоянии способна к самопроизвольному образованию полимерных соединений:
O О Н
// /
HO- (-Si - O - )n- OH или HO- (-Si - O - )n- OH ,
О Н
где n – степень полимеризации.
Степень полимеризации таких соединений определяется содержанием соединений кремния в воде, степенью минерализации воды, а также величиной рН. Так, в нейтральной среде кремниевая кислота находится преимущественно в мономерном состоянии, а доля поликремниевой кислоты составляет всего 0,1 % от всего содержания кремниевых соединений. В то же время в щелочной среде при рН = 10 доля полимерных соединений возрастает до 58,5 %.
Вид коллоидного состояния соединений кремния определяется их соотношением с водой. Так, если на одну молекулу двуокиси кремния в коллоидном состоянии приходится около 300 молекул воды, то образуется гель. В случае если содержание воды понижается до 30–40 молекул – появляется твердый продукт, образующий при нагреве хрупкое рыхлое вещество (ксерогель). Данное вещество, имеющее большую удельную поверхность, которая может достигать 800 м2/г, обладает сильной адсорбцией к различным веществам. Эти гели поглощают различные частицы, не вступая с ними в химическое взаимодействие, и образуют прочные системы за счет своего связующего действия.
Находясь в воде в коллоидном состоянии, соединения кремния могут оседать на твердых поверхностях. На нагретых поверхностях процесс оседания и гелеобразования идет быстрее. С течением времени гель уплотняется и захватывает из водной фазы механические примеси и некоторые растворенные вещества. При этом соединения кремния играют роль цементирующего компонента. Накипь, образованная в присутствии соединений кремния, обладает повышенной прочностью, что затрудняет ее удаление.
Кроме того, соединения кремния в воде могут принимать участие в химическом взаимодействии. Так, кремниевая кислота может взаимодействовать с катионами железа, находящимися в степени окисления +3, и быть совершенно инертной по отношению к ионам железа со степенью окисления +2. В результате такого химического взаимодействия появляются устойчивые коллоидные образования, которые не удаляются ни фильтрованием, ни отстаиванием. Склонность кремневой кислоты к такому химическому взаимодействию значительным образом затрудняет очистку воды от примесей железа. Это связано с тем, что распространенные методы удаления примесей железа при водоподготовке заключаются в окислении примесей железа по реакции:
Fe
----------à Fe
Обычно, в отсутствие примесей кремния, соединения железа переходят в осадок и легко удаляются, а при их наличии такая стадия очистки значительно теряет свою эффективность.
Примеси соединений кремния негативно влияют на фильтрующие среды, являющиеся катализатором окисления соединений железа. Одни из наиболее распространенных видов катализаторов для окисления примесей железа – «зеленые» или «черные» пески, действующим началом в которых является двуокись марганца, нанесенная на сыпучий фильтрационный материал.
Однако присутствие кремниевой кислоты в определенных концентрациях блокирует активные центры такого катализатора, а вследствие этого – снижает выход продуктов окисления. Взаимодействие аниона кремниевой кислоты с пленкой катализатора (двуокись марганца) приводит к образованию коллоидного вещества, легко смываемого с носителя потоком воды. В итоге происходит разрушение катализатора.
Обычно удаление примесей соединения кремния не выделяют при водоподготовке в отдельную стадию, а проводят совместно с удалением других примесей, например, с процессом умягчения и последующим осаждением образованного осадка. Поэтому и реактивы, используемые для этой цели, подобны.
Достаточно часто для удаления соединений кремния из воды используют такой доступный и дешевый продукт, как гашеная известь. Этот реагент, представляющий собой сильное основание – Са(ОН)2, взаимодействует с кремниевой кислотой, в результате чего происходит образование нерастворимого силиката кальция. Практика показывает, что введение в воду гашеной извести позволяет снизить содержание примесей кремния в пересчете на анион SiO32- до 0,3–0,5 мг/л.
Другим распространенным способом, позволяющим снизить содержание примесей кремния, является обработка воды магнезитом, обожженным при 1000 0С. В процессе такого прокаливания магнезит превращается в оксид магния (каустическая магнезия):
MgСО3 t= 1000
Cà MgO + СО2. Обработка воды оксидом магния приводит к его превращению в гидроокись (MgO + Н2O ---à Mg(OH)2),которая затем взаимодействует с h3SiO3, переводя ее в осадок. Введение каустической магнезии в обрабатываемую воду с температурой до 40
С в количестве 10–15 мг на 1 мг h3SiO3, позволяет снизить содержание примесей кремния до 1–1,5 мг/л. При повышенной температуре процесс удаления примесей кремния протекает более интенсивно. Так, при температуре 98 °С остаточное содержание этого вида примесей уже составляет всего лишь 0,25 мг/л. Аналогичные химические процессы протекают и при обработке воды обожженным доломитом – CaMg(CO3)2. После прокаливания этот минерал превращается в смесь оксидов кальция и магния, которые, взаимодействуя с водой, превращаются в соответствующие гидроокиси, реагирующие с кислотным остатком кремниевой кислоты. При использовании данного реагента в холодной воде удается добиться остаточного содержания примесей соединений кремния около 2 мг/л, а при обработке воды с температурой чуть ниже 100 °C концентрация этих примесей составляет примерно 0,2 мг/л.
В ряде случаев удаление соединений кремния проводится на стадии осветления и обесцвечивания. Такие процедуры на очистных сооружениях осуществляются при коагуляции взвешенных и коллоидных соединений. Довольно часто для этих целей используют соединения алюминия или соли железа (3). Образующаяся хлопьевидная масса гидрооксида алюминия или гидроокиси железа захватывает частицы примесей, находящиеся в коллоидном состоянии или растворенном виде. Так, при очистке воды от соединений кремния с помощью коагуляции эффективный расход солей железа (3) составляет около 2 мг на миллиграмм удаляемой кремниевой кислоты. При использовании соединений алюминия наиболее распространенными реагентами являются алюминат натрия и сульфат алюминия. Причем наиболее эффективный осадитель – алюминат натрия, который вводится в очищаемую воду в концентрации 10–15 мг/л.
Помимо вышеперечисленных коагулянтов применяются и другие, например, «Гидро-Икс». В основном он содержит крахмал и полиальгинат натрия. Крахмал в этой композиции играет роль коагулянта, вызывая осаждение широкого круга примесей. Другой компонент этого препарата – полиальгинат натрия, представляющий собой натриевую соль альгиновых кислот.
mirznanii.com
Обескремнивание воды
Министерство образования Российской Федерации
Ижевский государственный технический университет
Реферат
на тему:
Обескремнивание воды
Выполнил: Князев К.П.
студент гр. 1-50-8
Проверил: преподаватель
Татура А.Е.
Ижевск, 2009 г.
При длительном нагреве воды на поверхности различных материалов образуется накипь, являющаяся результатом химических реакций с участием растворимых примесей, которые переходят в нерастворимое состояние. В состав накипи входят карбонаты кальция и магния, а также сульфаты и хлориды этих же катионов. Кроме того, в накипи присутствуют продукты коррозии железа и меди, а также силикаты кальция и магния
Состав накипи влияет на ее прочность и степень сложности ее удаления. Наиболее легко удаляются карбонат кальция и гидроокись магния, несколько сложнее – продукты коррозии и наносные шламы, содержащие оксиды железа. Один из самых трудноудаляемых видов отложений – накипь, в состав которой входят силикаты – соединения кремния. Они являются постоянным компонентом примесей в природных водах. Обычно в поверхностных и артезианских водах общее содержание примесей кремния меняется от 1 до 30 мг/л.
Основной источник поступления соединений кремния в природную воду – растворимые продукты различных минералов, особенно алюмосиликатов. При воздействии на них воды с примесью двуокиси углерода происходит вымывание кремниевой кислоты.
Кроме кислого гидролиза натуральных силикатов, источником поступления в природные воды соединений кремния является разложение биомассы наземных и водных растительных организмов. Помимо этого, повышение содержания данного вида примесей происходит в результате загрязнения окружающей среды отходами предприятий, производящих керамические, цементные и стекольные изделия, силикатные краски, вяжущие материалы и кремнийорганические каучуки.
Примеси соединений кремния, встречающиеся в воде, находятся в растворенном или коллоидном состоянии, а их основные компоненты – производные орто- (h5SiO4) и метакремниевой (h3SiO3) кислот. По степени диссоциации в воде такие соединения относятся к категории очень слабых кислот. Наиболее сильная из них – ортокремниевая кислота, которая диссоциирует по схеме:
h5SiO4 = (h4SiO4)
+ Н Несмотря на низкую степень диссоциации, кремниевая кислота образует соли с кальцием, магнием, железом и алюминием – силикаты. Стоит отметить, что двух- и трехзамещенные силикаты кальция после затвердевания превращаются в очень прочный материал – присутствие подобных компонентов в накипи приводит к увеличению ее прочности и трудности удаления.
Кремниевая кислота в коллоидном состоянии способна к самопроизвольному образованию полимерных соединений:
O О Н
// /
HO- (-Si - O - )n- OH или HO- (-Si - O - )n- OH ,
О Н
где n – степень полимеризации.
Степень полимеризации таких соединений определяется содержанием соединений кремния в воде, степенью минерализации воды, а также величиной рН. Так, в нейтральной среде кремниевая кислота находится преимущественно в мономерном состоянии, а доля поликремниевой кислоты составляет всего 0,1 % от всего содержания кремниевых соединений. В то же время в щелочной среде при рН = 10 доля полимерных соединений возрастает до 58,5 %.
Вид коллоидного состояния соединений кремния определяется их соотношением с водой. Так, если на одну молекулу двуокиси кремния в коллоидном состоянии приходится около 300 молекул воды, то образуется гель. В случае если содержание воды понижается до 30–40 молекул – появляется твердый продукт, образующий при нагреве хрупкое рыхлое вещество (ксерогель). Данное вещество, имеющее большую удельную поверхность, которая может достигать 800 м2/г, обладает сильной адсорбцией к различным веществам. Эти гели поглощают различные частицы, не вступая с ними в химическое взаимодействие, и образуют прочные системы за счет своего связующего действия.
Находясь в воде в коллоидном состоянии, соединения кремния могут оседать на твердых поверхностях. На нагретых поверхностях процесс оседания и гелеобразования идет быстрее. С течением времени гель уплотняется и захватывает из водной фазы механические примеси и некоторые растворенные вещества. При этом соединения кремния играют роль цементирующего компонента. Накипь, образованная в присутствии соединений кремния, обладает повышенной прочностью, что затрудняет ее удаление.
Кроме того, соединения кремния в воде могут принимать участие в химическом взаимодействии. Так, кремниевая кислота может взаимодействовать с катионами железа, находящимися в степени окисления +3, и быть совершенно инертной по отношению к ионам железа со степенью окисления +2. В результате такого химического взаимодействия появляются устойчивые коллоидные образования, которые не удаляются ни фильтрованием, ни отстаиванием. Склонность кремневой кислоты к такому химическому взаимодействию значительным образом затрудняет очистку воды от примесей железа. Это связано с тем, что распространенные методы удаления примесей железа при водоподготовке заключаются в окислении примесей железа по реакции:
Fe
----------à FeОбычно, в отсутствие примесей кремния, соединения железа переходят в осадок и легко удаляются, а при их наличии такая стадия очистки значительно теряет свою эффективность.
Примеси соединений кремния негативно влияют на фильтрующие среды, являющиеся катализатором окисления соединений железа. Одни из наиболее распространенных видов катализаторов для окисления примесей железа – «зеленые» или «черные» пески, действующим началом в которых является двуокись марганца, нанесенная на сыпучий фильтрационный материал.
Однако присутствие кремниевой кислоты в определенных концентрациях блокирует активные центры такого катализатора, а вследствие этого – снижает выход продуктов окисления. Взаимодействие аниона кремниевой кислоты с пленкой катализатора (двуокись марганца) приводит к образованию коллоидного вещества, легко смываемого с носителя потоком воды. В итоге происходит разрушение катализатора.
Обычно удаление примесей соединения кремния не выделяют при водоподготовке в отдельную стадию, а проводят совместно с удалением других примесей, например, с процессом умягчения и последующим осаждением образованного осадка. Поэтому и реактивы, используемые для этой цели, подобны.
Достаточно часто для удаления соединений кремния из воды используют такой доступный и дешевый продукт, как гашеная известь. Этот реагент, представляющий собой сильное основание – Са(ОН)2, взаимодействует с кремниевой кислотой, в результате чего происходит образование нерастворимого силиката кальция. Практика показывает, что введение в воду гашеной извести позволяет снизить содержание примесей кремния в пересчете на анион SiO32- до 0,3–0,5 мг/л.
Другим распространенным способом, позволяющим снизить содержание примесей кремния, является обработка воды магнезитом, обожженным при 1000 0С. В процессе такого прокаливания магнезит превращается в оксид магния (каустическая магнезия):
MgСО3 t= 1000Cà MgO + СО2. Обработка воды оксидом магния приводит к его превращению в гидроокись (MgO + Н2O ---à Mg(OH)2),которая затем взаимодействует с h3SiO3, переводя ее в осадок. Введение каустической магнезии в обрабатываемую воду с температурой до 40
С в количестве 10–15 мг на 1 мг h3SiO3, позволяет снизить содержание примесей кремния до 1–1,5 мг/л. При повышенной температуре процесс удаления примесей кремния протекает более интенсивно. Так, при температуре 98 °С остаточное содержание этого вида примесей уже составляет всего лишь 0,25 мг/л. Аналогичные химические процессы протекают и при обработке воды обожженным доломитом – CaMg(CO3)2. После прокаливания этот минерал превращается в смесь оксидов кальция и магния, которые, взаимодействуя с водой, превращаются в соответствующие гидроокиси, реагирующие с кислотным остатком кремниевой кислоты. При использовании данного реагента в холодной воде удается добиться остаточного содержания примесей соединений кремния около 2 мг/л, а при обработке воды с температурой чуть ниже 100 °C концентрация этих примесей составляет примерно 0,2 мг/л.
В ряде случаев удаление соединений кремния проводится на стадии осветления и обесцвечивания. Такие процедуры на очистных сооружениях осуществляются при коагуляции взвешенных и коллоидных соединений. Довольно часто для этих целей используют соединения алюминия или соли железа (3). Образующаяся хлопьевидная масса гидрооксида алюминия или гидроокиси железа захватывает частицы примесей, находящиеся в коллоидном состоянии или растворенном виде. Так, при очистке воды от соединений кремния с помощью коагуляции эффективный расход солей железа (3) составляет около 2 мг на миллиграмм удаляемой кремниевой кислоты. При использовании соединений алюминия наиболее распространенными реагентами являются алюминат натрия и сульфат алюминия. Причем наиболее эффективный осадитель – алюминат натрия, который вводится в очищаемую воду в концентрации 10–15 мг/л.
Помимо вышеперечисленных коагулянтов применяются и другие, например, «Гидро-Икс». В основном он содержит крахмал и полиальгинат натрия. Крахмал в этой композиции играет роль коагулянта, вызывая осаждение широкого круга примесей. Другой компонент этого препарата – полиальгинат натрия, представляющий собой натриевую соль альгиновых кислот.
mirznanii.com
Обескремнивание вод - часть 2
Доза извести, мг/л,
Время контакта реагента с водой назначают 60 ... 90 мин. Оптимальная температура процесса обескремнивания 40°С, однако установлено, что при температуре воды выше 120... 130 °С эффект обескремнивания повышается до 0,3 ... 0,5 мг/л, а расход реагентов и время нахождения воды в осветлителе сокращаются вдвое.
Фильтрационное обескремнивание воды
При фильтрационном методе обескремнивания воды фильтры загружаются магнезиальными сорбентами (полуобожженным доломитом, а также специальным сорбентом, получаемым обработкой измельченного каустического магнезита соляной кислотой), активированным оксидом алюминия, бокситами. Технология получения магнезиального сорбента следующая: смесь каустического магнезита с соляной кислотой или хлоридом магния, имеющую консистенцию теста, высушивают при температуре 80...100°С, измельчают и просеивают. Полученный магнезиальный сорбент представляет собой зерна светло-серого цвета крупностью 0,5... 1,5 мм. Массовое отношение Mg/Clв сорбенте примерно составляет 1,5 : 1, а его насыпная масса 0,75 ... 0,85 т/м3. Сущность обескремнивания воды фильтрованием через такой сорбент заключается в образовании мало растворимого в воде силиката магния.
При высоте слоя сорбента в фильтре 3,4... 4,0 м, температуре воды до 40...50°С и скорости фильтрования до 10 м/ч, содержание кремниевой кислоты в воде снижается до 0,1 ... ... 0,3 мг/л. Один кубометр сорбента поглощает до полного истощения 90 кг Si02.
Недостаток метода заключается в необходимости через каждые шесть месяцев (при среднем содержании в исходной воде до 10 мг/л SiO3) менять загрузку фильтра, поскольку сорбент не регенерируется.
Большой практический интерес представляет использование активированного оксида алюминия и бокситов в качестве загрузки обеекремнивающего фильтра. При скорости фильтрования 5 ... 6 м/ч слой сорбента толщиной 1,5 м снижает содержание кремниевой кислоты до 0,1... 0,5 мг/л. Фильтр регенерируется 0,1%-ным раствором щелочи. За один цикл 1 м3 активированного оксида алюминия поглощает из воды 10 ... 12 кг Si032-. Большое преимущество фильтрационного метода заключается в компактности установок и простоте их обслуживания.
Обескремнивание воды анионитами
Анионитовый метод обескремнивания воды в цикле ионитового обессоливания с сильноосновными анионитами обеспечивает снижение концентрации кремнекислых соединений до 0,03 ... 0,05 мг/л.
Сущность анионитового метода обескремнивания и одновременного обессоливания воды заключается в следующем: воду пропускают через Н-катионитовые фильтры, где из нее извлекаются катионы Ca(II), Mg(II), К(1) и Na(I). Затем вода проходит через фильтры со слабоосновным анионитом, где она избавляется от анионов сильных кислот (S042~, Cl~, N02~). После дегазации воды для удаления из нее оксида углерода (IV) ее пропускают через фильтры с сильноосновным анионитом, где удаляется слабая кремниевая кислота. Для получения воды с общим содержанием соли менее 1 мг/л, в том числе с общим содержанием кремниевой кислоты менее 0,03 мг/л, применяют трехступенчатые схемы ионирования. К недостаткам этого метода следует отнести его сравнительно высокую стоимость,
Рис. 22.3. Схема обескремнивания воды фторидным методом.
1 — бак с раствором фторида натрия; 2 — насос-дозатор; 3, 10 — подача исходной и отвод обессоленной и декремнизированной воды; 4 — водород-катионитовый фильтр; 5 — эжектор; 6, 7 — бак с раствором щелочи исерной кислоты; 8 — ОН-анионитовый фильтр; 9 — дегазатор
что объясняется большим расходом едкого натра на регенерацию и быстрым уменьшением в процессе эксплуатации кремне- емкости высокоосновных анионитов. Это вынуждает заменять их через каждые 1,5 ... 2 года.
Фторидный метод обескремнивания воды (рис. 22.3) специальными реагентами дает возможность использовать слабоосновные аниониты. Этот метод состоит в том, что дозируемые в обрабатываемую воду плавиковая кислота или фторид натрия переводят кремниевую кислоту в сильную кремнефтористоводородную, которая достаточно полно поглощается слабоосновными анионитами:
Электрохимическое декремнизирование воды
Обескремнивание воды при электролизе растворимым алюминиевым анодом основано на способности образующегося в процессе электролиза гидроксида алюминия сорбировать соединения кремния. Как показали исследования П. П. Строкача, наиболее эффективно данный процесс протекает при неглубоком обескремнивании воды, т. е. при снижении концентрации Si02 на 60... 80%. В этом случае при расходе алюминия 2... ... 3 г/м3 и потреблении электроэнергии 0,01 ...0,02 кВт*ч/м3 концентрация Si02 уменьшается в 2 раза.
Это открывает реальные перспективы использования данного метода при подготовке воды для глубокого обескремнивания и обессоливания ионообменными и сорбционными методами.
При небольших расходах обрабатываемой воды метод может использоваться и для глубокого обескремнивания, однако, в этом случае требуется повышенный расход алюминия и электроэнергии. Например, для полного обескремнивания воды, содержащей 40 мг/л Si02 при плотности тока 2 мА/см2, расход алюминия составляет 50 г/м3, а расход электроэнергии — 0,6 кВт*ч/м3.
На процесс обескремнивания воды электрохимическим методом влияют рН воды, ее солевой состав, плотность тока и другие факторы. Наиболее эффективно вода обескремнивается при рН=6,5 ... 9,0, плотности тока 1 ... 2 мА/см2 и в гидрокарбо- натнохлоридных средах с небольшим содержанием сульфатов (рис. 22.4) и (рис. 22.5). .
Рис. 22.4. Зависимость эффекта обескремнивания воды (1) от величины рН (2) при плотности тока- 2 мА/см2 и дозе алюминия 20 мг/л
Рис. 22.5. Влияние плотности тока и расхода алюминия на эффект обескремнивания воды:
1 — плотность тока 10; 2 — 2; 3 — 0,5 мА/см2
ЛИТЕРАТУРА
Алексеев Л. С., Гладков В. А. Улучшение качества мягких вод. М., Стройиздат, 1994 г.
Алферова Л. А., Нечаев А. П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М., 1984.
Аюкаев Р. И., Мельцер В. 3. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды. Л., 1985.
Вейцер Ю. М., Мииц Д. М. Высокомоллекуляриые флокулянты в процессах очистки воды. М., 1984.
Егоров А. И. Гидравлика напорных трубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях. М., 1984.
Журба М. Г. Очистки воды на зернистых фильтрах. Львов, 1980.
mirznanii.com
Обескремнивание вод - Информация
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
ОБЕСКРЕМНИВАНИЕ ВОД
Основы технологии удаления из воды кремниевой кислоты
В подземных водах содержание кремниевой кислоты достигает половины их общего анионного состава. Концентрация кремниевой кислоты в воде равнинных рек обычно значительно ниже, чем в воде горных рек. Формы присутствия в воде кремниевой кислоты варьируются от коллоидной до ионно-дисперсной в зависимости от ее температуры, рН и от соотношения различных примесей воды.,
Воду, содержащую кремниевую кислоту, нельзя использовать для питания котлов высокого и сверхвысокого давления, в химико-фармацевтической промышленности, при производстве капрона и текстиля, при переработке цветных металлов.
Кремниевая кислота является основным компонентом сложных силикатных накипей (до 50% кремниевой кислоты, до 30% оксидов железа, меди и алюминия и до 10% оксида натрия), которые способны отлагаться на стенках котлов и теплообменных аппаратов. Кремниевая кислота образует накипи с катионами кальция, магния, натрия, железа, аммония. Силикатная накипь обладает низким коэффициентом теплопроводности и поэтому существенно снижает теплотехнические показатели работы котлов и теплообменных аппаратов.
Таким образом, вода, содержащая кремниевую кислоту, осложняет и ухудшает работу котлов, турбин, а также различных теплообменных аппаратов, понижает качество продукции ряда производств, поэтому при ее использовании для указанных целей необходимо произвести предварительное обескремнивание воды. Глубина обескремнивания питательной воды для котлов зависит от их рабочего давления, температуры и конструкции. Содержание кремниевой кислоты в добавочной воде обычно до 0,05 ... 0,1 мг/л (считая по Si032-).
Соли кремниевой кислоты достаточно хорошо растворимы в воде. Наименее растворимы в воде силикаты марганца, цинка, кадмия и кальция. Использование солей этих металлов в технологии обескремнивания воды неэкономично из-за больших расходов осадителя. Кремниевая кислота хорошо сорбируется на хлопьях гидроксидов магния, железа и алюминия. Как показали результаты исследований О. Н. Шемякиной и В. А. Клячко, кремниевая кислота не извлекается из воды в результате обменной адсорбции на слабоосновных анионитах, а средне- и сильноосновными анионитами сорбируется при отсутствии в воде сильных и слабых кислот (особенно угольной).
Обескремнивание воды достигается: осаждением известью; сорбцией гидроксидами железа, алюминия, оксидом или гидроксидом магния; фильтрованием через магнезиальный сорбент; ионным обменом и электрокоагулированием.
Очевидно, что выбор метода обескремнивания воды зависит от предъявляемых к ней требований и экономических показателей.
При обескремнивании воды температурой 98С осаждением известью и при значительном избытке осадителя содержание кремниевой кислоты может быть снижено до 0,4 ... 0,5 мг/л, а сорбцией гидроксидами алюминия и железа до 1,5... 2 мг/л. При обескремнивании воды, нагретой до 40 С, сорбцией гидроксидом магния или каустическим-магнезитом достигается снижение соединений кремния в ней до 0,8...1,2 мг/л, а при подогреве воды до 120С до 0,25... 0,5 мг/л. При обескремнивании воды фильтрованием через магнезиальный сорбент остаточное содержание кремниевой кислоты снижается до 0,1 ... 0,2 мг/л.
Наиболее глубокое обескремнивание воды достигается в цикле ее ионитового обессоливания: до 0,05... 0,01 мг/л. Однако этот метод является наиболее дорогостоящим.
Сорбционное обескремнивание воды
Обескремнивание воды известью основано на небольшой растворимости силиката кальция. При наличии в исходной воде 10... 12 мг/л кремниевой кислоты остаточное содержание ее в обработанной воде составляет 6... 8 мг/л. С избытком извести и повышением температуры глубина обескремнивания возрастает. Так, если подлежащую обескремниванию воду нагреть в каскадном подогревателе до температуры 80...90С и насытить известью в сатураторе (рис. 22.1), то при этом выпадают в осадок гидроксид магния, сорбирующий SiO32-, силикат и карбонат кальция. Вода обескремнивается и частично умягчается.
Осветляют воду фильтрованием, избыток гидроксида кальция удаляют декарбонизацией в скрубберах продувкой очищенными дымовыми газами. Образующийся при этом осадок
В очищенной воде содержится 0,35 ... 0,50 мг/л Si032-, солей жесткости не более 0,01 мг-экв/л, щелочность не превышает 0,3 мг-экв/л. Углекислота удаляется из воды и происходит частичное разложение гидрокарбонатов.
Обескремнивание воды солями железа основано на способности хлопьев гидроксида железа (II), образующегося при введении в воду его солей, сорбировать молекулярно-дисперсную и коллоидную кремниевую кислоту.
Установка, используемая для обескремнивания воды сульфатом железа (II) или хлоридом железа (III), состоит из вертикального смесителя, дозаторов реагента и известкового молока, осветлителя, фильтра и насоса для рециркуляции осадка. Благодаря рециркуляции осадка значительно снижается расход коагулянта.
На снижение содержания кремниевой кислоты с 12... 14 до 2 мг/л расходуется 300... 350 мг сульфата железа(II). Оптимальные значения рН (8,5... 9,5) поддерживаются добавлением в воду извести.
Обескремнивание воды солями алюминия основано на их способности сорбировать кремниевую кислоту из раствора. В качестве реагентов применяют алюминат натрия и сульфат алюминия.
Концентрация остаточной кремниевой кислоты при исп?/p>
geum.ru
Обескремнивание вод - Информация
ОБЕСКРЕМНИВАНИЕ ВОД
Основы технологии удаления из воды кремниевой кислоты
В подземных водах содержание кремниевой кислоты достигает половины их общего анионного состава. Концентрация кремниевой кислоты в воде равнинных рек обычно значительно ниже, чем в воде горных рек. Формы присутствия в воде кремниевой кислоты варьируются от коллоидной до ионно-дисперсной в зависимости от ее температуры, рН и от соотношения различных примесей воды.,
Воду, содержащую кремниевую кислоту, нельзя использовать для питания котлов высокого и сверхвысокого давления, в химико-фармацевтической промышленности, при производстве капрона и текстиля, при переработке цветных металлов.
Кремниевая кислота является основным компонентом сложных силикатных накипей (до 50% кремниевой кислоты, до 30% оксидов железа, меди и алюминия и до 10% оксида натрия), которые способны отлагаться на стенках котлов и теплообменных аппаратов. Кремниевая кислота образует накипи с катионами кальция, магния, натрия, железа, аммония. Силикатная накипь обладает низким коэффициентом теплопроводности и поэтому существенно снижает теплотехнические показатели работы котлов и теплообменных аппаратов.
Таким образом, вода, содержащая кремниевую кислоту, осложняет и ухудшает работу котлов, турбин, а также различных теплообменных аппаратов, понижает качество продукции ряда производств, поэтому при ее использовании для указанных целей необходимо произвести предварительное обескремнивание воды. Глубина обескремнивания питательной воды для котлов зависит от их рабочего давления, температуры и конструкции. Содержание кремниевой кислоты в добавочной воде обычно до 0,05 ... 0,1 мг/л (считая по Si032-).
Соли кремниевой кислоты достаточно хорошо растворимы в воде. Наименее растворимы в воде силикаты марганца, цинка, кадмия и кальция. Использование солей этих металлов в технологии обескремнивания воды неэкономично из-за больших расходов осадителя. Кремниевая кислота хорошо сорбируется на хлопьях гидроксидов магния, железа и алюминия. Как показали результаты исследований О. Н. Шемякиной и В. А. Клячко, кремниевая кислота не извлекается из воды в результате обменной адсорбции на слабоосновных анионитах, а средне- и сильноосновными анионитами сорбируется при отсутствии в воде сильных и слабых кислот (особенно угольной).
Обескремнивание воды достигается: осаждением известью; сорбцией гидроксидами железа, алюминия, оксидом или гидроксидом магния; фильтрованием через магнезиальный сорбент; ионным обменом и электрокоагулированием.
Очевидно, что выбор метода обескремнивания воды зависит от предъявляемых к ней требований и экономических показателей.
При обескремнивании воды температурой 98С осаждением известью и при значительном избытке осадителя содержание кремниевой кислоты может быть снижено до 0,4 ... 0,5 мг/л, а сорбцией гидроксидами алюминия и железа до 1,5... 2 мг/л. При обескремнивании воды, нагретой до 40 С, сорбцией гидроксидом магния или каустическим-магнезитом достигается снижение соединений кремния в ней до 0,8...1,2 мг/л, а при подогреве воды до 120С до 0,25... 0,5 мг/л. При обескремнивании воды фильтрованием через магнезиальный сорбент остаточное содержание кремниевой кислоты снижается до 0,1 ... 0,2 мг/л.
Наиболее глубокое обескремнивание воды достигается в цикле ее ионитового обессоливания: до 0,05... 0,01 мг/л. Однако этот метод является наиболее дорогостоящим.
Сорбционное обескремнивание воды
Обескремнивание воды известью основано на небольшой растворимости силиката кальция. При наличии в исходной воде 10... 12 мг/л кремниевой кислоты остаточное содержание ее в обработанной воде составляет 6... 8 мг/л. С избытком извести и повышением температуры глубина обескремнивания возрастает. Так, если подлежащую обескремниванию воду нагреть в каскадном подогревателе до температуры 80...90С и насытить известью в сатураторе (рис. 22.1), то при этом выпадают в осадок гидроксид магния, сорбирующий SiO32-, силикат и карбонат кальция. Вода обескремнивается и частично умягчается.
Осветляют воду фильтрованием, избыток гидроксида кальция удаляют декарбонизацией в скрубберах продувкой очищенными дымовыми газами. Образующийся при этом осадок
В очищенной воде содержится 0,35 ... 0,50 мг/л Si032-, солей жесткости не более 0,01 мг-экв/л, щелочность не превышает 0,3 мг-экв/л. Углекислота удаляется из воды и происходит частичное разложение гидрокарбонатов.
Обескремнивание воды солями железа основано на способности хлопьев гидроксида железа (II), образующегося при введении в воду его солей, сорбировать молекулярно-дисперсную и коллоидную кремниевую кислоту.
Установка, используемая для обескремнивания воды сульфатом железа (II) или хлоридом железа (III), состоит из вертикального смесителя, дозаторов реагента и известкового молока, осветлителя, фильтра и насоса для рециркуляции осадка. Благодаря рециркуляции осадка значительно снижается расход коагулянта.
На снижение содержания кремниевой кислоты с 12... 14 до 2 мг/л расходуется 300... 350 мг сульфата железа(II). Оптимальные значения рН (8,5... 9,5) поддерживаются добавлением в воду извести.
Обескремнивание воды солями алюминия основано на их способности сорбировать кремниевую кислоту из раствора. В качестве реагентов применяют алюминат натрия и сульфат алюминия.
Концентрация остаточной кремниевой кислоты при исп
www.studsell.com
Обескремнивание воды
Обескремнивание воды солями железа и алюминатом натрия осуществляется на обычных установках для проведения очистки воды коагулянтами. Магниевые реагенты используются в установках для умягчения. Обычно в этом случае применяется молоко, приготовленное из полуобожженного доломита.[ ...]
Обескремнивание воды известью основано на небольшой растворимости силиката кальция. При наличии в исходной воде 10-12 мг/дм3 кремниевой кислоты остаточное содержание ее в обработанной воде составляет 6-8 мг/ дм3. С избытком извести и повышением температуры воды глубина обескремнивания возрастает. Так, если подлежащую обескремниванию воду нагреть в каскадном подогревателе до 80-90 °С и насытить известью в сатураторе (рис. 3.38), то при этом выпадают в осадок гидроксид магния, сорбирующий силикат и карбонат кальция. Вода обескремнивается и частично умягчается.[ ...]
Обескремнивание воды солями железа основано на способности хлопьев гидроксида железа (II), образующегося при введении в воду его солей, сорбировать молекулярно — дисперсную и коллоидную кремниевую кислоту.[ ...]
Полное обескремнивание воды может быть достигнуто в результате применения анионитового метода. В качестве ионообменного материала применяются сильноосновные аниониты, для эффективного использования которых необходимо, чтобы в обрабатываемой воде содержание сильных кислот и щелочей не превышало 10 мг/л. В противном случае последние подавляют диссоциацию кремнекислоты, в результате чего (эна не вступает в обменную реакцию с анионитом. При помощи сильноосновных анионитов остаточное содержание кремнекислоты можно довести до 0,04- -0,05 мг/л. За межрегенерационный период 1 м3 сильноосновного анионита поглощает 20—40 кг 510,.[ ...]
Полного обескремнивания воды можно достичь фильтрованием ее через сильноосновные аниониты.[ ...]
В случае применения слабых анионитных смол в кислую Н-катионированную воду добавляют фтористоводородную кислоту или в воду перед Н-катионитовыми фильтрами вводят фтористый натрий. Фтористоводородная кислота реагирует с крем-некислотой, образуя сильную кремнефтористоводородную кислоту, которая легко задерживается на анионитных фильтрах.[ ...]
Глубокое обескремнивание воды без предварительного ее подогрева может быть достигнуто совместным применением алюмината натрия и хлористого магния. Остаточное содержание кремнекислоты может быть доведено до 0,3—0,5 мг/л.[ ...]
Эффект обескремнивания воды зависит от дозы реагента, времени контакта взвеси с водой и температуры. В связи с тем что контакт воды со взвешенным осадком должен продолжаться 60—90 мин, в установках для удаления кремнекислоты обычно применяют осветлители типа ЦНИИ МПС с коническим днищем и общей высотой около 10 м. После осветления вода фильтруется через слой дробленого антрацита. После фильтров содержание кремнекислоты в воде несколько ниже, так как часть ее сорбируется в пленке, образуемой вынесенными из осветлителя частицами гидроксида магния.[ ...]
Магнезиальное обескремнивание воды обеспечивает снижение концентрации кремнекислоты до 1,0—1,5 мг/л. Этот метод основан на сорбции кремнекислоты частицами гидроксида магния при pH воды 10,2—10,5 и температуре ее около 35° С. В качестве реагентов применяют каустический магнезит и обожженный доломит.[ ...]
Более глубокое обескремнивание воды до остаточного содержания БЮз-, равного 0,1—0,3 мг/л, достигается фильтрованием ее через слой магнезиального сорбента, рецептура которого разработана во ВНИИ ВОДГЕО. Высокая пористость сорбента увеличивает его кремнеемкость.[ ...]
Наиболее глубокое обескремнивание воды достигается в цикле ее ионитово-го обессоливания — до 0,05-0,01 мг/дм3. Однако этот метод является наиболее дорогостоящим.[ ...]
Затем вода проходит через фильтры со слабоосновным анионитом, где она избавляется от анионов сильных кислот (ЭО/ , С1 , N0 ). После дегазации воды для удаления из нее оксида углерода (IV) ее пропускают через фильтры с сильноосновным анионитом, где удаляется слабая кремниевая кислота. Для получения воды с общим содержанием соли менее 1 мг/дм , в том числе с общим содержанием кремниевой кислоты менее 0,03 мг/дм3, применяют трехступенчатые схемы тонирования. Недостаток этого метода—сравнительно высокая стоимость, что обусловлено большим расходом едкого натра на регенерацию и быстрым уменьшением в процессе эксплуатации крем-неемкости высокоосновных анионитов, в связи, с чем требуется их замена через каждые 1,5-2 года.[ ...]
| Зависимость обескремнивания воды от дозы алюминия |  |
Схема сооружений для обескремнивания воды этим методом аналогична предыдущей. Если допускается содержание взвешенных веществ в воде до 15 мг/ дм3, то вода из осветлителей может непосредственно подаваться потребителю; при необходимости более полного осветления воду пропускают через фильтры с антрацитовой крошкой. Для снижения дозы коагулянта, расход которого обычно составляет 200-400 мг/дм3 принимают рециркуляцию осадка в осветлителе.[ ...]
При фильтрационном методе обескремнивания воды фильтры загружают магнезиальными сорбентами (полуобожженным доломитом, а также специальным сорбентом, получаемым обработкой измельченного магнезита соляной кислотой), активированным оксидом алюминия, бокситами. Сущность процесса обескремнивания воды фильтрованием через слой сорбента заключается в образовании малорастворимого в воде силиката магния. При высоте слоя сорбента в фильтре 3,4-4,0 м, температуре воды до 40-50 °С и скорости фильтрования до 10 м/ч содержание кремниевой кислоты в воде снижается до 0,1-0,3 мг/дм (1 м3 сорбента поглощает до полного истощения 90 кг ЭЮ2).[ ...]
При фильтрационном методе обескремнивания воды фильтры загружаются магнезиальными сорбентами (полуобожженным доломитом, а также специальным сорбентом, полученным обработкой измельченного каустического магнезита соляной кислотой) активированной окисью алюминия, бокситами .[ ...]
| Схема установки для обескремнивания воды фторидным методом при ее обессоливании |  |
Установка, используемая для обескремнивания воды железным купоросом (рис. 364) состоит из смесителя 1, дозаторов железного купороса и известкового молока, вихревой камеры реакции 2, осветлителя 4, фильтра 5 и насоса 3 для рециркуляции осадка. Благодаря рециркуляции осадка значительно снижается расход коагулянта.[ ...]
Вторая ступень обессоливания воды предназначается для обмена катионов и анионов, оставшихся после обработки воды на фильтрах 1-й ступени. Регенерация Н-катионитового фильтра 2-й ступени осуществляется серной или соляной кислотами. Перед подачей воды на анионитовый фильтр 2-й ступени производится удаление свободной угольной кислоты физическими методами. Это необходимо потому, что при обескремнивании воды на сильноосновном анио-нитовом фильтре 2-й ступени идет поглощение угольной кислоты. Это уменьшает обменную емкость фильтра по кремниевой кислоте и увеличивает расход регенерирующего раствора. Обескремнивание воды производится на фильтре, загруженном сильноосновным анионитом АВ-17. Здесь же происходит удаление оставшихся анионов дольной кислоты. Регенерация этого фильтра производится раствором гидроксида натрия.[ ...]
Исследован процесс электрохимического обескремнивания воды в электролизере с алюминиевым анодом [307—3161. Изучено влияние на эффективность процесса величины pH, температуры, дозы алюминия, катионного и анионного состава воды, наличия в ней взвешенных и органических веществ, плотности тока и скорости протока.[ ...]
С увеличением плотности тока эффективность обескремнивания воды уменьшается незначительно. Так, при плотности тока 0,5 мА/см2, (исходная концентрация кремния 40 мг/л и расход алюминия 25 мг/л) остаточное содержание 5Юа составляет 4,6 мг/л, а при 10 мА/см2 — 5,2 мг/л (рис. 371). Однако расход электроэнергии возрастает в 10 раз за счет увеличения напряжения на электродах с 1,5 до 15 В. Приемлемой величиной плотности тока следует считать 1—2 мА/см2, а напряжение на электродах — 2,5—5 В [309].[ ...]
Кроме извести и щелочи (при необходимости), в воду вводят коагулянт (сернокислый алюминий или сернокислое железо). В результате коагуляции и известкования воды происходит некоторое незначительное (на 30— 40%) обескремнивание воды и несколько снижается концентрация растворенных в ней веществ в результате выделения части их в осадок. Для более глубокого удаления из воды кремниевой кислоты, присутствующей в виде иона 5Ю или коллоидной БЮг, одновременно с известью следует вводить в воду окись магния в виде каустического магнезита или обожженного доломита. При этом содержание кремнекислоты в умягченной воде может быть снижено до 0,8—1,5 мг/л.[ ...]
| Влияние плотности тока и расхода алюминия на эффект обескремнивания воды | |
Автор не касается также таких отдельных специфических вопросов, как обезжелезивание и обескремнивание воды, очистка воды от сероводорода и фтора, а также фторирование воды.[ ...]
В процессе обычного содово-известкового реагентного умягчения содержание кремнекислоты в воде снижается на 30—40%. Применение для обескремнивания воды сернокислого окисного железа совместно с известью (pH 9,0—9,5) снижает концентрацию кремнекислоты до 2,5—4,0 мг/л. Удельный расход сернокислого окисного железа равен 7—25 мг на 1 мг удаленной кремнекислоты. Хорошо обескремнивает воду алюминат натрия (оптимальное pH 7,0—7,4). Остаточная кремнекислота при этом составляет 1—2 мг/л. Аналогичных результатов достигают, применяя смеси алюмината натрия и хлорного железа (молекулярное соотношение 1 : 1). Еще лучшие результаты обеспечивают магнезиальные реагенты (окись магния, доломит, магнезит и др.). Остаточное содержание кремнекислоты в этом случае не превышает 0,3— 1,0 мг/л. Расход реагентов на холоде составляет 5—20 мг/л окиси магния на 1 мг удаляемой кремнекислоты, при подогреве воды до 60° расход снижается до 3—5 мг/л.[ ...]
Электрохимический метод имеет следующие преимущества перед реа-гентным: снижение нагрузки на обессоливающие установки, поскольку при его использовании в воду не поступают растворимые соли, а дозируемый алюминий полностью удаляется из воды в процессе ее предварительной очистки [315, 316]. Метод обескремнивания воды в электролизерах с алюминиевым анодом может быть рекомендован для предварительной подготовки воды в схемах водоподготовки на ТЭЦ и других промышленных предприятиях.[ ...]
В тех случаях, когда в умягчительной установке используются осветлители ЦНИИ, смесители и отдельная камера реакции не предусматриваются, так как смешение реагентов с водой и формирование хлопьев осадка происходят в самих осветлителях. При этом осветлитель ЦНИИ-1 используется обычно для осветления воды в процессе известково-содового умягчения, а осветлитель ЦНИИ-2 — при очистке мутных вод. В последнее время разработана конструкция осветлителя ЦНИИ-2-А, пригодная для обработки цветных и мутных вод, а также конструкция осветлителя ЦНИИ-1-А — для умягчения и магнезиального обескремнивания воды. Внешний вид осветлителя ЦНИИ-1-А приведен на рис. 96. Схема видоизмененного осветлителя ЦНИИ, в котором при сохранении реакционного объема высота конструкции уменьшена за счет увеличения диаметра, приведена на рис. 97. В нем вместо смешивающих дырчатых перегородок применен струенаправляющий успокоитель в виде пространственных перегородок [45].[ ...]
Для удаления неорганических форм железа может быть использован также метод ионного обмена с использованием Н-катиони-товых фильтров. Органические формы железа удаляются коагуляцией и действием таких окислителей, как хлор, озон, перманганат калия. Для обезжелезивания воды могут быть использованы железобактерии. Для вод со значительным содержанием железа эффективным методом обезжелезивания служит электрохимическая коагуляция с использованием алюминиевого или стального электрода. Применение этого метода позволяет одновременно проводить осветление, обесцвечивание и обескремнивание воды, способствует снижению окисляемости. Для обезжелезивания воды применяется также и напорная флотация с известкованием (для вод с содержанием железа более 10 мг/л).[ ...]
ru-ecology.info
