Устранение жесткости воды: Способы устранения жесткости воды – смягчение воды

Содержание

Способы устранения жесткости воды – смягчение воды | О воде

В природной воде в разных концентрациях содержатся ионы кальция, магния и других металлов, таких как железо, марганец, алюминий, барий, стронций, цинк, которые определяют жесткость воды – показатель ее качества, имеющий большое значение при использовании воды в быту. Рассмотрим основные способы смягчения воды.

Термоумягчение. Это простое кипячение, в процессе которого гидрокарбонаты кальция и магния, присутствующие в воде, переходят в карбонаты кальция и магния и выпадают в осадок с образованием накипи. Методика проста и находит широкое применение в быту. Однако кипячением можно устранить только временную (карбонатную) жесткость.

Реагентное умягчение. В воду добавляют специальные химические вещества, при этом катионы металлов, определяющие жесткость воды, реагируют с ними с образованием нерастворимых соединений и выпадают в осадок. Один из наиболее распространенных реагентов такого типа – ортофосфат натрия Na3PO4. Он входит в состав многих средств для бытового смягчения воды.

Обратный осмос. Вода проходит через полупроницаемые мембраны с размером пор порядка нескольких нанометров, в результате чего удаляется около 99 % всех ионов, в том числе катионов кальция и магния, что является бесспорным преимуществом данного метода. К недостаткам можно отнести необходимость предварительной подготовки воды, поскольку вода с высоким содержанием мелкодисперсных частиц и органики приведет к быстрому засорению мембраны и ее преждевременному выходу из строя, а также высокую стоимость обратноосмотических установок и предельно низкую степень минерализации получаемой воды. Вода на выходе из обратноосмотической установки является фактически дистиллированной, т. е. не содержит ни вредных, ни полезных для организма человека компонентов. Такая вода считается «мертвой» и не только не приносит никакой пользы здоровью человека с точки зрения минерального состава, но даже может способствовать вымыванию макро- и микроэлементов из организма.

Катионирование. В основе данного метода смягчения лежит процесс взаимодействия воды с гранулированной загрузкой, в результате которого происходит ионный обмен и катионы солей жесткости (Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+) переходят в фазу гранулированного сорбента, а вода обогащается ионами натрия или водорода (Na, H). Метод находит широкое применение в промышленности и в быту и позволяет получить воду жесткостью до 0,01 мг-экв/л. К недостаткам относится ограниченная емкость ионитов в связи с высоким содержанием вышеперечисленных катионов в воде и необходимость частой регенерации фильтрующих загрузок.

Электродиализ. Соли удаляются из жидкости в результате действия электрического поля. Достоинства и недостатки метода те же, что и у обратного осмоса.

Принципы работы некоторых из вышеперечисленных методов лежат в основе работы фильтров БАРЬЕР. Узнайте о них больше в разделе «Продукция».

Способы устранения жесткой воды зависят от ее качества — BWT

Главная

Статьи

О технологиях фильтрации

Способы устранения жесткой воды зависят от ее качества

Статьи

27. 08.2020

На сегодняшний день разработаны различные способы устранения жесткой воды, то есть, ее очищение от солей кальция, магния и других примесей. Источником этих солей является сама матушка природа, потому как подземные воды, проходя через известковые и другие породы, вымывают и растворяют их, вот и получается так, что вода при заборе имеет кучу солей и взвесей. Слишком жесткой вода становится из-за наличия в ней минеральных солей, которые и являются питанием для растений. Человеческому организму тоже необходимы кальций, магний и другие минеральные соли и если они поступают в организм из растений, овощей и фруктов, то они принесут только пользу. А соли, полученные из воды осядут в почках, суставах и принесут кучу неприятностей.

Также нужно знать, что благодаря химическим процессам, которые протекают в земле, сточным водам вредных химических промышленных и энергетических предприятий грунтовые воды насыщаются почти всеми химическими элементами таблицы Менделеева. Вода в каждой скважине обязательно имеет различные примеси, причем в разных местах преобладают те или иные соли, которые и делают ее жесткой. Поэтому, чтобы грамотно применять нужные способы умягчения воды, необходимо лабораторным путем определить какие соли в ней присутствуют. Не поленитесь, сдайте пробу воды из источника в лабораторию, и только тогда, исходя из результатов анализа, можно выбирать систему очистки воды.

Решения BWT для умягчения воды:

Умягчение воды

Безреагентная защита от накипи

Получить консультацию

Грамотно подобранный способ устранения жесткой воды избавит Вас и всех членов семьи от кучи неприятностей и сохранит здоровье, молодость и красоту. Например, в чайнике уже не будет ужасной накипи, стиральная машина будет служить дольше, чем при жесткой воде, отложение солей в суставах почках Вам не грозит. В мягкой воде куда приятней мыться, да и хорошо мылится мыло, кожа становится бархатной и даже нет неприятного чувства стянутости и сухости кожи. При стирке в мягкой воде белье хорошо отстирывается обычными недорогими порошками без особых усилий.

На сегодняшний день существуют различные способы устранения жесткой воды.

Например, фильтрация воды через ионообменную смолу — это один из способов устранения солей марганца и кальция как в быту, так и в промышленности.

В домашних условиях с помощью кипячения можно устранить жесткую воды — при температуре 100 градусов гидрокарбонаты переходят в нерастворимые и оседают на дно, при этом жесткость воды уменьшается. А если добавить известковую воду, то гидрокарбонаты переходят в карбонаты и вода становится мягче. Накипь в чайнике или на любых нагревательных элементах — это и есть осадок карбонатов кальция, магния с примесью сульфата, способ их устранения известен любой хозяйке — это раствор лимонной или уксусной кислоты.

Существует реагентное умягчение воды — в качестве реагентов используют гашеную известь или кальцинированную соду, добавляя их в воду. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимое состояние и выпадают в осадок. Главное в этом методе — рассчитать точное количество реагента, а после химической реакции отфильтровать полученный раствор.

При промышленной очистке воды для её умягчения используют метод катионирования, при использовании ионообменных смол происходит ионный обмен Са и Мg на ионы Na и H.

Самый эффективный способ устранения абсолютно всех примесей — это обратный осмос, он позволяет получать воду близкой к дистиллированной. Именно такая вода прекрасно подходит для питья.

Устранить жесткость воды можно под воздействием электрического тока, такой метод называется электродиализ, он позволяет удалять соли. Чем меньше их содержится в одном литре воды, тем она мягче, а если их больше, значит вода жестче.

Различают три степени жесткости воды: общую, временную и постоянную. Временная жесткость — это присутствие в воде кальция и магния, самый простой способ устранения — это кипячение.

Постоянная жесткость обусловлена примесями фосфатов, сульфатов, хлоридов магния и кальция. Устранение ее возможно при помощи ионообменника. Способы устранения жесткой воды Вы должны выбирать сами, ни на кого не надеясь, но применять их рекомендуется только после того, как посоветуетесь со специалистами.

Не секрет, что плавание – один из самых любимых видов отдыха для людей, а для некоторых и образ жизн…

Специалисты сервисного центра компании BWT осуществляют профессиональное гарантийное и сервисное обс…

Полное освобождение чаши бассейна от воды – необходимо! О том — почему, и как это сделать

Все статьи

Мы используем файлы «cookie», чтобы обеспечить максимальное удобство пользователям. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookie.

Согласен

Вход на сайт

Восстановить пароль

Введите код авторизации из письма, после чего Вы будете перенаправлены в «Личный кабинет» для изменения пароля.

Регистрация

Получать новости об акциях и скидках

Сообщить о поступлении

Получить консультацию по товару, снятому с производства

Получите предложение по аренде диспенсеров

Купить товар у дилера

Заказать оптом

Получить консультацию

Частное лицо

Сообщить о поступлении

Нажимая на кнопку «Отправить», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо!

Ошибка!

—>

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ – ВИДЫ И УДАЛЕНИЕ

Жесткость воды обусловлена наличием растворимых бикарбонатов, хлоридов и сульфатов кальция и магния. Вода, которая не пенится с мылом, является жесткой водой.

Зарегистрируйтесь, чтобы получить бесплатные пробные тесты и учебные материалы

Класс
—Класс 6Класс 7Класс 8Класс 9Класс 10Класс 11Класс 12

Вы ученик Шри Чайтаньи?
НетДа

+91

Подтвердить OTP-код (обязательно)

Я согласен с условиями и политикой конфиденциальности.

Жесткость воды

Простым определением жесткости воды является количество растворенных в ней кальция и магния. Жесткая вода богата растворенными минералами, в основном кальцием и магнием. Возможно, вы почувствовали воздействие жесткой воды буквально, когда в последний раз мыли руки. В зависимости от жесткости вашей воды после использования мыла для мытья вы можете почувствовать, что на ваших руках осталась пленка остатка. В жесткой воде мыло вступает в реакцию с кальцием (которого в жесткой воде относительно много) с образованием «мыльной пены». При использовании жесткой воды требуется больше мыла или моющего средства, чтобы очистить вещи, будь то руки, волосы или белье.

Общие указания по классификации вод: от 0 до 60 мг/л (миллиграммов на литр), поскольку карбонат кальция классифицируется как мягкий; от 61 до 120 мг/л как умеренно жесткий; от 121 до 180 мг/л как твердый; и более 180 мг/л как очень твердые.

ТИПЫ ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Жесткость воды можно разделить на два типа:

Временная жесткость

Временная жесткость – это жесткость воды, обусловленная наличием карбонатов и бикарбонатов кальция и магния, которые могут осаждаться при нагревании воды. Его можно удалить с помощью таких процессов, как кипячение или умягчение извести, а затем отделение воды от образовавшегося осадка. Временная жесткость очень распространена и является причиной отложения карбоната кальция в трубах и оборудовании. Эти отложения приводят к засорению трубопроводов и снижению эффективности теплообменников. Временную жесткость также называют карбонатной жесткостью.

Удаление временной жесткости

а) Кипячение – При кипячении гидрокарбонаты Ca и Mg разлагаются на нерастворимые карбонаты, удаляемые фильтрованием.

Ca(HCO3)2 →CaCO3 + CO2 + h3O

Mg (HCO3)2 →MgCO3 + CO2 + h3O

b) Процесс Кларка – Известь добавляют для осаждения в виде карбоната кальция и гидроксида магния, которые удаляют фильтрованием.

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2h3O

Mg (HCO3) + Ca (OH)2 → 2 CaCO3 + Mg (OH)2 + 2h3O

Постоянная жесткость

Постоянная жесткость относится к содержанию в воде минералов, которые невозможно удалить путем кипячения. Жесткость обычно вызвана наличием в воде сульфатов магния и/или сульфата кальция, которые не подвергаются осаждению при повышенных температурах.

Обусловлен наличием хлоридов и сульфатов кальция и магния. Эти соли не разлагаются при кипячении. Таким образом, постоянная жесткость не может быть легко удалена. Его можно удалить содой (Na2CO3), поверхностно-активными веществами (Na3PO4) или известью (Ca(OH)2), когда за жесткость отвечает MgSO4.

CaSO4 + Na2CO3→ Na2SO4 + CaCO3

MgSO4 + Ca(OH)2→ Mg (OH)2 + CaSO4

Поверхностно-активное вещество – это вещество, которое имеет тенденцию снижать поверхностное натяжение жидкости, в которой оно растворено.

Удаление постоянной жесткости

а) При добавлении промывной соды – ионы Ca и Mg осаждаются в виде нерастворимого карбоната, который удаляют фильтрованием.

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaCl

MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3 + Na2SO4

b) Метод ионного обмена – Ионы, ответственные за жесткость, заменяются ионами, не вызывающими осаждения.

Обмен неорганическими ионами (метод пермутита) – В этом методе ортосиликат натрия-алюминия, известный как пермутит или цеолит, используется для устранения постоянной жесткости воды.

Na2 Al2 Si2 O8.Kh3O + Ca++→ 2Na+ + Ca Al2 Si2 O8.xh3O

Органические ионообменники (ионообменная смола) – В этом методе постоянная жесткость воды устраняется с помощью смол. Ионы Ca++/Mg++ обмениваются на Cl–, ионы SO4-2 обмениваются на анионообменную смолу (RNh3OH). В этом процессе образуется деминерализованная вода.

2RCOOH + Ca++ → (RCOO)2Ca + 2H+

RNh3OH + Cl– → RNh3Cl + OH–

H+ + OH– → h3O

Вода не имеет жесткости 6 902 902 9002 опасность. Национальный исследовательский совет заявляет, что «жесткая питьевая вода, как правило, вносит небольшой вклад в общее содержание кальция и магния, очень высока, вода может быть основным источником кальция и магния в рационе».

При приготовлении накипь покрывает сковороду. В результате этого передача тепла в поддоне не так эффективна. что, другими словами, означает, что во время приготовления он не будет распределять тепло так быстро, как должен. В основном это приводит к тому, что пища либо не полностью готовится, либо просто ей требуется больше времени для приготовления.

Жесткость воды также может прилипать к вашему душе, образуя мыльную пену, прилипать к трубам и вызывать засоры. Или к насадке для душа, чтобы ваши волосы и тело были сухими.

Часто задаваемые вопросы:

Как классифицируется жесткость воды?

Жесткость воды подразделяется на временную жесткость и постоянную жесткость.

Как оценивается жесткость воды?

Жесткость воды оценивается по E.D.T.A. титрование.

Сопутствующая информация

обработка воды – удаление жесткости (кальция и магния)

фундаментальные физико-химические инженерные процессы, применимые к очистке воды, химические осадки, удаление жесткости (кальция и магния), осаждение кремнезема, осаждение металлов, другие осадки (в случае анионов), образование шлама, ингибиторы осаждения

основные методы

известь, используемая для удаления карбонатов

основные реакции

Применяются следующие реакции удаления карбонатов:

Однако, поскольку в большинстве случаев вода содержит свободный CO ₂ , она будет первой реагировать с известью для производства гидрокарбоната:

первоначально приводит к увеличению М-алк. и CaH до того, как вступит в действие реакция (1).

Когда CaH < M-алк. (вода с щелочностью кальция и магния), тогда имеем:

Поскольку карбонат магния относительно растворим (примерно 70 мг·л ^–1 ), избыток извести приведет к следующей реакции:

теоретическая растворимость применима к системе CaCO ₃ + Mg (OH) ₂, которая колеблется от 2 до 3°F при нормальной температуре и условиях концентрации.

Однако этот лимит М-алк. На практике цифра может быть увеличена при наличии растворенных примесей (например, органических кислот, аммония, фосфатов и т. д.).

Как видно из приведенных выше уравнений, эти реакции будут устранять только бикарбонатную жесткость (TH уравновешивается некоторым M-алк.). Следовательно, эти реакции не устранят ни постоянную жесткость (TH – M-алк. > 0), которая требует добавления карбоната натрия, ни те бикарбонаты, которые не связаны с жесткостью (вода с натриевой щелочностью), которые требуют добавления избытка извести.

На примере воды с бикарбонатной щелочностью на рис. 5 показаны изменения различных титров в зависимости от количества добавленной извести.

Щелкните здесь, чтобы создать учетную запись для просмотра иллюстраций

Рисунок 5. Изменения титров воды в зависимости от количества введенной извести

механизм кристаллизации

Образовавшийся карбонат кальция будет кристаллическим и, соответственно, будет иметь кинетику осаждения которые подчиняются законам прорастания-кристаллизации, а именно:

в отсутствие зародышей кристаллизации осаждение будет очень медленным, вода останется перенасыщенной, а осаждение немногочисленных взвешенных веществ будет иметь место, но в основном на доступных поверхностях, особенно если это металлические поверхности (стенки реактора, мешалки, каналы, клапаны…). Затем мы будем наблюдать постепенное, но часто быстрое масштабирование;

наоборот, в присутствии кристаллов осаждение происходит очень быстро, и баланс достигается в течение нескольких минут. Это применимо, по крайней мере, когда поверхность имеющихся кристаллов остается достаточно «чистой»: отсутствуют такие примеси, как адсорбированные органические полимеры, коллоиды, гидроксиды металлов. В частности, когда Mg(OH) ₂ осаждается, он имеет тенденцию замедлять осаждение и, прежде всего, значительно осветлять образовавшиеся агрегаты кристаллов. Следовательно, используемые реактор и сепаратор должны быть больше, см. главу флокуляторы – отстойники – флотационные установки.

Таким образом, хорошая установка для удаления карбонатов должна включать:

зону, где рециркулирующие кристаллы, очищаемая вода и известь тщательно смешиваются;
зона отстаивания, из которой удаляются образовавшиеся кристаллы и частично возвращаются в зону 1 ^st.

Коагулянт и/или флокулянт потребуются для улучшения скорости седиментации и обеспечения возможности использования быстрого отстойника пластинчатого типа (тип Densadeg со скоростью > 30 м · ч ^–1).

с использованием карбоната натрия

Удаление остаточной жесткости проводят холодным способом с карбонатом натрия, который можно сочетать или не сочетать с осаждением бикарбонатов кальция и магния с использованием извести. Это отщепление происходит по следующим реакциям:

Однако этот процесс не позволяет восстановить М-алк. в лучшем случае ниже 3 или 4 ° F.

осаждение с использованием едкого натра

Удаление ионов кальция и магния путем осаждения с помощью едкого натра представляет собой вариант комбинированного процесса извести и карбоната натрия, описанного ниже.

Нижеследующая представляет собой основную реакцию:

Осаждение карбоната кальция происходит с образованием карбоната натрия, который будет реагировать с постоянной жесткостью в соответствии с реакциями (5) и (6) выше.

Таким образом, использование каустической соды снизит жесткость воды до уровня, равного удвоенному снижению содержания бикарбонатов, принадлежащих щелочноземельным элементам. Вода М-алк. может быть снижена примерно до 3 или 4°F только в том случае, если имеется достаточная постоянная жесткость для соединения с образовавшимся карбонатом натрия. Поэтому использование гидроксида натрия рекомендуется только в этом случае; однако его также можно использовать для частичного умягчения воды, где CaH > M-alk.

расчет и контроль осадков (получение минимального М-алк.)

Мы ссылаемся на:

CaH кальциевая жесткость в °F относительно общего содержания кальция;
MgH твердость по магнию в °F относительно общего содержания магния;
C содержание свободного CO ₂ в °F:

количество извести

положительный TH-M-алк.

Теоретическое количество извести, необходимое для оптимального осаждения карбоната кальция, согласно реакции (1) будет следующим:

Если нам нужно осадить и карбонат кальция, и гидроксид магния (т. е. Mg, связанный с M-алк.), то MgH будет больше, чем TH- M-алк. (Mg(CO ₃ H) ₂ титр = M-alk.-CaH), потребуется следующее количество извести:

отрицательный TH-M-alk.

Это относится к воде с натриевой щелочностью. Мы всегда можем добиться удовлетворительного осаждения кальция и магния, рассчитывая известь на М-алк. + C. Тем не менее, этот метод будет производить воду, содержащую каустическую соду, и может быть целесообразно использовать меньшие количества. Это сводится только к осаждению CaCO ₃, чтобы удалить ион, вызывающий наибольшее образование накипи:

результаты проверки

Во всех случаях мы должны увеличить (или уменьшить) количество используемой извести на 5,6 г на м³ (CaO) или на 7,4 г на м³ (Ca(OH) ₂ ) на каждую степень P-алк. записывается выше или ниже теоретического правила.

Понятно, рисунки 5.6 и 7.4. относятся к 100% продукции. В действительности известь всегда будет нечистой и более или менее карбонизированной, и производственные показатели необходимо увеличить на 10–30% в зависимости от ситуации. Если ограничиться осаждением карбоната кальция, то идеальные настройки будут получены для:

, настройка которого относится к минимальному M-alk. приблизительно 2°F, если вода не содержит магния или соединений, препятствующих кристаллизации.

Когда MgH больше, чем TH-M-алк., применение этого правила приведет к чрезмерно высокому M-алк. значения из-за растворимости карбоната магния, и оптимальный результат будет получен, когда:

с P-алк. максимально низкое значение.

необходимое количество карбоната натрия

Потребуется следующее количество чистого карбоната натрия:

результаты проверки

Теоретически для воды, не содержащей магния, мы должны получить следующее: в каждом конкретном случае.