Технологічні процеси водопідготовки

Катіонітові фільтри випускають різних діаметрів та з різною висотою завантаження катіонітів, які розраховані на робочий тиск 0, 6 МПа і робочу температуру до 60 °С [ 17 ].

 

 

В основі катіонного процесу зм’якшення води лежать реакції обміну йонів натрію і водню – катіонів на йони Са2+ і Mg2+ – солей твердості, розчинених у воді. Обмін йонів натрію називають Ка-катіонуванням, а йонів гідрогену – Н-катіонуванням:

Nа2[Кат] + Са (НС03) 2   Са[Кат] + 2NaНС03;

Na2[Кат] + М8S04   Мg[Кат] + Ка2S04;

Н2[Кат] + МgС12   М8[Кат] + 2НСI;

Н2[Кат] + Na2SO4   Мg2[Кат] + Н2S04.

Так само видаляють з води йони інших металів.

Аніоніти – високомолекулярні речовини, що містять активні групи з аніонами ОН, НСОз або СОз Пропускаючи крізь шар аніоніту воду: заздалегідь звільнену від катіонів, видаляють з неї аніони:

[Ан]ОН + НС1   [Ан]С1 + Н20;

2[Ан]ОН + Н2S04   [Ан]2S04 + 2Н20.

З наведених реакцій випливає, що йонообмінний спосіб може забезпечити зм’якшення і знесолювання води, тобто повне видалення з води солей. Реакції йонообміну обернені і для відновлення обмінної здатності йонітів здійснюють процес їх регенерації. Регенерацію Nа-катіонітів проводять за допомогою розчинів мінеральних кислот. Аніоніти регенерують розчинами лугів, гідрогенкарбонату або карбонату натрію [ 16 ].

Існують різні методи очищення води, що приводять її до норм, які встановлені СанПіН. Найбільш поширені з них:

Попереднє очищення води. Якщо для приготування питної води використовуються поверхневі і підземні води, то відбувається проведення ретельного попереднього очищення:

• первинне відстоювання – застосування реагентів, залежно від складу початкової води.
• коагуляція (тобто введення у воду, що обробляється солей алюмінію, заліза або поліелектролітів), для укрупнення зважених і колоїдних частинок і переходу їх у фільтровану форму.
• механічне очищення води за допомогою фільтрування. Очищення води за допомогою фільтрування застосовується для самих різних цілей [ 3 ].

Для очищення води, що подається із громадських водопровідних мереж, як правило, застосовується тонке фільтрування з використанням елементів очищення, сіток і картриджів із ступенем фільтрації від 5мкм до 1см, залежно від рівня забруднення.

Очищення води від заліза. Типова картина, яка спостерігається при підйомі залізистої води з свердловини, така: спочатку вода, тільки-но викачана зі свердловини, абсолютно прозора і здається чистою, але проходить декілька десятків хвилин і вода каламутніє, набуваючи специфічного рудуватого кольору. Наявність заліза можна визначити і на смак.

Починаючи з концентрації 1, 0-1, 5 міліграм/л вода має характерний неприємний металевий присмак. Ігнорування проблеми заліза у воді призводить до втрати «білизни» ванн і раковин, виходу з ладу імпортної сантехніки, появи в системі водопроводу залізобактерій, корозії труб. У системі гарячого водопостачання проблеми, зумовлені підвищеним вмістом заліза, зростають у декілька разів. Під час концентрації у 0, 5 мг/л відбувається інтенсивна поява пластівців, створюючи рихлий шлам, який забиває теплообмінники, радіатори, трубопроводи, зменшуючи їхню прохідну здатність.

За санітарними нормами вміст заліза в питній воді не повинен перевищувати 0, 3 міліграм/л. У підземній же воді вміст його коливається в межах від 0, 5 до 20 міліграм/л. Вирішення проблеми очищення води від заліза є досить складним і комплексним завданням, у зв'язку з цим навряд чи можливо встановити які-небудь універсальні правила очищення [ 19 ].

Частіше за все при очищенні води від заліза використовуються наступні методи:

• аерація, тобто нагнітання повітря і інтенсивний процес окислення в ємності.
• оброблення води сильними окислювачами – озон, гипохлорит натрію, перманганат калію.
• фільтрування через модифіковане завантаження (пропускання води через матеріали для видалення заліза, які здійснюють не тільки очищення води від окисленого заліза (осаду), але і від розчиненого заліза за допомогою хімічної взаємодії) [ 12 ].

Очищення води від солей жорсткості. З жорсткою водою стикалася, напевно, кожна людина, досить пригадати про накип у чайнику. Чай і каву теж краще заварювати м'якою водою.

Жорсткість води залежить від загального вмісту в ній розчинених солей кальцію і магнію. Гідрокарбонати кальцію і магнію утворюють карбонатну або тимчасову жорсткість води, яка повністю усувається під час кип'ячення води протягом години. В процесі кип'ячення розчинні гідрокарбонати переходять у нерозчинні карбонати, що випадають у вигляді білого осаду або ж накипу. Солі сильнодіючих кислот, наприклад, сульфати і хлориди кальцію і магнію – утворюють некарбонатну або постійну жорсткість, що не змінюється під час кип'ячення води.

Жорсткість прісних природних водоймищ змінюється протягом року, мінімальною є вона в період паводку. Артезіанська вода, як правило, жорсткіша за воду з поверхневих джерел [ 16 ].

У деяких випадках жорсткість може створювати проблеми. Приймати ванну, мити посуд, прати, мити машини – для цього жорстка вода менш ефективна, аніж м'яка. І ось чому:

При використанні м'якої води витрачається в 2 рази менше миючих засобів;

Жорстка вода, взаємодіючи з милом, утворює «мильні шлаки», які не змиваються водою