Το νερό έχει εξαιρετικά υψηλή διαλυτική ικανότητα. Πέφτοντας με τη μορφή καθίζησης, διαλύει αέρια στην ατμόσφαιρα, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα. Στη συνέχεια, εισχωρώντας στο έδαφος, το νερό συλλαμβάνει πρόσθετες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα ως προϊόν της αποσύνθεσης ζωντανών και μη ζωντανών αντικειμένων. Όταν το διοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με το νερό, σχηματίζει ανθρακικό οξύ, αυξάνοντας τη δυνατότητα διάλυσης ορυκτών και άλλων ακαθαρσιών. Περνώντας μέσα από ένα στρώμα ασβεστόλιθου, είναι κορεσμένο με ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη σκληρότητα. Ο σίδηρος και το μαγγάνιο στις πηγές είναι σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις από τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Δεδομένου ότι το νερό είναι διαλύτης, συλλαμβάνει διαλυτά χλωρίδια, θειικά άλατα, νιτρικά άλατα ασβεστίου και μαγνησίου. Με παρόμοιο τρόπο, απορροφά ανθρακικό νάτριο, διττανθρακικό, χλωριούχο και θειικό νάτριο, καθώς και λίγο πυρίτιο.

Σε γενικές γραμμές, με λεπτομερή ανάλυσηΣχεδόν όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα μπορούν να βρεθούν σε αυτόν σε μεγαλύτερη ή μικρότερη συγκέντρωση.

Ακαμψίαχωρίζεται σε υδρογονανθρακικό, που ονομάζεται επίσης προσωρινό, και μη ανθρακικό (χλωριούχο, θειικό, νιτρικό) - μόνιμο. Προσωρινή σκληρότηταεξαλείφεται με βρασμό (απόθεση στο θερμαντικό στοιχείο), σταθερή σκληρότηταδεν εξαφανίζεται όταν θερμαίνεται.

Η αφαίρεση των αλάτων σκληρότητας ονομάζεται αποσκλήρυνση. Η σκληρότητα του νερού στη Ρωσική Ομοσπονδία μετράται σε μονάδες mEq/λίτρο και, ανάλογα με τον κλάδο χρήσης, οι απαιτήσεις για το επίπεδο σκληρότητας ποικίλλουν από 7 mEq/L (οικιακούς σκοπούς) έως μονάδες mEq/λίτρο ή λιγότερο στην ιατρική. ηλεκτρονικά, ενέργεια, πυρηνική βιομηχανία. Η επιτρεπόμενη σκληρότητα του νερού των 7 mEq/l δεν αποτελεί σοβαρό κίνδυνο για την υγεία, αλλά δημιουργεί έναν αριθμό καθημερινά προβλήματα. Το σκληρό νερό προκαλεί το σχηματισμό ιζημάτων και εναποθέσεων στην επιφάνεια των σωληνώσεων και των στοιχείων εργασίας οικιακές συσκευές. Αυτό το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό για συσκευές με θερμαντικά στοιχεία - λέβητες ζεστού νερού και ατμού, λέβητες και άλλος εξοπλισμός ανταλλαγής θερμότητας.

Η εξάλειψη της σκληρότητας - η αποσκλήρυνση πραγματοποιείται με χρήση ρητίνης ανταλλαγής ιόντων. Μια ιοντοανταλλακτική ρητίνη είναι ένα πολυμερές που αποτελείται από μια πολυμερή μήτρα και λειτουργικές ομάδες. Η μήτρα πολυμερούς συντίθεται από μονομερές στυρολίου παρουσία συνδετικού διβινυλοβενζολίου. Κατά τη διαδικασία της σύνθεσης χρησιμοποιείται αλκοόλη, η οποία σε μια συγκεκριμένη στιγμή εξατμίζεται και, αφήνοντας τη μήτρα, σχηματίζει πόρους σε αυτήν. Στη συνέχεια, οι λειτουργικές ομάδες εισάγονται στη μήτρα. Η λειτουργική ομάδα αποτελείται από δύο μέρη: ένα σταθερό μέρος, προσαρτημένο στη μήτρα και ένα κινητό μέρος. Εάν το κινητό τμήμα της λειτουργικής ομάδας είναι ένα κατιόν και το ακίνητο τμήμα είναι ένα ανιόν, τότε η ρητίνη ονομάζεται ανταλλαγή κατιόντων και εάν το κινητό τμήμα είναι ανιόν, τότε είναι ανιονανταλλαγή. Η κατιονανταλλακτική ρητίνη μπορεί να είναι σε μορφή νατρίου (Na-κατιονανταλλακτική ρητίνη) ή μορφή υδρογόνου (Η-κατιονανταλλακτική ρητίνη).

Διαδικασία μαλακώματος ρητίνης ανταλλαγής ιόντων

Καθαρισμός με ρητίνες ανταλλαγής ιόντων

Ρητίνη ανταλλαγής ιόντων χύνεται στη στήλη, γεμίζοντας το 60-65% του συνολικού όγκου του φίλτρου. Το σκληρό νερό εισέρχεται στη στήλη και, δεδομένου ότι το υλικό ανταλλαγής ιόντων έχει μεγαλύτερη χημική συγγένεια για το ασβέστιο και το μαγνήσιο από ότι για τα ιόντα νατρίου, τα τελευταία μετατοπίζονται από τη ρητίνη. Η αντικατάσταση των κατιόντων ασβεστίου και μαγνησίου με κατιόντα νατρίου γίνεται σε ισοδύναμες αναλογίες. Το νερό που περιέχει ιόντα διττανθρακικού ασβεστίου και μαγνησίου στην είσοδό του θα περιέχει ισοδύναμη ποσότητα διττανθρακικού νατρίου στην έξοδο του. Ο αριθμός των ιόντων νατρίου στη ρητίνη είναι περιορισμένος, οπότε έρχεται μια στιγμή που η ρητίνη παύει να μαλακώνει το νερό, δηλαδή εξαντλείται η ικανότητα ανταλλαγής της ρητίνης. Για να επαναφορτιστεί η ρητίνη ή να αναδημιουργηθεί, ξεκινά μια διαδικασία αντίστροφης ανταλλαγής ιόντων, κατά την οποία η ρητίνη ανταλλαγής ιόντων εκτίθεται σε ένα συμπυκνωμένο διάλυμα του αρχικού τύπου κατιόντων. Για την αναγέννηση της ρητίνης ανταλλαγής κατιόντων Na, χρησιμοποιείται ένα σχετικά ισχυρό διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Το νάτριο από το διάλυμα εκτοπίζει το ασβέστιο και το μαγνήσιο από τη ρητίνη, επαναφορτίζοντάς το.

Μονάδα αποσκλήρυνσης, καθαρισμός με ρητίνες ανταλλαγής ιόντων:
Δομικά, η εγκατάσταση αποσκλήρυνσης αποτελείται από τρία μέρη: κυλίνδρους με ρητίνη ανταλλαγής ιόντων και σωλήνα ανύψωσης νερού, βαλβίδα ελέγχου με ηλεκτρονικό ελεγκτή και δοχεία για αλατούχο διάλυμα. Υπάρχουν δύο τύποι ελεγκτών: η αναγέννηση πραγματοποιείται με το χρόνο και η αναγέννηση κατά όγκο. Με την αναγέννηση βάσει χρόνου, ο ελεγκτής αλλάζει τη μονάδα σε λειτουργία αναγέννησης μετά από συγκεκριμένο αριθμό ωρών, ημερών ή μια συγκεκριμένη ημέρα της εβδομάδας. Κατά την αναγέννηση κατ' όγκο, η βαλβίδα ελέγχου έχει ενσωματωμένο μετρητή νερού και αφού περάσει μια ορισμένη ποσότητα νερού από την εγκατάσταση νερού, ο ελεγκτής την αλλάζει σε λειτουργία αναγέννησης. Αυτός ο όγκος ονομάζεται κύκλος φίλτρου της εγκατάστασης και υπολογίζεται από τον ελεγκτή με βάση τη σκληρότητα του νερού, τον όγκο και την ικανότητα φόρτωσης, που εισάγονται στον ελεγκτή στο στάδιο του προγραμματισμού.

Σε περιπτώσεις όπου απαιτείται αδιάλειπτη παροχή μαλακού νερού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο πανομοιότυπα φίλτρα που λειτουργούν σε λειτουργία TWIN ή DUPLEX. Στη λειτουργία διπλής λειτουργίας, ένας ελεγκτής ελέγχει δύο βαλβίδες ελέγχου. Όταν ένα φίλτρο μαλακώνει το νερό, είναι σε κατάσταση λειτουργίας, το δεύτερο με αναγεννημένη ρητίνη είναι σε κατάσταση αναμονής. Όταν ο κύκλος του φίλτρου του πρώτου φίλτρου εξαντληθεί, η βαλβίδα ελέγχου αλλάζει το δεύτερο φίλτρο στη λειτουργία διήθησης και το πρώτο στη λειτουργία αναγέννησης. Μετά την ολοκλήρωση της αναγέννησης, το πρώτο φίλτρο μπαίνει σε κατάσταση αναμονής και παραμένει σε αυτό μέχρι να τελειώσει ο κύκλος φίλτρου του δεύτερου. Η διαδικασία καθαρισμού επαναλαμβάνεται κυκλικά, τα φίλτρα λειτουργούν εναλλάξ.

Στη λειτουργία "duplex", τα φίλτρα λειτουργούν ταυτόχρονα και μεταφέρονται εναλλάξ σύμφωνα με ένα δεδομένο πρόγραμμα στη λειτουργία αναγέννησης με μετατόπιση του χρόνου έναρξης κατά τη διάρκεια του κύκλου αναγέννησης.

Αποσκλήρυνση του νερού με ασβέστη

Σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να μαλακώσετε νερό με υψηλή ανθρακική σκληρότητα (πάνω από 30 mEq/l), δεν συνιστάται η χρήση ιοντοανταλλακτικής ρητίνης. Η σκληρότητα πρέπει πρώτα να μειωθεί χρησιμοποιώντας τεχνολογία ασβεστοποίησης. Η αποσκλήρυνση του νερού με ασβέστη και ανθρακική σόδα περιλαμβάνει τη δοσολογία σβησμένου ασβέστη Ca(OH)2 σε σκληρό νερό για να αφαιρεθεί η ανθρακική σκληρότητα καθιζάνοντας και στη συνέχεια φιλτράροντας το ίζημα. Η μη ανθρακική σκληρότητα, με τη σειρά της, μειώνεται με την προσθήκη ανθρακικού νατρίου Na2CO3 για να σχηματιστεί ένα αδιάλυτο ίζημα, το οποίο αφαιρείται επίσης με διήθηση.

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε επιχειρήσεις κοινής ωφελείας και επιχειρήσεις με υψηλή κατανάλωση νερού. Αυτό είναι αρκετό αποτελεσματική μέθοδοςμειώνει τη σκληρότητα του νερού, ωστόσο, δεν αφαιρεί εντελώς όλα τα μέταλλα.

Ο σβησμένος ασβέστης χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση του διττανθρακικού ασβεστίου από το νερό. Όταν το ασβέστιο και το μαγνήσιο περιέχονται με τη μορφή χλωριδίων ή θειικών αλάτων, αυτή η επεξεργασία είναι αισθητά λιγότερο αποτελεσματική.

Η μείωση της σκληρότητας του νερού με ασβέστη και ανθρακική σόδα καθίσταται εξαιρετικά ακριβή εάν η σκληρότητα πρέπει να μειωθεί σε λιγότερο από 2 mEq/L. Για οικιακούς σκοπούς, η αποσκλήρυνση του νερού με ασβέστη και ανθρακική σόδα δεν είναι πρακτική. Αφενός, υπάρχουν δυσκολίες στην προμήθεια ασβέστη και ανθρακικού νατρίου, αφετέρου απαιτείται αυστηρός έλεγχος της διαδικασίας καθίζησης και διήθησης. Ένας άλλος περιοριστικός παράγοντας στη χρήση αυτής της διαδικασίας είναι το μέγεθος απαραίτητο εξοπλισμόκαι μεγάλες ποσότητες λάσπης ασβέστη που απελευθερώνεται.

Τεχνολογικά διαγράμματα και δομικά στοιχείαΕγκαταστάσεις αποσκλήρυνσης νερού αντιδραστηρίων

Thermo χημική μέθοδοςαποσκλήρυνση του νερού

Αποσκλήρυνση του νερού με αιμοκάθαρση

Μαγνητική επεξεργασία νερού

Βιβλιογραφία

Θεωρητικά θεμέλια αποσκλήρυνσης νερού, ταξινόμηση μεθόδων

Η αποσκλήρυνση του νερού αναφέρεται στη διαδικασία αφαίρεσης κατιόντων σκληρότητας από αυτό, δηλ. ασβεστίου και μαγνησίου.Σύμφωνα με το GOST 2874-82 "Πόσιμο νερό", η σκληρότητα του νερού δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 7 mEq/l. Ορισμένοι τύποι παραγωγής απαιτούν βαθιά αποσκλήρυνση του νερού επεξεργασίας, δηλ. έως 0,05,0,01 mEq/l. Οι τυπικά χρησιμοποιούμενες πηγές νερού έχουν σκληρότητα που πληροί τα πρότυπα πόσιμου νερού και δεν απαιτούν αποσκλήρυνση. Η αποσκλήρυνση του νερού πραγματοποιείται κυρίως κατά την προετοιμασία του για τεχνικούς σκοπούς. Έτσι, η σκληρότητα του νερού για τροφοδοσία τυμπάνων λεβήτων δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,005 mEq/l. Η αποσκλήρυνση του νερού πραγματοποιείται με τις ακόλουθες μεθόδους: θερμική, με βάση τη θέρμανση του νερού, την απόσταξη ή την κατάψυξή του. αντιδραστήρια, στα οποία τα ιόντα υπάρχουν στο νερό Ca ( II ) Και Mg ( II ) γραβάτα διάφορα αντιδραστήριασε πρακτικά αδιάλυτες ενώσεις. ανταλλαγή ιόντων, με βάση το φιλτράρισμα του μαλακωμένου νερού μέσω ειδικών υλικών που ανταλλάσσουν τα ιόντα που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή τους Να ( Ι) ή Η (1) σε ιόντα Ca (II) και Mg ( II ), που περιέχεται στο νερό αιμοκάθαρσης. συνδυασμένα, αντιπροσωπεύοντας διάφορους συνδυασμούς των μεθόδων που αναφέρονται.

Η επιλογή της μεθόδου αποσκλήρυνσης του νερού καθορίζεται από την ποιότητά του, το απαιτούμενο βάθος αποσκλήρυνσης και τεχνικά και οικονομικά ζητήματα. Σύμφωνα με τις συστάσεις του SNiP κατά την αποσκλήρυνση των υπόγειων υδάτων, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μέθοδοι ανταλλαγής ιόντων. κατά την αποσκλήρυνση των επιφανειακών υδάτων, όταν απαιτείται επίσης διαύγαση του νερού, χρησιμοποιείται η μέθοδος ασβέστης ή ασβέστης-σόδας και όταν γίνεται βαθύ αποσκλήρυνση, ο επακόλουθος κατιονισμός.Τα κύρια χαρακτηριστικά και προϋποθέσεις για τη χρήση μεθόδων αποσκλήρυνσης νερού δίνονται στον πίνακα. 20.1.

θερμική αιμοκάθαρση αποσκληρυντικού νερού

Για να ληφθεί νερό για οικιακές και πόσιμες ανάγκες, συνήθως μαλακώνει μόνο ένα ορισμένο μέρος του, ακολουθούμενο από ανάμειξη με νερό πηγής, ενώ η ποσότητα του αποσκληρυμένου νερού Qyκαθορίζεται από τον τύπο

που είναι ο J o. Και. - συνολική σκληρότητα του νερού πηγής, mEq/l. F 0. s. - συνολική σκληρότητα του νερού που εισέρχεται στο δίκτυο, mEq/l. F 0. u. - σκληρότητα μαλακωμένου νερού, mEq/l.

Μέθοδοι αποσκλήρυνσης νερού

Θερμική μέθοδος αποσκλήρυνσης του νερού

Η θερμική μέθοδος αποσκλήρυνσης του νερού συνιστάται να χρησιμοποιείται όταν χρησιμοποιούνται ανθρακικά νερά που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία λεβήτων χαμηλή πίεση, και επίσης σε συνδυασμό με μεθόδους αποσκλήρυνσης με αντιδραστήρια. Βασίζεται σε μια μετατόπιση της ισορροπίας του διοξειδίου του άνθρακα όταν θερμαίνεται προς το σχηματισμό ανθρακικού ασβεστίου, που περιγράφεται από την αντίδραση

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

Η ισορροπία μεταβάλλεται λόγω της μείωσης της διαλυτότητας του μονοξειδίου του άνθρακα (IV) που προκαλείται από την αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης. Ο βρασμός μπορεί να αφαιρέσει πλήρως το μονοξείδιο του άνθρακα (IV) και έτσι να μειώσει σημαντικά τη σκληρότητα του ανθρακικού ασβεστίου. Ωστόσο, δεν είναι δυνατό να εξαλειφθεί εντελώς αυτή η σκληρότητα, καθώς το ανθρακικό ασβέστιο, αν και ελαφρώς (13 mg/l σε θερμοκρασία 18°C), εξακολουθεί να είναι διαλυτό στο νερό.

Εάν υπάρχει διττανθρακικό μαγνήσιο στο νερό, η διαδικασία καθίζησής του συμβαίνει ως εξής: πρώτα, σχηματίζεται σχετικά πολύ διαλυτό (110 mg/l σε θερμοκρασία 18 ° C) ανθρακικό μαγνήσιο

Mg (HCO 3) → MgC0 3 + C0 2 + H 2 0,

το οποίο υδρολύεται κατά τη διάρκεια παρατεταμένου βρασμού, με αποτέλεσμα ένα ελαφρώς διαλυτό ίζημα (8,4 mg/l). υδροξείδιο του μαγνησίου

MgC03 +H20 → Mg (0H) 2 +C02.

Κατά συνέπεια, όταν βράζει το νερό, η σκληρότητα που προκαλείται από τα διττανθρακικά άλατα ασβεστίου και μαγνησίου μειώνεται. Όταν βράζει το νερό, η σκληρότητα, που προσδιορίζεται από το θειικό ασβέστιο, μειώνεται επίσης, η διαλυτότητα της οποίας πέφτει στα 0,65 g/l.

Στο Σχ. 1 δείχνει ένα θερμικό μαλακτικό σχεδιασμένο από τον Kopyev, που χαρακτηρίζεται από τη σχετική απλότητα της συσκευής και την αξιόπιστη λειτουργία. Το επεξεργασμένο νερό, προθερμασμένο στη συσκευή, εισέρχεται μέσω του εκτοξευτήρα στην υποδοχή του θερμαντήρα μεμβράνης και ψεκάζεται σε κάθετα τοποθετημένους σωλήνες και ρέει προς τα κάτω μέσω αυτών προς τον καυτό ατμό. Στη συνέχεια, μαζί με το νερό εκκένωσης από τους λέβητες, εισέρχεται στον καθαριστή με αιωρούμενο ίζημα μέσω του κεντρικού σωλήνα παροχής μέσω του διάτρητου πυθμένα.

Το διοξείδιο του άνθρακα και το οξυγόνο που απελευθερώνονται από το νερό μαζί με την περίσσεια ατμού απορρίπτονται στην ατμόσφαιρα. Τα άλατα ασβεστίου και μαγνησίου που σχηματίζονται κατά τη θέρμανση του νερού διατηρούνται στο αιωρούμενο στρώμα. Αφού περάσει μέσα από το αιωρούμενο στρώμα, το μαλακωμένο νερό εισέρχεται στη δεξαμενή συλλογής και απορρίπτεται έξω από τη συσκευή.

Ο χρόνος παραμονής του νερού στο θερμικό αποσκληρυντικό είναι 30,45 λεπτά, η ταχύτητα της ανοδικής του κίνησης στην αναρτημένη στρώση είναι 7,10 m/h και στις οπές του ψεύτικου πυθμένα 0,1-0,25 m/s.

Ρύζι. 1. Θερμικό μαλακτικό σχεδιασμένο από τον Kopyev.

15 - απόρριψη νερού αποστράγγισης. 12 - κεντρικός σωλήνας παροχής 13 - ψευδείς διάτρητοι πυθμένες. 11 - αιωρούμενο στρώμα. 14 - απόρριψη λάσπης. 9 - συλλογή μαλακωμένου νερού. 1, 10 - παροχή νερού πηγής και απομάκρυνση αποσκληρυμένου νερού. 2 - φύσημα λέβητα. 3 - εκτοξευτής? 4 - εξάτμιση 5 - θερμαντήρας φιλμ? 6 - απελευθέρωση ατμού. 7 - δακτυλιοειδής διάτρητος αγωγός για την αποστράγγιση του νερού στον εκτοξευτήρα. 8 - κεκλιμένα διαχωριστικά χωρίσματα

Μέθοδοι αποσκλήρυνσης με αντιδραστήρια

Η αποσκλήρυνση του νερού με τη χρήση μεθόδων αντιδραστηρίων βασίζεται στην κατεργασία του με αντιδραστήρια που σχηματίζουν κακώς διαλυτές ενώσεις με ασβέστιο και μαγνήσιο: Mg (OH) 2, CaC0 3, Ca 3 (P0 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 και άλλα, ακολουθούμενα με το διαχωρισμό τους σε διαυγαστές, δεξαμενές καθίζησης λεπτής στιβάδας και φίλτρα διαύγασης. Ως αντιδραστήρια χρησιμοποιούνται ασβέστης, ανθρακικό νάτριο, υδροξείδια νατρίου και βαρίου και άλλες ουσίες.

Αποσκλήρυνση του νερού με ασβέστηχρησιμοποιείται για υψηλή ανθρακική και χαμηλή μη ανθρακική σκληρότητα, καθώς και σε περιπτώσεις όπου δεν είναι απαραίτητο να αφαιρεθούν τα άλατα μη ανθρακικής σκληρότητας από το νερό. Ως αντιδραστήριο χρησιμοποιείται ο ασβέστης, ο οποίος εισάγεται με τη μορφή διαλύματος ή εναιωρήματος (γάλα) σε προθερμασμένο επεξεργασμένο νερό. Όταν διαλυθεί, ο ασβέστης εμπλουτίζει το νερό με ιόντα OH - και Ca 2+, γεγονός που οδηγεί στη δέσμευση του ελεύθερου μονοξειδίου του άνθρακα (IV) διαλυμένου στο νερό με το σχηματισμό ανθρακικών ιόντων και τη μετάβαση των υδρογονανθρακικών ιόντων σε ανθρακικά:

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

Η αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων CO 3 2 - στο επεξεργασμένο νερό και η παρουσία ιόντων Ca 2+ σε αυτό, λαμβάνοντας υπόψη αυτά που εισάγονται με ασβέστη, οδηγεί σε αύξηση του προϊόντος διαλυτότητας και σε καθίζηση κακώς διαλυτού ανθρακικού ασβεστίου :

Ca 2+ + C0 3 - → CaC0 3.

Εάν υπάρχει περίσσεια ασβέστη, κατακρημνίζεται και υδροξείδιο του μαγνησίου.

Mg 2+ + 20H - → Mg (OH) 2

Για να επιταχυνθεί η απομάκρυνση των διασκορπισμένων και κολλοειδών ακαθαρσιών και να μειωθεί η αλκαλικότητα του νερού, η πήξη αυτών των ακαθαρσιών με θειικό σίδηρο (II) χρησιμοποιείται ταυτόχρονα με ασβέστη, δηλ. FeS0 4 *7 H 2 0. Η υπολειπόμενη σκληρότητα του μαλακωμένου νερού κατά την απανθρακοποίηση μπορεί να ληφθεί 0,4-0,8 mg-eq/l μεγαλύτερη από τη μη ανθρακική σκληρότητα και η αλκαλικότητα είναι 0,8-1,2 mg-eq/l. Η δόση του ασβέστη προσδιορίζεται από την αναλογία της συγκέντρωσης των ιόντων ασβεστίου στο νερό και τη σκληρότητα του ανθρακικού: α) στην αναλογία [Ca 2+ ] /20<Ж к,

β) με την αναλογία [Ca 2+ ] /20 > J c,

όπου [CO 2 ] είναι η συγκέντρωση του ελεύθερου μονοξειδίου του άνθρακα (IV) στο νερό, mg/l. [Ca2+] - συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου, mg/l; Fc - ανθρακική σκληρότητα νερού, mEq/l; D k - δόση πηκτικού (FeS0 4 ή FeCl 3 ως προς τα άνυδρα προϊόντα), mg/l. e k- ισοδύναμη μάζα της δραστικής ουσίας του πηκτικού, mg/mg-eq (για FeS0 4 μι k = 76, για FeCl3 e k = 54); 0,5 και 0,3 - περίσσεια ασβέστη για να εξασφαλιστεί μεγαλύτερη πληρότητα της αντίδρασης, mEq/l.

Σε κάποιους, η φράση «σκληρό νερό» μπορεί να φαίνεται λογοτεχνικό οξύμωρο, αλλά υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που γνωρίζουν από πρώτο χέρι αυτήν την ποιότητα του νερού. Πώς να προσδιορίσετε τον βαθμό σκληρότητας και γιατί να μαλακώσετε το νερό - θα σας πούμε σε αυτό το άρθρο.

Το σκληρό νερό είναι η αιτία του σχηματισμού εναποθέσεων αλατιού, πέτρες στα νεφρά και καρδιαγγειακές παθήσεις. Οι άνθρωποι πίνουν το 80% των ασθενειών με νερό. Το 90% των ατυχημάτων σε θερμοσίφωνες και άλλο εξοπλισμό που λειτουργεί με νερό προκαλούνται από υψηλή σκληρότητα.

Ποια είναι η ουσία της διαδικασίας αποσκλήρυνσης του νερού;

Η σκληρότητα του νερού είναι ένας συνδυασμός της φυσικής του και Χημικές ιδιότητεςσχετίζεται με την περιεκτικότητα σε διαλυμένα άλατα μετάλλων αλκαλικών γαιών. Πρώτα απ 'όλα, τα άλατα σκληρότητας περιλαμβάνουν ασβέστιο και μαγνήσιο. Στο φυσικό περιβάλλον ρυθμίζουν διάφορες χημικές διεργασίες. Η σκληρότητα του νερού επηρεάζεται κυρίως από τη θέση του. Τα ποτάμια και οι λίμνες αναπληρώνονται από υπόγειες πηγές που ρέουν σε στρώματα ασβεστόλιθου και εμπλουτίζουν το νερό που διέρχεται από αυτά με άλατα σκληρότητας. ΣΕ επιφανειακά νεράπεριέχει σημαντικά λιγότερο ασβέστιο και μαγνήσιο από τα βαθιά. Η σκληρότητα του νερού στις φυσικές πηγές φτάνει στο μέγιστο το χειμώνα και στο ελάχιστο την άνοιξη, χάρη στο λιώσιμο του χιονιού.

Υπάρχουν τρεις τύποι σκληρότητας νερού:

• Γενικός. Αυτή είναι η συνολική συγκέντρωση ιόντων μαγνησίου και ασβεστίου.
• Ανθρακικό άλας. Το δεύτερο όνομά του είναι προσωρινό, αφού οι δείκτες εξαρτώνται από την περιεκτικότητα του νερού σε ανθρακικά και διττανθρακικά ασβέστιο και μαγνήσιο, τα οποία αποβάλλονται σχεδόν πλήρως με το βράσιμο.
• Το μη ανθρακικό, αντίθετα, είναι σταθερή τιμή, γιατί οφείλεται στην παρουσία αλάτων μαγνησίου και ασβεστίου, τα οποία δεν επηρεάζονται από τις αλλαγές θερμοκρασίας.

Στο σύστημα SI, η σκληρότητα του νερού μετριέται σε moles ανά κυβικό μέτρο -mol/m³, αλλά στην πράξη χρησιμοποιούνται και ισοδύναμα χιλιοστόγραμμα ανά λίτρο -mEq/L Σύμφωνα με τα πρότυπα ακαμψίας SanPiN πόσιμο νερόδεν πρέπει να υπερβαίνει τα 7 mEq/l. Απαιτούμενη σκληρότητα νερού για την παραγωγή μπύρας -έως 4 mEq/l, αναψυκτικά -0,7 mEq/l.

Το υπερβολικά σκληρό νερό είναι ένας από τους λόγους για τον σχηματισμό λίθων στα νεφρά, καθώς τα διττανθρακικά ασβέστιο και μαγνήσιο δυσκολεύουν τη λειτουργία του στομάχου και των εντέρων. Οι λεγόμενες εναποθέσεις αλατιού στις αρθρώσεις μπορεί επίσης να είναι αποτέλεσμα της κατανάλωσης σκληρού νερού. Τα άλατα σκληρότητας που περιέχει αλληλεπιδρούν ενεργά με σαπούνι, σαμπουάν, βάλσαμα και άλλα παρόμοια προϊόντα, σχηματίζοντας ίζημα και μειώνοντας την αποτελεσματικότητά τους. Λόγω της καταστροφής της φυσικής προστασίας του λίπους, οι πόροι στο ανθρώπινο δέρμα φράσσονται από νεοπλάσματα, δυσκολεύοντας την αναπνοή. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ξηρότητα, ακμή, πιτυρίδα, καθώς και σπάσιμο και απώλεια μαλλιών. Το σκληρό νερό έχει επίσης αρνητική επίδραση στο μαγείρεμα, καταστρέφοντας τις ευεργετικές ουσίες που περιέχονται στα συστατικά.

Το σκληρό νερό μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των οικιακών συσκευών: πλυντήρια πιάτων, λέβητες, βραστήρες κ.λπ. Λόγω της κρυστάλλωσης του αλατιού, σχηματίζεται άλατα, η οποία στη συνέχεια οδηγεί σε διάβρωση και αστοχία. Όπως και στην περίπτωση των σαμπουάν, κατά το πλύσιμο σε σκληρό νερό, μέρος των «δυνάμεων» της πούδρας χρησιμοποιείται για να εξουδετερώσει την επίδρασή της, αλλά εδώ, εκτός από την συνηθισμένη υπερκατανάλωση απορρυπαντικά, αυξάνονται οι πιθανότητες να πλυθούν με λεκέδες ή ραβδώσεις. Προκύπτουν επίσης λόγω των αλάτων που σχηματίζονται στα «εσωτερικά» του πλυντηρίου.

Στις αστικές περιοχές, το πολύ σκληρό νερό είναι πλέον σχεδόν αδύνατο να βρεθεί, αλλά σε ιδιωτικούς τομείς και αγροτικές περιοχέςη κατάσταση είναι διαφορετική. Συνήθως, οι κάτοικοί τους χρησιμοποιούν νερό από πηγάδι ή αρτεσιανό πηγάδι, το οποίο δέχεται υπόγεια ύδατα κορεσμένα με ασβέστιο και μαγνήσιο. Επιπλέον, μαζί με τα άλατα σκληρότητας, άλλα βλαβερές ουσίες. Το μόνο που χρειάζεται είναι δυνατή βροχή και μια κοντινή χωματερή.

Πόσο εύκολο είναι να το καταλάβεις αποσκλήρυνση του νερού - πρόκειται για μείωση της συγκέντρωσης των αλάτων σκληρότητας σε αυτό. Η απλούστερη εκδοχή αυτής της διαδικασίας είναι η θερμική (γνωστή και ως απλός βρασμός). Όπως προαναφέρθηκε, όταν αυτή η διαδικασίαΤο διττανθρακικό ασβέστιο διασπάται σε αδιάλυτο ανθρακικό ασβέστιο, το οποίο κατακρημνίζεται, και διοξείδιο του άνθρακα. Η συγκέντρωση του θειικού ασβεστίου μειώνεται επίσης ελαφρώς. Αυτή η μέθοδοςθεωρείται το απλούστερο, αλλά η απόδοσή του αφήνει πολλά να είναι επιθυμητά. Υπάρχει επίσης μια χημική μέθοδος, όταν αντιδραστήρια προστίθενται στο νερό για τη μετατροπή των διαλυτών ενώσεων σε αδιάλυτες. Το κύριο μειονέκτημα είναι ότι δεν μπορείτε να πιείτε τέτοιο υγρό ούτως ή άλλως. Άλλες μέθοδοι απαιτούν ειδικό εξοπλισμό.

Εξοπλισμός αποσκλήρυνσης νερού

Εκτός από την επιδρομή στο θερμαντικά στοιχείαοικιακές συσκευές και λεκέδες σε πλυμένα ρούχα, σημάδια σκληρού νερού είναι τα σαπούνια και οι σκόνες που δεν αφρίζουν, το κρέας που είναι σκληρό ακόμα και μετά από παρατεταμένο μαγείρεμα, η απουσία του συνηθισμένου αρώματος σε τσάι και καφέ, καθώς και η πικρή γεύση του ίδιου του νερού. Επιπλέον, η σκληρότητα του νερού μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας ειδικές δοκιμαστικές ταινίες ή μετρητή TDS που μετρά την ηλεκτρική αγωγιμότητα του υγρού. Ωστόσο, πριν αγοράσετε ένα φίλτρο αποσκληρυντικού νερού, συνιστάται να το στείλετε σε εργαστήριο για δοκιμή, ώστε οι ειδικοί να μπορούν να κάνουν την πιο ακριβή «διάγνωση». Για παράδειγμα, φίλτρο ροήςγια αποσκλήρυνση του νερού θα είναι σχετικό μόνο για υγρά χωρίς κρίσιμη περιεκτικότητα σε σίδηρο και σε σοβαρές περιπτώσεις είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το κύριο.

Σε ποιες εγκαταστάσεις συμβαίνει η αποσκλήρυνση του νερού; Οι ειδικοί διακρίνουν τις ακόλουθες κατηγορίες φίλτρων:

• Μεμβράνη.Έως και το 98% των ακαθαρσιών φιλτράρονται, καθιστώντας το νερό ουσιαστικά αποσταγμένο. Ωστόσο, για να διασφαλιστεί ότι η ποιότητα της εργασίας τους δεν μειώνεται, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί πίεση στην παροχή νερού τουλάχιστον 3-4 ατμοσφαιρών. Μια τέτοια συσκευή είναι αρκετά ακριβή, αλλά έχει επίσης μεγάλη διάρκεια ζωής.
• Πολυφωσφορικό.Είναι μια φιάλη με κρυστάλλους πολυφωσφορικού άλατος. Το νερό που διέρχεται από αυτά είναι κορεσμένο με πολυφωσφορικό νάτριο. Συνήθως προσαρτάται μπροστά οικιακό εξοπλισμό. Τα φίλτρα πολυφωσφορικών είναι φθηνά, αλλά πρέπει να αλλάζονται κάθε έξι μήνες. Δεν συνιστάται να πίνετε νερό που έχει μαλακώσει με τη βοήθειά τους.
• Μαγνητικός.Χάρη σε αυτά, το νερό εκτίθεται σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο, το οποίο αλλάζει τη δομή των αλάτων σκληρότητας. Τα μόρια σταματούν να συνδέονται όταν θερμαίνονται και δεν σχηματίζουν ίζημα και επίσης καταστρέφουν την υπάρχουσα κλίμακα. Η συγκέντρωση αλατιού παραμένει η ίδια, επομένως τέτοιες συσκευές είναι κατάλληλες κυρίως για σωλήνες και εξοπλισμός άντλησης. Ανάλογα με τον τύπο, τα μαγνητικά φίλτρα μπορούν να λειτουργήσουν από 5 έως 25 χρόνια χωρίς να απαιτείται συντήρηση.
• Ηλεκτρομαγνητικός.Εργαστείτε με βάση την ακτινοβολία Ηλεκτρομαγνητικά κύματααπαιτούμενη συχνότητα. Απαιτούν σύνδεση στο δίκτυο, αλλά δεν καταναλώνουν πολλή ενέργεια. Συμβατό με οποιοδήποτε άλλο σύστημα αποσκλήρυνσης νερού. Η περίσσεια αλάτων απομακρύνεται μέσω ενός κάρτερ στο αποχετευτικό σύστημα. Ακριβώς όπως τα μαγνητικά, καταστρέφουν επιπλέον άλατα, αλλά είναι πολύ πιο ακριβά.
• Φίλτρα ανταλλαγής ιόντων για αποσκλήρυνση του νερού.Το προφανές τους πλεονέκτημα είναι υψηλή απόδοσηκαι ανθεκτικότητα του στοιχείου φίλτρου. Είναι φίλτρο τύπου στήλης ή ντουλαπιού, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει ρητίνη ανταλλαγής ιόντων. Όπως και με τα μαγνητικά φίλτρα, μπορούν να καθαριστούν μόνο κρύο νερό. Η διαδικασία διήθησης συνίσταται στην αντικατάσταση των ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου με ιόντα νατρίου, τα οποία δεν βλάπτουν το ανθρώπινο σώμα και τις οικιακές συσκευές.

Παρά το γεγονός ότι το νερό μπορεί να πιει μετά τη μέθοδο αποσκλήρυνσης ιοντοανταλλαγής, θεωρείται αντιδραστήριο· τα υπόλοιπα ταξινομούνται ως μη αντιδραστήρια.

Αναβολή δεν σημαίνει μαλάκωμα

Η έννοια του «σκληρού νερού» δεν είναι συνώνυμη με το «σιδερένιο νερό». Γλυκό νερόΠεριέχει επίσης σίδηρο, ο οποίος εισέρχεται σε πηγάδια και γεωτρήσεις από την κατάρρευση πετρωμάτων, και σε σωλήνες από γήρανση και διαβρωμένους σωλήνες νερού από χυτοσίδηρο και χάλυβα. Δεν είναι δύσκολο να αναγνωρίσετε το νερό που είναι υπερκορεσμένο με σίδηρο με το μάτι - έχει μια χαρακτηριστική μεταλλική οσμή και μια κιτρινωπή-θολή απόχρωση. Με τέτοιους δείκτες, τα λευκά πράγματα γίνονται κιτρινωπά μετά το πλύσιμο και εμφανίζονται καφέ κηλίδες στα υδραυλικά.

Στη χώρα μας η επιτρεπόμενη ποσότητα σιδήρου στο νερό δεν πρέπει να ξεπερνά τα 0,3 mEq/l. Ο κανόνας για τη συνολική πρόσληψη σιδήρου για έναν ενήλικα είναι 25 χιλιοστόγραμμα την ημέρα.

Η «υπερδοσολογία» μπορεί να οδηγήσει σε ουρολιθίαση, εντερικές διαταραχές, παθήσεις της χοληδόχου κύστης και οδοντικά προβλήματα, καθώς και δερματίτιδα και ανάπτυξη αλλεργιών. Επομένως, δεν έχει νόημα να αγοράζετε συσκευές αποσκλήρυνσης νερού ενώ παραμελείτε τον εξοπλισμό για την αφαίρεση σιδήρου. Μπορεί επίσης να είναι διαφορετικό, τόσο χημικό, όταν ο σίδηρος καταστρέφεται από αντιδραστήρια, όσο και μηχανικό, όταν ο σίδηρος διασπάται χρησιμοποιώντας αερισμό, πήξη και τη μέθοδο ανταλλαγής ιόντων που περιγράφεται παραπάνω. Επιπλέον, υπάρχουν εγκαταστάσεις "δύο σε ένα" που λειτουργούν ταυτόχρονα για να μαλακώσουν το νερό και να αφαιρέσουν το σίδηρο. Εξοικονομούν εξίσου χώρο στο σπίτι, τον προϋπολογισμό του ιδιοκτήτη και τον χρόνο του.

Οι τεχνολογίες αναπτύσσονται γρήγορα και ίσως μια μέρα όλο το νερό στη Γη να είναι εξαιρετικά καθαρό. Αλλά μέχρι να συμβεί αυτό, η ύπαρξη ενός συστήματος φιλτραρίσματος νερού είναι επείγουσα ανάγκη, επειδή η ανθρώπινη υγεία εξαρτάται άμεσα από αυτό. Ταυτόχρονα, δεν θέλετε να ξοδέψετε πολλά χρήματα σε αναποτελεσματικό εξοπλισμό, επομένως θα πρέπει να επιλέξετε προσεκτικά ένα φίλτρο για αφαίρεση σιδήρου και αποσκλήρυνση του νερού.