yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Хімія->Содержание->4.2 УСУНЕННЯ ЖОРСТКОСТІ ВОДИ

Метали

4.2 УСУНЕННЯ ЖОРСТКОСТІ ВОДИ

 

Усуненням жорсткості води, або пом‘якшенням води називається з метою руйнування чи видалення шкідливих солей, що зумовлюють жорсткість. Усунення жорсткості – це складова  частина водопідготовки –  комплексу заходів з обробки природної води, що використовуються для технічних і технологічних потреб. Водопідготовка здійснюється за допомогою спеціальних методів, що поділяються на механічні, хімічні та фізико-хімічні.

Механічний метод, який застосувується на першому етапі, полягає у тому, що із води шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки.

Хімічний метод реалізується, по-перше, при кип’ятінні води – у випадку гідрокарбонатної жорсткості, про що вже згадувалося раніше. По-друге, – при карбонатній жорсткості –  через додавання до води певних реагентів, що вступають у хімічну взаємодію із забруднюючими речовинами і осаджують їх у вигляді нерозчинних сполук. Один із шляхів – додавання до води гашеного вапна Сa(OH)2 чи соди Na2CO3, під час чого протікають реакції

CaSO4(тв.) + Na2CO3(р-н) à CaCO3(тв.)↓+ Na2SO4(р-н),

Ca(HCO3)2(р-н)+ Сa(OH)2(р-н) à CaCO3(тв.) + 2H2O(p),

MgSO4(р-н) + Сa(OH)2(р-н) à Mg(OH)2(тв.)↓+ CaSO4(тв.) ↓.

Для видалення йонів Ca2+ і Mg2+ також застосовують фосфати лужних металів Na3PO4, буру Na2B4O7, поташ K2CO3 тощо. Наприклад:

3MgSO4(р-н)+ 2Na3PO4(р-н)à Mg3(PO4)2(тв.)↓ + 3Na2SO4(р-н),

Ca(HCO3)2(р-н)+Na2B4O7(р-н)à CaB4O7(тв.)↓ + 2NaHCO3(р-н),

CaSO4(тв.)+ K2CO3(р-н)à CaCO3(тв.)↓+ К2SO4(р-н).

Фізико-хімічні методи  базуються на зворотному осмосі та електродіалізі, а також на використанні іоннообмінних властивостей деяких природних і синтетичних високомолекулярних матеріалів, які за природою йонів, що обмінюються, поділяються на катіоніти і аніоніти.

Рисунок 3 – Моделі катіоніта і аніоніта

 

Органічні та неорганічні іоніти нерозчинні у воді. Вони являють собою тримірний каркас, в який включені групи атомів, що несуть позитивний (у катіонітах) чи негативний (в аніонітах) заряд (рис.3).

 

Катіоніти – це найчастіше алюмосилікати приблизного складу Na2[Al2Si2O8] ·nH2O, а також органічні смоли, які мають у своєму складі рухливі, здатні до обміну, катіони Н+ – їх позначають загальною формулою HR. Для пом’якшання воду пропускають через колону, заповнену шаром катіоніту, де проходять реакції йонного обміну

Na2[Al2Si2O8·(H2O)n] + Ca(HCO3)2

↔ 2NaHCO3  +Ca[Al2Si2O8·(H2O)n],

 

Na2[Al2Si2O8·(H2O)n] + CaSO4

↔Na2SO4 + Ca[Al2Si2O8·(H2O)n].

У деяких випадках необхідно видалити з води не тільки катіони Ca2+ і Mg2+, але й аніони. Тоді використовують аніоніти, в яких обмінними групами є гідроксильні йони ОН, що містяться на поверхні йонообмінної смоли.

Якщо пропускати природну жорстку воду спочатку через катінообмінну колону (рис.4), а потім – через аніонообмінну, то вдається одержати майже повністю очищену воду.

Катіонообмінна реакція:

2HR + Ca2+ àCaR2 + 2H+.

Аніонообмінна реакція:

2ROH + SO42 à R2SO4 + 2OH.

Рисунок 4 – Схема катіонитної колони

 

 

 

 

14